SU1069102A1 - Инвертор - Google Patents

Abstract

ИНВЕРТОР, содержащий подключенную к входным выводам через входной дроссель преобразовательную  чейку , параллельно которой через последовательный конденсатор фильтра подключена цепь нагрузки, а также генератор управлени , подключенный к  чейке, и генератор переключени , отличающийс  тем, что, с целью повышени  КПД, параллельно преобразовательной  чейке подключена последовательна  цепочка из дву1 встречно-параллельно включенных зар дного и разр дного ключей и дополнительного конденсатора, причем вход управлени  зар дного ключа подключен к выходу генератора переключени  через форг-лирователь и логическую схему НЕ, а вход управлени  разр дного ключа подключен к выходу генератора переключени  через другой формирователь и логическую схему И, другой вход которой подключен через триггер к датчику срыва инвертора, а. вход генератора управлени  подключен к выС ходу генератора переключени .

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к преобразовательной технике, и может найти приме нение в источниках питани . Известны преобразователи частоты , содержащие выпр митель, фильтр, инвертор, систени управлени  и защиты . Недостатком преобразовател   вл етс  пониженный КПД при регулировани мощности. Наиболее близким к изобретению  вл етс  способ, который реализует статический регулируемый преобразова тель частоты, содержащий автономный инвертор, входной дроссель, конденсатор , фильтр, генератор импульсов управлени , генератор импульсов переключени , управл емое инерционное звено, датчик напр жени . В этом преобразователе регулирова ние выходной мощности происходит путем изменени  частоты инвертировани  так, что она периодически принимает значение резонансной частоты и кратной ей, причем при изменении частоты от одного значени  до другого измер ют напр жение на элементах инвертора , срав нивают его с опорным напр  жением и измен ют частоту так, чтобы значение напр жени  не превышало опорного, выбранного из услови  допустимо:го перенапр жени  на элемента инвертора. Недостатком такого устройства  вл етс  то, что при повышении на ,дежности несколько снижаетс  КПД преобразовател , потому что 5-20% времени,в зависимости от уровн  допустимых перенапр жений на элементах схемы, он работает не на резонансной частоте нагрузки и не кратной ей, ана промежуточных частотах. Цель изобретени  - увеличение КПД статического преобразовател  частоты ПосТс1вленна  цель достигаетс  тем что в инверторе, содержащем подключенную к входным выводам через входной дроссель преобразовательную  чей ку, параллельно которой через последовательный конденсатор фильтра подключена цепь нагрузки, а также генератор управлени , подключенный к  чейке, и генератор переключени , до полнительно параллельно преобразовательной  чейке подключена последовательна  цепочка из двух встречно-параллельно включенных.зар дного и раз р дного ключей и дополнительного кон денсатора, причем вхрд управлени  за р дного- ключа подключен к выводу генератора переключени  через формирователь и логическую схему НЕ, а вход управлени  разр дного ключа под ключен к выходу генератора переключени  через другой формирователь и логическую схему И, другой вход кото рой подключен через триггер к датчику срыва, а вход генератора управлени  подключен к выходу генератора пе реключени . Таким образом, в момент перехода частоты инвертировани  с резонансной частотой на кратную ей включаетс  ключ, через который дополнительный конденсатор зар жаетс  и реактивна  энерги , накопленна  в индуктивности входного дроссел , распредел етс  между фильтровым и дополнительным конденсатором. Этим предотвращаетс  заброс напр жени  на конденсаторе фильтра и следовательно , перенапр жени  на элементах инвертора. Емкость дополнительного конденсатора может быть в несколько раз больше емкости конденсатора фильтра, но по габаритам он может быть меньше, так как через него не протекает рабочий ток инвертора и ре активна  мощность его мала. Поскольку суммарна  емкость конденсатора фильтра возрастает в предлагаемом устройстве, величина индуктивности дроссел  может быть выбрана много больше, чем в известных устройствах. Уменьшаетс  шунтирование переменной составл ющей сетью и следовательно повышаетс  КПД системы. В момент перехода частоты инвертировани  с кратной резонансной на резонансную включаетс  ключ, разр жающий дополнительный конденсатор, и реактивна  энерги , накопленна  в дополнительном конденсаторе,переходит в конденсатор фильтра и поэтому устран етс  .провал напр жени  на конденсаторе фильтра. В случае срыва инвертировани  управл ющий импульс разр жающего ключа блокируетс  системой защиты, что предотвращает разр д дополнительного конденсатора, через тиристоры инвертора . j На фиг.1 представлена функциональна  электрическа  схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - временные диаграммы его работы. Устройство состоит из входного дроссел  1, фильтрового конденсатора 2 , преобразовательных  чеек 3, генератора 4 импульсов управлени , генератора 5 импульсов переключени , триггера 6, логической схемы НЕ 7, двух встречно-параллельных ключей односторонней проводимости зар дного 8 и разр дного 9, дополнительного конденсатора 10, логической схемы И 11, датчика 12 срыва, нагрузки 13, формирователей 14 и 15 импульсов управлени  ключами. К плюсу источника питани  через входной дроссель 1 подключены общей точкой встречно-параллельные ключи односторонней проводимости зар дного 8 и разр дного 9, фильтровый конденсатор 2, преобразовательна   чейка 3, другой обкладкой

Конденсатор 2 фильтра подключен к нагрузке 13, другой общей точкой ключи 8 и 9 соединены с обкладкой до- полнительного конденсатора 10, который другой обкладкой подключен к минусовому выводу питани  преобразовательной  чейки 3, второму выводу нагрузки 13 и минусу источника питани , в управл ющей цепи выход генератора 5 импульсов переключени  подключен к управл ющему входу генератора 4 импульсов управлени , далее к логической схеме RE 7 и через формирователь 14 к управл ющему входу зар дного ключа 8 подключен первый вход логической схемы И 11, выход схемы И подключен через форкшрователь 15 к управл ющему входу разр дного ключа 9, выход инвертора подключен к входу датчика 12 срыва, выход датчика 12 срыва подключен к входу триггера б, выход которого подключен к второму входу логической схемы и 11.

Устройство работает следующим образом .

Генератор 4 импульсов управлени  вырабатывает импульсы, частоты инвертировани  (диаграмма 16), которые поступают на преобразовательные  чейки 3. Генератор 5 импульсов переключени  выдает импульсы с установленной скважностью (диаграмма 17) на управл ющий вход генератора 4 импульсов управлени , мен   его параметры. Высокий потенциал логической 1 на выходе генератора 5 импульсов переключени  соответствует частоте инвертировани  резонанса, а нулевой потенцисш .логического О соответствует частоте инвертировани , кратной резонансной. Этими же импульсами геH gpaTopa 5 осуществл етс  управление : встречно-пар.аллельными ключами односторонней проводимости, по переднему и заднему фронтам импульсов диаграммы 17 формируютс  импульсы диаграммы 20 и 21 формировател ми 14 и 15.

В момент перехода частоты инвер- о тировани  с резонансной на кратную ей выход логической схемы НЕ 7 переключаетс  с нулевого потенциала логического О на высокий потенцисШ ло.ги5 ческой 1 и по переднему фронту им/пульса (диаграмма 18) формирователем 14 формируетс  управл ющий импульс (диаграмма 20j , .включа сь, зар дный ,ключ 8 подключает параллельно филь0 тровому конденсатору 2 дополнительный конденсатор 10. Напр жение на фильтровом конденсаторе 2 без дополнительного конденсатора 10 показано на диаграмме 19, ас подключением

5 дополнительного конденсатора на диаграмме 22. На первом входе логической схемы И 11 присутствует логический О, ключ .9 закрыт.

В момент перехода с кратной резоQ нансной на резонансную частоту зар дный ключ В закрыт, на первый вход логической схемы И 11 поступает высокий потенциал логической 1 с генератора 5 переключени , на второй

5 вход логической схемы И 11 с триггера 6, наход щегос  в исходном состо нии , подаетс  высокий потенцигш логической 1. Диаграмма импульсов на выходе логической схемы И 11 повтор  ет диаграмму 17. Формирователь 15

0 по переднему фронту импульса генератора переключени  формирует управл ющий импульс (диаграмма 21) дл  ключа 9. Происходит перераспределение энергии между конденсатором 2

5 фильтра и дополнительным конденсатором 10. Ключ 8 закрыт, так как на выходе логической схемы НЕ 7 присутствует логический О.

В момент срыва моста датчик 12

0 выдает импульс на триггер б, перебрасыва  его в другое устойчивое состо ние , на втором входе логической схемы И 11 по вл етс  логический О, который блокирует ее и выключает раз5 р дный ключ 9, либо логическа  схема И 11 не допускает его включени .

Фиг. 2

Claims (1)

1. ИНВЕРТОР, содержащий подключенную к входным выводам через входной дроссель преобразовательную ячейку, параллельно которой через последовательный конденсатор фильтра подключена цепь' нагрузки, а также генератор управления, подключенный к ячейке, и генератор переключения, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, параллельно преобразовательной ячейке подключена последовательная цепочка из дву1£ встречно-параллельно включенных зарядного и разрядного ключей и дополнительного конденсатора, причем вход управления зарядного ключа подключен к выходу генератора переключения через формирователь и логическую схему НЕ, а вход управления разрядного ключа подключен к выходу генератора переключения через другой формирователь и логическую схему И, другой вход которой подключен через триггер к датчику срыва инвертора, а вход генератора управления подключен к выходу генератора переключения.

   Фиг.1

   SU ,„1069102

   I