SU1056405A1 - Мостовой инвертор - Google Patents

Abstract

МОСТОВОЙ ИНВЕРТОР, содержащий N мостовых инверторных  чеек, соединенных по входу последовательно , и конденсаторы, отличающийс  тем, что, с целью улучшени  массогабаритных показателей, выходные ВЫВОФ1 первой  чейки соединены с выходными выводами инвертора, каждый выходной вывод остальных N-1  чеек соединен через конденсатор с соответствующим выходным выводом первой или смежной  чейки.

Description

Н-б

- О

О1

а

4

О

сл

1 1 Изобретение относитс  к электро технике и может быть использовано в системах электропитани  устройст автоматики и радиоэлектроники дл  преобразовани  посто нного напр же ни  .повышенной величины в переменн напр жение заданного уровн  посред ством инверторов. Известны инверторы, содержащие последовательно соединенные транзи торы и конденсаторы, подключающие нагрузку к точкам соединени  транзисторов tl Недостаток данного инвертора сос тоит в повышенных напр жени х на транзисторах и конденсаторах при заданном коэффициенте понижени  напр жени  (отношении входного напр  жени  к выходному при бестрансформаторном выходе), что снижает надеж ность и КПД. Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  мостовой инвертор, содержащий несколько мостовых инверторных  чеек, соединенных по входу последовательно , и конденсаторы, и1унтирующие вхО каждой  чейки, причем выходы каждой  чейки подключены к отдельной первичной обмотке выходного трансформатора С2 . Однако наличие многообмоточного выходного трансформатора увеличивает габариты и массу инвертора. Цель изобретени  - улучшение мас согабаритных показателей. Эта цель достигаетс  тем, что в мостовом инверторе, содержащем N мостовых инверторных  чеек, соеди ненных по входу последовательно, и 1 конденсаторы,выходные выводы первой  чейки соединены с выходными вывода ми инвертора, а каждый выходной вывод остальных N-1  чеек соединен через конденсатор с соответствующим выходным выводом первой или смежной  чейки. На фиг. 1 показана схема инвертора с двум   чейками; на фиг.2 временные диаграммы напр жений; на фиг. 3 и 4 - варианты выполнени  инвертора с трем   чейками. Инвертор (фиг.1) содержит первую мостовую инверторную  чейку, выполненную на управл емых полупроводниковых ключах 1-4, например транзисторах, шунтированных встреч но включенными диодами 5-8. Выходные выводы этой  чейки соединены с выходными выводами инвертора,например , через трансфоЕ 1атор 9. Вто ра  мостова  инверторна   чейка об разована ключами (транзисторами) 10-13 и соединена по входу последовательно с первой  чейкой между питaющи и выводами инвертора. Выходные выводы второй  чейки через конденсаторы 14 и 15 соединены с соответствующими выходными выводами первой  чейки. Инвертор работает следующим образом . Управление ключами 10-13 производитс  попеременно со сдвигом на 180 и синхронно с ключами 1-4.Дл  упрощени  рассмотрим работу инвертора в установиви1емс  режиме, когда конденсаторы 14 и 15 .зар жены. На фиг.2 приведены эпюры напр жений на выходе первой  чейки и&и конденсаторах U . -U . Пусть под действием управл ющих импульсов в момент времени t to открываютс  транзисторы 1,4,10 и 13 и. закрываютс  транзисторы 2,3,11 и 12. При этом через обмотку трансформатора протекают два тока в одном направлении. Один ток протекает по цепи зар да конденсатора 14 (положительна  шина питани , транзистор 10, конденсатор 14, трансформатор 9, транзистор 4, отрицательна  шина питани ), другой ток - по цепи разр да конденсатора 15 (через, транзисторы 13 и 1 и трансформатор 9). В этом интервале времени плюс напр жени  прикладываетс  к точке соединени  транзисторов 1 и 2. В момент времени t t под действием управл ющих импульсов происходит переключение транзисторов. Транзисторы 1,4, 10 и 13 закрываютс , а транзисторы 2,3,11 и 12 открываютс . При этом происходит зар д конденсатора 15 (положительна  шина питани , транзис.тор 12, конденсатор 15, трансформатор 9, транзистор 2, отрицательна  шина питани ) и разр д конденсатора 14 (транзисторы 11,3 и трансформатор 9). Теперь плюс напр жени  прикладываетс  к точке соединени  транзисторов 3 и 4, т.е. пол рность напр жени , приложенного к первичной обмотке трансформатора 9, мен етс  на обратную. В момент времени t tj под действием управл ющих импульсов вновь происходит переключение транзисторов . Транзисторы 1,4,10 и 13 открываютс , а транзисторы 2,3,11 и 12 переход т в состо ние отсечки тока. В Дальнейшем процесс повтор етс  и к первичной обмотке трансформатора прикладываетс  переменное напр жение , близкое к пр моугольной форме с амплитудой, давкой половине напр жени  питани . К каждому конденсатору и транзистору также приложено напр жение, равное половине напр жени  питани . В вариантах с трем   чейками (фиг.З и 4) дополнительна  мостова  инверторна   чейка выполнена на управл емых ключах 16-19 и соединена по входу последовательно с остальными  чейками. Выходные выводы этой

 чейки соединены через конденсаторы 20 и 21 с выходными выводами первой  чейки (фиг.З) или с выходными выводами второй  чейки Гфиг.4).Соединенное таким образом число  чеек может быть любым и определ етс  заданным коэффициентом понижени  напр жени , т.е. отношение входного напр жени  инвертора к напр жению на выходе первой  чейки, и допустимым напр жением на элементах. На фиг. 3 и 4 показаны величины токов и напр жений на всех элементах схемы в оба полупериода (заштрихованы открытые в данный полупериод транзисторы ) . Откуда следует, что коэффициент йонижени  напр жени  инвертора равен числу мостовых  чеек, а напр жени  на транзисторах схем по фиг. 3 и 4 и на конденсаторах схемы по фиг.3 снижены в N раз пэ отношению к напр жению питани  инвертора. В интервале по фиг.3 напр жени  на конденсаторах каждой последующей  чейки больше, чем предыдущей, но

токи конденсаторов всех  чеек одинаковы .

Предложенный инвертор при заданном коэффициенте понижени  напр жени  (бестрансформаторном выходе) позвол ет снизить напр жени  на силовых элементах и.тем самым повысить надежность и КПД. I

По отношению к известному устройству Предложенный инвертор позвол ет либо исключить выходной трансформатор.полностью, в случае допустимой гальванической св зи ьхода и выхода и необходшмости понизить в заданное число раз выходное напр жение по отношению к входному , либо выполнить выходной трансформатор двухобмоточным, в случае, когда укаэанные услови  отсутствуют . Ив том и в другом случа х габариты и масса инвертора уменьшаютс , а равномерность делени  напр жени  по элементам схемы сохран етс .

%

о

«it

Claims (1)

1. МОСТОВОЙ ИНВЕРТОР, содержащий N мостовых инверторных ячеек, соединенных по входу последовательно, и конденсаторы, отличающий с я тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей, выходные выводы первой ячейки соединены с выходными выводами инвертора,» каждый выходной вывод остальных N-1 ячеек соединен через конденсатор с соответствующим выходным выводом первой или смежной ячейки.