Изобретение относится к электротехнике и используется в преобразователях частоты.The invention relates to electrical engineering and is used in frequency converters.
Широко известный [1] инвертор напряжения, содержащий одно или несколько плеч, составленных из двух последовательно включенных между полюсами источника запираемых вентилей, шунтированных обратными диодами и конденсаторами. Недостаток такого резонансного инвертора состоит в относительно низкой надежности, вызванной большими пиками токов в вентилях и их увеличенном нагреве. Наиболее близок по уровню техники инвертор [2] напряжения, содержащий одно или несколько плеч, составленных из двух последовательно включенных между полюсами источника, запираемых вентилей, шунтированных обратными диодами, двух последовательных резисторно-конденсаторных цепей, так что резисторы соединены между собой и соединены с выходом, а цепи включены между полюсами источника. Недостаток такого инвертора состоит в сложности и относительно больших потерях энергии.The well-known [1] voltage inverter containing one or more arms, made up of two shut-off valves connected in series between the poles of the source, shunted by reverse diodes and capacitors. The disadvantage of such a resonant inverter is the relatively low reliability caused by the high current peaks in the valves and their increased heating. The closest in terms of the prior art is a voltage inverter [2] containing one or more arms made up of two series-connected between the poles of the source, lockable valves, shunted by reverse diodes, two series resistor-capacitor circuits, so that the resistors are connected to each other and connected to the output , and the circuits are connected between the poles of the source. The disadvantage of such an inverter is its complexity and relatively large energy losses.
Техническим результатом предложения является снижение потерь. Технический результат достигается за счет того, что между вторыми выводами резисторов включен диод. На чертеже представлена схема инвертора напряжения со сглаживающей цепью. К источнику 1 постоянного тока присоединены два идентичных полумостовых блока 2 и 3 инвертора. Блок 2 раскрыт подробно. Блоки содержат последовательно включенные между полюсами запираемые вентили 4, 5, шунтированные встречными диодами 6 и 7. Конденсаторы 8 и 9 также включены последовательно между полюсами и их средняя (общая) точка через резисторы 10 соединена с общей точкой вентилей 4, 5, которая, являясь выходом инвертора, присоединена к нагрузке 13, которая преимущественно имеет индуктивный характер. Имеется блок управления 12, подающий управляющие сигналы на вентили 4, 5 блоков 2 и 3. Оба резистора 10 имеют одинаковый номер, так как могут быть выполнены в виде резистора со средним выводом. Есть диод 11. Инвертор работает следующим образом. Он преобразует энергию постоянного тока источника 1 в переменный ток регулируемой частоты и величины напряжения. С этой целью блок 12 управления известным образом подает на вентили 4, 5 блоков 2 и 3 управляющие сигналы. В соответствии с этими сигналами вентили 4, 5 включаются и выключаются. Эти процессы переключения вентилей вызывают перенапряжения, которые смягчаются конденсаторами 8, 9 совместно с резистором 10. Однако основная задача этих цепочек состоят в другом - в фильтрации выходного напряжения (на нагрузке 10). Особенно такая фильтрация полезна в моменты формирования низких значений напряжения - при переходе огибающей выходного напряжения через нуль от одной полярности до другой. Так как для формирования близкой к синусоиде форме выходного напряжения используется метод широтно-импульсной модуляции, то в моменты перехода огибающей напряжения через ноль, импульсы напряжения становятся очень короткими, а паузы - длительными. В результате в выходном напряжении возникают паузы так называемого мертвого времени. Из-за этого существенно искажается форма напряжения на выходе инвертора. Известный метод борьбы с таким эффектом состоит в слежении за знаком выходного тока и управлении широтно-импульсной модуляцией по результатам этого слежения. Однако такой способ усложняет высоковольтный инвертор. Конденсаторы 8, 9, будучи заряжены, заполняют эти паузы напряжения. При этом по сравнению с прототипом уменьшаются потери в резисторах, так как в части процессов заряда разряда участвует диод 11. При этом один (11) диод используется на два транзистора, что упрощает установку.The technical result of the proposal is to reduce losses. The technical result is achieved due to the fact that a diode is connected between the second terminals of the resistors. The drawing shows a diagram of a voltage inverter with a smoothing circuit. Two identical half-bridge units 2 and 3 of the inverter are connected to the direct current source 1. Block 2 is disclosed in detail. The blocks contain lockable gates 4, 5 connected in series between the poles, shunted by counter diodes 6 and 7. Capacitors 8 and 9 are also connected in series between the poles and their middle (common) point is connected through resistors 10 to the common point of gates 4, 5, which, being the output of the inverter is connected to the load 13, which is predominantly inductive in nature. There is a control unit 12, which supplies control signals to gates 4, 5 of blocks 2 and 3. Both resistors 10 have the same number, since they can be made in the form of a resistor with a middle terminal. There is a diode 11. The inverter works as follows. It converts the DC energy of source 1 into alternating current of controlled frequency and voltage. For this purpose, the control unit 12 supplies control signals to the valves 4, 5 of units 2 and 3 in a known manner. In accordance with these signals, gates 4, 5 are switched on and off. These valve switching processes cause overvoltages, which are mitigated by capacitors 8, 9 together with resistor 10. However, the main task of these circuits is different - to filter the output voltage (at load 10). Such filtering is especially useful at the moments of formation of low voltage values - when the output voltage envelope passes through zero from one polarity to another. Since the pulse-width modulation method is used to generate an output voltage close to a sinusoid, at the moments of the voltage envelope crossing through zero, the voltage pulses become very short, and the pauses become long. As a result, pauses of the so-called dead time appear in the output voltage. Because of this, the voltage waveform at the output of the inverter is significantly distorted. A known method of dealing with this effect is to follow the sign of the output current and control the pulse width modulation based on the results of this tracking. However, this method complicates the high voltage inverter. Capacitors 8, 9, when charged, fill these voltage pauses. In this case, compared with the prototype, the losses in the resistors are reduced, since the diode 11 participates in part of the discharge charging processes. In this case, one (11) diode is used for two transistors, which simplifies the installation.
Источники информацииSources of information
1. Патент РФ на полезную модель № 5296RU. МКИ Н02Н 7/122.1. RF patent for a useful model No. 5296RU. MKI N02N 7/122.
2. Воронин П.А. Силовые полупроводниковые ключи. М.: Додэка. 2001, стр. 242, рис. 5.29.2. Voronin P.A. Power semiconductor switches. M .: Dodeka. 2001, p. 242, fig. 5.29.
