Регулируемый инвертор Советский патент 1982 года по МПК H02M7/537 

(ЗА) РЕГУЛИРУЕМЫЙ HtiBEPTOP Изобретение относится к преобразо вательной технике и может быть испол зовано в системах вторичного электро питания для преобразования постоянно го напряжения в стабилизированное (регулируемое) переменное напряжение с помощью инверторов. Известны мостовые инверторы, содержащие четыре управляемых ключа и конденсатор, включенный между входными выводами моста 1 . Однако для регулирования выходного напряжения в данной схеме испопьзуется широтно-импульсный способ управления ключами моста. При таком способе регулирования происходит изменение спектрального состава выходного напряжения, что приводит к необходимости увеличения массы выходного фильтра, формирующего синусоиду Известны инверторы, содержащие мост управляемых ключей, шунтированный по входу конденсатором, и ключевой проходной стабилизатор цепи питания моста, содержащий дрюссель и диод. Спектральный состав выходного напряжения в данном инверторе не изменяется в процессе регулирования выходного напряжения 2 J. Однако наличие дополнительного силового ключа в цепи питания моста вызывает дс к лнитепьные потери мощности, т.е. снижение КПД. Цель изобретения - повышение КПД. Эта цель достигается тем, что в регулируемом жверторе, содержащем N пар основных ключей включенных по схеме моста, LC-фильтр, дроссель которого включен мшк первым входным выводом инвертора и первым входным выводом моста, а конденсатор между входными выводами моста, и диод, включенный между вторым входным выводом моста и первым входным выводом инвертора, введено N дополнительных ключей, включенных между выходными выводами моста и вторым входным выводом инвертора. 3936 На фиг. 1 показан предлагаемый однофазный инвертор; на фиг. 2 - вариант исполнения трехфазного инвертора. Инвертор (фиг. 1) содержит мост основных ключей I-, в качестве которыхиспользуются, например транзисторы, шунтированные возвратными диодами, конденсатор фильтра 5, включенный между входными выводами моста 6 и 7, дроссель фильтра 8, включенный между выводом моста 6 и первым входным выводом 9 инвертора и диод 10, включенный между выводами 7 и 9. В инвертор введены дополнительные ключи (транзисторы) 11 и 12, соединяющие выходные выводы моста 13 и 1t со вторым входным выводом инвертора 1 Ключи I- управляются от задающего генератора 16, а ключи 11 и 12 - от широтно-импульсного модулятора 17. На выходе инвертора включена нагрузка Zf,. В трехфазном инверторе (фиг. 2) введены дополнительно полумост основных ключей 18 и 19 и дополнительный ключ 20. включенные аналогично осталь ным подобным ключам. Инвертор (фиг. 1) работает следующим образом. Под действием сигналов задающего л f W генератора 1Ь в первый полупериод выходной частоты инвертора открыты ключи 1 и , а во второй полупериод ключи 2 и 3. Ключ 11 открыт некоторую часть Т/2 первого полупериода, а ключ 12 такую же часть огТ/2 второго полупериода. Когда в первом полупериоде открыты ключи 1, l и 12, ток (постоянная составляющая) проходит по цепи 9-8-1-Zu-12-15. Реактивный ток нагрузки Z (переменная составляющая) циркулирует в контуре: ключи 1 и Д, конденсатор 5. Когда |4Июч 12 закрывается, открывается диод 10 и энергия, накопленная в рассмотренном этапе в дросселе, вызывает циркуляцию тока (постоянной составляющей) в контуре 8-1-Z - i-IO. Аналогично процессы происходят во втором полупериоде, но при этом, участвуют ключи 2, 3 и 1 Изменяя длительность открытого состояния ключей 11 и 12 , можно регулировать (стабилизировать) выходное напряжение инвертора Uu.|y jT gгде Uft4 - входное напряжение на выводах 9 и 15. Частота управления ключами 11 и 12 может в несколько раз превышать выходную частоту инвертора, т.е. на протяжении полупериода Т/2 ключ 11 (12) открывается и закрывается несколько раз. При этпм уменьшается масса дросселя 8 и конденсатора 5. Коммутация ключей 1, t и 2,3 может происходить со взаимным фазовым сдвигом, с целью улучшения спектрального состава выходного напряжения, например при сдвиге в 60 эл. град, исключаются третья и кратные трем гармоники, причем в процессе регулирования (стабилизации) спектральный состав (форма кривой) выходного напряжения не изменяется. В трехфазном исполнении (фиг. 2) предложенная схема работает аналогично описанному для фиг. Ь с той разницей, что каждый из. дополнительных ключей 11, 12 и 20 открывается лишь на том интервале периода, когда открыт основной ключ 2, и 12, соединенный с тем же выходным выводом (А.О.С), что и данный дополнительный ключ. Форма выходного напряжения в процессе регулирования также не изменяется. Дополнительные ключи 11, 12 и 20 также, как и в однофазном варианте, могут работать на повышенной кратной выходной частоте, В предложенном инверторе в силовой цепи включены последовательно только два ключа, в отличии от известного, где включены последовательно три ключа. За счет этого, КПД инвертора повышается. Формула изобретения Ре.гулируемый инвертор, содержащий N пар основных ключей, включенных по схеме моста. LC-фильтр. дроссель которого включен между первым входным выводом инвертора и первым входным выводом мост-а, а конденсатор между входными выводами моста, и диод, включенный между первым входным выводом инвертора и вторым входным выводом моста, отличающийс я тем, что, с целью- ювышения КПД, в него введено N дополнительных ключей, включенных между выходными вы