SU1246304A1 - Single-phase inverter - Google Patents

Single-phase inverter Download PDF

Info

Publication number
SU1246304A1
SU1246304A1 SU813312234A SU3312234A SU1246304A1 SU 1246304 A1 SU1246304 A1 SU 1246304A1 SU 813312234 A SU813312234 A SU 813312234A SU 3312234 A SU3312234 A SU 3312234A SU 1246304 A1 SU1246304 A1 SU 1246304A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
keys
modulating
key
inverter
Prior art date
Application number
SU813312234A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Самойлович Моин
Original Assignee
Предприятие П/Я М-5374
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я М-5374 filed Critical Предприятие П/Я М-5374
Priority to SU813312234A priority Critical patent/SU1246304A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1246304A1 publication Critical patent/SU1246304A1/en

Links

Landscapes

  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в системах электропривода и вторичного электропитани  дл  преобразовани  посто нного напр жени  в однофазное синусоидальное переменное. Цель изобретени  - улучшение массогабаритных показателей и расширение функциональных возможностей путем обеспечени  возможности работы на нагрузку с любым cos Ч . Инвертор содержит выходной трансформатор 1, основной модулирующий ключ (ОМК) 3, выпр мительный диод 7, фильтрующий конденсатор 9, инвертирующий узел 10 на ключах t1-1 i блок 18 управлени  с генератором импульсов , модулированных по синуссн- дальной функции, и распределителем импульсов и датчик 19 тока. Введение дополнительного модулирующего ключа 8, возвратных диодов, шунтирующих ключи 11-14, а также ОМК 3 обеспечивает регулирование (стабилизацию) выходного напр жени  путем изменени  максимального коэффициента заполнени  тактовых импульсов. Трансформг :-ор выполнен с зазором, имеет минимальное число обмоток ч работает на по- вьшенной частоте, что позвол ет уменьшить массу и габариты преобразовател . 3 ил. (/ ГО 4 О 00 Фиг.The invention relates to electrical engineering and can be used in electric drive and secondary power supply systems for converting a constant voltage to a single-phase sinusoidal variable. The purpose of the invention is to improve the mass and dimensional parameters and to expand the functionality by providing the ability to work on the load with any cos Ч. The inverter contains an output transformer 1, a main modulating switch (OMC) 3, a rectifying diode 7, a filtering capacitor 9, an inverting node 10 on the keys t1-1 i and a control unit 18 with a pulse generator modulated in a sinusoidal function and a pulse distributor current sensor 19. The introduction of an additional modulating key 8, return diodes shunting the keys 11-14, as well as the OMC 3 provides for regulation (stabilization) of the output voltage by changing the maximum fill factor of the clock pulses. Transform: - oro is made with a gap, has a minimum number of windings h and operates at a higher frequency, which allows reducing the weight and dimensions of the converter. 3 il. (/ GO 4 O 00 FIG.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в системах электропривода и ал-ектропи- тани  дл  преобразовани  посто нного напр жени  в однофазное синусоидальное переменное посредством инверто- ров.The invention relates to electrical engineering and can be used in electric drive and ali-electrical systems for converting a constant voltage to a single-phase sinusoidal variable by means of inverters.

Целью изобретени   вл етс  улучшение массо-габаритных показателей и расширение функциональных возможностей путем обеспече1.и  возможности работы на наг рузку с любым cos Ч .The aim of the invention is to improve the mass-dimensional parameters and enhance the functionality by providing1. And the ability to work on loading with any cos..

На фиг. 1 показана принципиальна  схема инвертора; на фиг. 2 - вариант подключени  первичной обмотки; на фиг, 3 - временные диаграммы работы элементов схемы.FIG. 1 is a schematic diagram of an inverter; in fig. 2 shows the connection of the primary winding; FIG. 3 shows timing diagrams of the operation of circuit elements.

Инвертор (фиг. 1) содержит вьгход- jHoi; трансформатор 1 , первична  обмот ка 2 которого через основной модулирующий ключ 3 соединена с входными )зыводами 4 и 5.The inverter (Fig. 1) contains a jHoi; transformer 1, the primary winding 2 of which is connected to input inputs 4 and 5 through the main modulating switch 3.

Вторична  обмотка 6 через выпр мительный диод 7, зашунтированный дополнительным модулирующим ключом 8 5 соединена с фильтрующим конденсатором 9з параллельно которому включен инвертирующий узел 10, вьпюлненньш на инвер ирую цих ключах 11 14, соединенных по схеме моста. Выход моста соединен с выходными выводами 15 и 16, к которым подключаетс  нагрузка 17. Каждый из к:ночей 3, 11 - 14 вьтолнен управл емог1ровод щи:м в одном направлении и,неуправл емопрово- д щим в другом направлении, например в виде транзистора со встречно-параллельно включенным диодом. Все управл ютс  с; помощью блока 18 управлени , содержащего задаюш,ий генератор , модул тор ширины импульсов и распределитель импульсов.The secondary winding 6 is connected via a rectifying diode 7, shunted by an additional modulating switch 8 5 to a filtering capacitor 9z in parallel with which the inverting node 10 is connected, which is connected to an inverted switch 11-14 connected in a bridge circuit. The output of the bridge is connected to the output pins 15 and 16, to which the load 17 is connected. Each of: to nights 3, 11–14 is controlled to conduct: m in one direction and uncontrolled in another direction, for example, in the form of a transistor with an oppositely connected diode. All are controlled from; using a control unit 18 containing a self-contained generator, a pulse width modulator and a pulse distributor.

На вход распределител  импульсов может быть подан сигнал, снимаемый с выхода датчика 19 тока нагрузки. Первична  обмотка 2. трансформатора 1 с целью за1циты ключа 3 от коммутационных перенапр жений, создаваемых индуктивностью рассе ни  обмотки, может быть включена,, как показано на фиг. 2.,To the input of the pulse distributor can be fed a signal taken from the output of the sensor 19 load current. The primary winding 2. of the transformer 1 for the purpose of locking the key 3 from the switching overvoltages created by the leakage inductance of the winding can be switched on, as shown in FIG. 2.,

Дл  этого последовательно включен еще один ключ 20, а концы обмотки 2 соединены с входными выводами с помощью вспомогательных диодов 21 и 22 Инвертор, работает следующим обра- 3 ом,For this, one more switch 20 is connected in series, and the ends of the winding 2 are connected to the input terminals by means of auxiliary diodes 21 and 22 the Inverter, operates as follows 3,

Вырабатываемые задающим генератором блока 18 тактовые импульсы повыThe clock pulses produced by the master generator of the block 18

шеннои частоты модулируютс  по i. тельности i:o закону, близкому к соиде выходной частоты.Frequency modulated by i. i: o a law close to the output frequency.

Эти импульсы и (фиг, 3/ подаютс  на транзистор ключа,3 только во врем  прохождени  тока нагрузки в пр мом направлении (,, ) Во врем  прохо:«дени  тока нагрузки в инверсном направлении (i,, ,...„ ) транзисторThese pulses and (fig, 3 / are supplied to the switch transistor, 3 only during the passage of the load current in the forward direction (,,) During passage: "the load current in the inverse direction (i ,,, ...") of the transistor

И. и г I. and g

ключа 3 закрыт, а на транзистор ключа 8 подаютс  импульсы, доп.олн ющие до периода тактовой частоты указанные модулированные импульсы (Ug). Во врем  прохождени  тока i(f,pkey 3 is closed, and pulses are fed to the transistor of key 8, which add modulated pulses (Ug) that complement the clock frequency period. During the passage of current i (f, p

r при открытом транзисторе ключа 3 в трансформаторе 1 накапливаетс  энерги  (его сердечник выполнен с зазо- ром и. н из магнитодиэлектрика с небольшой проницаемостью), а при закp рытом транзисторе ключа 3 эта. энерги  передаетс  в конденсатор, 9 через вынр мительр ый л.иод 7. Во врем  прохождени  тока 1 при открытом транзисторе ключа ;; энерги  из цепи наг5 рузки fc конденса тора 9) передаетс  в обмотку 6 трансформатора 1, а при закрытом транзисторе ключа 8 эта накопленна  в инду1:тивности трансформатора энерги  через диод ключа 3 во з- вращаетс  з источник питани  инвертора .r with the open transistor of the key 3 in the transformer 1, energy is accumulated (its core is made with a gap and. from a magnet dielectric with low permeability), and with the closed transistor of the key 3 this. energy is transferred to the capacitor, 9 through the external lithium 7. When the current 1 is passed, the switch transistor is open ;; The energy from the fuse circuit nc fc of the capacitor 9) is transferred to the winding 6 of the transformer 1, and when the switch 8 is closed, this accumulated energy in the inductor of the transformer turns the power of the inverter through the diode 3 of the switch.

Таким образом, посредством трансформатора 1 и ключей 3, и 7, 8 на конденсаторе 9 формируетс  однопол р- ное синусоидаичьное напр жение при люThus, by means of the transformer 1 and the keys 3, and 7, 8, a uni-polar sinusoidal voltage is formed at the capacitor 9

5 бом направлении тока нагрузки (U;. ) . Это напр жение посредством ключей 1,1- 14 преобразуетс  в переменное синусо- и,дальное напр жение. В один полупериод выходной частоты открыты ключи 115 bom direction of load current (U ;.). This voltage is converted by means of the keys 1,1-14 into a sinus AC, and long voltage. In one half period of the output frequency, the keys are open 11

0 тл 14, а в другой полупериод -, ключи 12 и 13. Момент коммутации ключей 11-1.4 синхронизирован с модулирующим напр жением выходной частоты блока 18. На фиг, 3 обозначено напр жение и,0 tl 14, and in the other half period -, the keys 12 and 13. The moment of switching the keys 11-1.4 is synchronized with the modulating voltage of the output frequency of the block 18. In FIG. 3, the voltage is indicated and,

5 и ток з.ц на нагрузке, ток 1тлнм) транзистора ключей 11 и : 14, ток .J,, транзистора ключей 13 и 12, ток 1,г.|4 диода ключей 11 и 14, ток i. ,,., .,, диода ключей 13 и 12 и5 and the current z.ts on the load, the current 1 tlnm) transistor keys 11 and: 14, current .J ,, transistor keys 13 and 12, current 1, g. | 4 diodes keys 11 and 14, current i. ,,.,. ,, diode keys 13 and 12 and

СП А . ;JV A ;

5 V - напр жение на обмотке 2 трансформатора 1 .5 V is the voltage across the winding 2 of the transformer 1.

. Нереключение распределител  импульсов блока 18 с режима подачи им- 55 пульсов на транзистор ключа 3 на. Non-switching of the pulse distributor of the block 18 from the mode of applying pulses to the transistor of the switch 3 on

режим подачи импульсов на транзистор 8 может осуществл тьс  5 например, по команде датчика 19 тока цепи нагрузкиthe mode of applying pulses to the transistor 8 can be carried out 5 for example, at the command of the load circuit current sensor 19

00

3131

в момент перехода тока нагрузкн чере нулевое значение.at the moment of current transfer the load is zero.

В варианте выполнени  инвертора (фиг.. 2) все процессы в схеме происход т аналогично описанным. Ключи 3 и 20 коммутируютс  одновременно (синхронно и синфазно).In the embodiment of the inverter (Fig. 2), all the processes in the circuit occur as described. Keys 3 and 20 are switched simultaneously (synchronous and in phase).

Энерги , накопленна  в индуктивности рассе ни  первичной обмотки 2, при запирании ключей 3 и 20 переда- -зтс  в источнике питани  через диоды 21 и 22, ограничива  тем cai-« iM напр жени  на ключах 3 и 20.The energy stored in the inductance of the dissipation of the primary winding 2, when locking the keys 3 and 20 of the transmission in the power source through the diodes 21 and 22, limiting the cai- "iM voltage on the keys 3 and 20.

Максимальный коэффициент заполнени  импульсов коммутации ключей 3 и 20 не должен превышать при этом 0,5. . Величина выходного напр жени  инвертора регулируетс  (стабилизируетс ) путем изменени  максимального коэффициента заполнени  тактовых им- пульсов. Трансформатор имеет минимальное число обмо.ток и работает на повышенной (тактовой) частоте и поэтому его масса и габариты невелики. Габариты ключей 7, 8, 11-14 также невелики, особенно в случае, когда выходное напр жени  инвертора и когд используетс  интегрально-гибридна  технологи  выполнени  полупроводниковых узлов.The maximum fill factor of the switching pulses of keys 3 and 20 should not exceed 0.5. . The magnitude of the output voltage of the inverter is adjusted (stabilized) by changing the maximum fill factor of the clock pulses. The transformer has a minimum number of debris and operates at an increased (clock) frequency, and therefore its mass and dimensions are small. The dimensions of the keys 7, 8, 11-14 are also small, especially in the case when the output voltage of the inverter and when integrated hybrid-hybrid technology for semiconductor nodes is used.

Предлагаемый инвертор может нормально работать без исключени  формы кривой выходного напр жени  на нагрузку с любым коэффициентом мощности т.е. по отношению .к известному имеет расширенные функции и меньшие массу и габариты.The proposed inverter can operate normally without excluding the shape of the output voltage to load curve with any power factor i.e. in relation to the well-known, it has expanded functions and smaller mass and dimensions.

30443044

Claims (1)

Формула и зобретени Formula and inventions Однофазный инвертор, содержащий оновной модулирующий ключ, соедин ющи первичную обмотку выходного трансформатора с входными выводами инвертора , фильтрующий конденсатор, первый  ывод которого соединен с первым выводом вторичной обмотки выходного трансформатораJ второй вывод которой через выпр мительный диод присоединен к инвертирующему узлу на инвертирующих ключах, соединенному по выходу с выходны -1И выводами, блок уп- равлен.и  с генератором импульсов, ; юдулированных по синусоидальной .функции выходной частоты инвертора, пр мой выход которого соединен с управл югфим входом основного модулирующего ключа,- отличающий- с   тем, что, с целью улучшени  мас- с.огабаритных показателей и расширени  функциональны х возможностей путсг обеспечени  возможности работы на нагрузку с любым cos Ч , второй вывод фильтрующего конденсатора подкгж)- чен к точке соединени  выпр мительного диода с инвертирующим узлом, инвертирующие ключи которого, зашунти- рованные введенными возвратными диодами , соединены по мостовой схеме, а встречно-параллельно выпр мительному диоду включен дополнительный модулирующий ключ, управл ющий вход которого подсоединен к дополнительному инверсному выходу генератора импульсов , причем ОСНОВ - модулирующий ключ зашунтировйн введенным возвратным диодом.A single-phase inverter containing an on-modulating key, connecting the primary winding of the output transformer to the input terminals of the inverter, filtering the capacitor, the first output of which is connected to the first output of the secondary winding of the output transformer, second terminal of which is connected to output from output -1I pins, control unit. and with a pulse generator,; sintered by the function of the output frequency of the inverter, the direct output of which is connected to the control input of the main modulating key, in order to improve the mass parameters and increase the functionality of ways to work on the load with any cos,, the second output of the filtering capacitor is connected to the junction point of the rectifier diode with the inverting unit, the inverting keys of which are shunted by the inserted return diodes, s bridge circuit and anti-parallel rectifier diode included additional modulating key, the control input of which is connected to an additional inverse output of the pulse generator, wherein BASIS - modulating the inputted key zashuntirovyn return diode. ff Ut,Ut, mmmm 3,43.4 JT T+(/ JT T + (/ JIQILJiqil 2P y,Z;i,3y, z; i, 3 Составитель Т, Ершова Редактор И. Бобкова Техред В.Кадар Корректор Л. ПилипенкоCompiled by T, Ershova Editor I. Bobkova Tehred V. Kadar Proofreader L. Pilipenko Заказ 4017/52 Тираж 631 . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРOrder 4017/52 Circulation 631. Subscription VNIIPI USSR State Committee по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-355 Раушска  наб,, д. 4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-355, Raushsk nab, 4/5 Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4Production and printing company, Uzhgorod, st. Project, 4 Фиг.ЛFig.L
SU813312234A 1981-07-06 1981-07-06 Single-phase inverter SU1246304A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813312234A SU1246304A1 (en) 1981-07-06 1981-07-06 Single-phase inverter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813312234A SU1246304A1 (en) 1981-07-06 1981-07-06 Single-phase inverter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1246304A1 true SU1246304A1 (en) 1986-07-23

Family

ID=20967207

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813312234A SU1246304A1 (en) 1981-07-06 1981-07-06 Single-phase inverter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1246304A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Электронна техника в автоматике. Под ред. Ю.И. Конева. 1976, вып. 8, с. 13Г, фиг, 2. Электроника, т. 52, 1979, № 16, с. 69.. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5694307A (en) Integrated AC/DC and DC/DC converter
Watson et al. Analysis, design, and experimental results of a 1-kW ZVS-FB-PWM converter employing magamp secondary-side control
US5274538A (en) Power conversion apparatus
US4706178A (en) Power conversion system
US4181932A (en) Power converter
SU1246304A1 (en) Single-phase inverter
JPH06141536A (en) Low-loss power supply device including dc/dc converter
Kalpana et al. Design and development of current source fed full-bridge DC-DC converter for (60V/50A) telecom power supply
SU1325649A1 (en) Single-phase inverter
RU2169983C2 (en) Dc-to-dc voltage changer with output variables regulating device
SU1239813A1 (en) Self-excited voltage inverter
KR960006374Y1 (en) Power conversion apparatus
SU1372468A1 (en) Arrangement for connecting capacitor bank
RU2147785C1 (en) Semiconductor dc-to-ac voltage converter with predetermined functional time dependence
SU1138909A1 (en) Three-phase inverter
RU2192089C1 (en) Quasi-sinusoidal current frequency direct converter
RU2007010C1 (en) Thyratron motor
RU2004056C1 (en) Pulse-width converter
SU1267591A1 (en) Device for charging capacitive energy accumulators
SU936308A1 (en) Controllable inverter
SU1141542A1 (en) Inverter
SU1409991A1 (en) Three-phase stabilized a.c. voltage source
SU1134998A1 (en) Voltage converter
SU1485219A1 (en) Multichannel stabilizing voltage converter
SU1092689A1 (en) Asynchronous rectifier stage