Статический преобразователь Советский патент 1982 года по МПК H02M7/537 

(5) СТАТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

I

Изобретение относится к электрб технике, в частности к силовым преобразователям энергии, и может найти применение в статических преобразователях постоянного напряжения в переменное, гальванически развязанное, с приближенно синусоидальной формой.

Известен статический п0еобраэователь, содержащий две и более силовых преобразовательных ячеек, выполненных по мостовой схеме на управляемых ключах, выходы-которых соединены последовательно. В каждой из ячеек одна пара ключей коммутируется по чисто прямоугольному закону, а вторая пара ключей имеет дополнительные коммутации, расположенные симметрично основной. выходное напряжение этой ячейки также является одноступенчатым и J.

Выходное напряжение такого преобразователя имеет улучшенную форму с увеличенным числом ступеней, но недостатком его является усложнение

схемы, связанное с увеличением числа преобразовательных ячеек.

Наиболее близким к предлагаемому является статический преобразователь, содержащий силовую преобразовательную ячейку, выполненную по мостовой схеме на управляемых ключах, например транзисторах, шунтированных возвратными диодами, и силовой трансформатор, первичная обмотка которого

10 включена в диагональ переменного тока указанной ячейки .2.

Недостатком такого инвертора является плохое качество формы выходного напряжения, имеющего одноступенчатую

tS форму и паузу на нулевом уровне.

Цепь изобретения - улучшение качества формы выходного напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в статическом преобразователе,

1Ю содержащем выходной трансформатор, первую пару управляемых ключей, соединяющих первый зывод первичной обмотки этого трансформатора с входными выводами, и вторую пару управляемых ключей, связанных со вторым выводом указанной обмотки и входными выводами преобразователя, при этом все ключи шунтированы возвратными диодами последовательно с каждым клю чом второй пары введен конденсатор, параллельно которому через выпрямитель включена дополнительная обмотка выходного трансформатора, а между указанными конденсаторами введен третий конденсатор. На фиг. 1 показана электрическая схема преобразователя, на фиг. 2 диаграммы коммутации транзисторов и диаграмма напряжения Ua на обмотках выходного трансформатора. Электрическая схема преобразовате ля содержит ключевые транзисторы 1-, силовые цепи которых шунтированы возвратными диодами 58, выходной трансформатор 9 включенный в диагональ моета нагрузку 10, дополнительные обмотки 11 и 12 выходного транс (|юрматора, которые через выпрямители 13-16 включены параллельно перво му и второму конденсаторам 17 и 18, соединенным последовательно с ключа ми 3 и 4, третий конденсатор 19 включенный между конденсаторами 17 и 18. Выходное напряжение U (фиг. 2) имеет двухступенчатую форму. Меньши его уровень соответствует одновреме но открытому состоянию транзисторов 2 и , когда к первичной обмотке трансформатора 9 приложено напряжение между обкладками конденсатора 1 а приведенный ток нагрузки замыкает ся на цепи: положительный входной вывод инвертора, транзистор 2, первичная обмотка трансформатора 9. диод 7 и далее разветвляется на две ветви: первая - конденсатор 17 положительный входной вывод,вторая через последовательно соединенные конденсаторы 18 и 19 на отрицательный входного вывод. Большой уровень, выходного напряжения того же знака (положительного) соответствует одно временно открытому состоянию транзисторов 2 и 3, когда к первичной обмотке трансформатора 9 приложено суммарное напряжение двух последова тельно соединенных конденсаторов 17 и 19, а приведенный ток нагрузки за мыкается через цепи: положительный входной вывод, транзистор 2, первичная обмотка трансформатора 9 транзистор 3 и далее разветвляется по двум цепям: одна - через конденсатор 18на отрицательный входной вывод, другая - через два последовательно соединенных конденсатора 17 и 19 на положительный входной вывод. Величина этого большего уровня выходного напряжения равна сумме напряжений на двух последовательно соединенных конденсаторах 17 и 191 Аналогично работает инвертор, формируя отрицательные уровни выходного напряжения, амплитуды которых, соответствуя одновременному открытому состоянию транзисторов 1 и 3 или 1 и , равны напряжению на конденсаторе 18 или сумме напряжений на конденсаторах 19и 18. Обмотки 11 и 12 с диодами 13-16 служат для подзаряда конденсаторов 17 и 18 во время формирования большего уровня выходного наполнителя, поддерживая напряжение на их обкладках в заданных пределах. Эти обмотки делаются одинаковыми для того, чтобы меньший уровень вы ходного напряжения положительной полярности, равный напряжению на конденсаторе 1, был одинаков по абсолютной величине с соответствующим напряжением отрицательной полярности (на конденсаторе 18). При оптимальных значениях углов дополнительной коммутации транзисторов 3 и ,. равных kS, 135, 225 и эл. градусов, и отношении числа витков дополнительной обмотки к числу витков первичной обмотки выходного трансформатора, равным , в спектре напряжения U отсутствуют третья и пятая гармонические составляющие, т.е. качество формы существенно улучшится по сравнению с известным, в котором при исключении третьей гармонической составляющей отношение пятой гармонической составляющей к первой равно 20%: Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет существенно улучшить качество формы выходного напряжения более простыми средствами. Формула изобретения Статический преобразователь, содержащий выходной трансформатор,пер