SU571867A1

SU571867A1 - Step output voltage inverter

Info

Publication number: SU571867A1
Application number: SU7602354017A
Authority: SU
Inventors: Павел Вениаминович Маршанский; Геннадий Александрович Вашурин
Original assignee: Куйбышевский политехнический институт им. В.В.Куйбышева
Priority date: 1976-05-03
Filing date: 1976-05-03
Publication date: 1977-09-05

Description

(54) ИНВЕРТОР СО СТУПЕНЧАТЫМ ВЫХОДНЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ(54) INVERTER WITH STEPPED OUTPUT VOLTAGE

II

Изобретение относитс к области лреобразовательной техники и может быть использовано в системах электропитани и-.электропривода дл преобразовани ПОСТОЯННОГО напр жени в переменное со ступенчатой, близкой к синусоидальной, формой кривой. Известны инверторы со ступенчатой, апроксимирующей синусоиду, формой кривой, выполненные на нескольких питаемых от ОДНОГО источника преобразовательных чейках,соединенных по выходу через трансформаторы 1 или автотрансформаторы 2 . Такие инверторы имеют громоздкие трансформаторные узлы, особенно при относительно низких частотах инвертировани . Другие инверторы этого класса получают питание от источника , имеющего Несколько выводов, или от нескольких независимых источников 3The invention relates to the field of educational technology and can be used in power supply systems and electric drives for converting a DC voltage to an alternating one with a stepped, close to sinusoidal, curve shape. Known inverters with a stepped, aproximating sinusoid, curve shape, made on several fed from a single source converter cells, connected to the output via transformers 1 or autotransformers 2. Such inverters have bulky transformer nodes, especially at relatively low inversion frequencies. Other inverters of this class are powered by a source with several leads or from several independent sources 3

Недостаток таких инверторов заключаетс в сложности, а иногда в невозможности выполнени многовыводного источника питани и питающей сети.The disadvantage of such inverters is the difficulty and sometimes the impossibility of making a multi-output power source and supply network.

В инверторе 4 переключение уровней ВЫХОДНОГО напр жени осуществл етс посредством дополнительных ключей и диодов, подключающих накопительные конденсаторы к выходной цепи моста основных ключей. В этом инверторе In the inverter 4, switching of the levels of the OUTPUT voltage is accomplished by means of additional switches and diodes connecting the storage capacitors to the output circuit of the main switch axle. In this inverter

при работе на активно-индуктивную нагрузку происходит искажение формы кривой ВЫХОДНОГО напр жени .when operating on an active-inductive load, the waveform of the output voltage is distorted.

Цель изобретени - расширение функциональных возможностей, т.е обеспечение в отличии от прототипа 4 работы на активно-индуктивную нагрузку без искажени формы выходного напр жени . Эта цель достигаетс тем, что в цепь питани моста основных ключей включен конденсаторно-транзисг торный умножитель напр жени .со ступенчато-измен емым коэффициентом умножени , выполненный принципу переклчени конденсаторов Ъ параллельного соединени при зар де на последовательное соединение при разр де.The purpose of the invention is the extension of functional capabilities, i.e. providing, in contrast to prototype 4, work on active-inductive load without distorting the form of the output voltage. This goal is achieved by including a capacitor-transistor multiplier voltage in the power supply circuit of the main switch bridge, with a stepwise variable multiplication factor, performed by the principle of switching capacitors b of a parallel connection when charging per series connection at a discharge.

На фиг.1 показана схема предлагаемого инвертора; на фиг.2 - временные диаграммы его работы.Figure 1 shows the scheme of the proposed inverter; figure 2 - timing charts of his work.

Инвертор -состоцт из моста основных ключей 1-4 и N -1(где N - число ступеней ВЫХОДНОГО напр жени )цепочек с накопительными конденсаторами. Дл примера на фиг.1 показан случай с N - 4. Кажда цепочка состоит из дополнительного зар дного ключа 5, 6, (дл примера показаны транзисторы) , 1акопительного конденсатора 8, 9, 10 :И зар дного диода 11, 12, 13. Диод и The inverter consists of a bridge of main switches 1–4 and N –1 (where N is the number of steps of the OUTPUT voltage) of chains with storage capacitors. For example, figure 1 shows the case with N - 4. Each chain consists of an additional charging switch 5, 6, (for example, transistors are shown), a storage capacitor 8, 9, 10: And a charging diode 11, 12, 13. Diode and

конденсатор каждой цепочки шунтирован дополнительным разр дным ключом 14, .15, 16 с разр дным диодом 17, 18, 19. Цепочки св заны между собой через соединительные ключи 20, 21, количество которых равно N - 2. Параллельно ключу 5 и конденсатору 8 первой цепочки включен мост основных ключей.the capacitor of each chain is shunted by an additional bit of a key 14, .15, 16 with a diode of 17, 18, 19. The chains are interconnected via connecting keys 20, 21, the number of which is N - 2. Parallel to the key 5 and the capacitor 8 chains included a bridge of main keys.

Формирование ступенчатого напр жени начинаетс в каждый из полупериодов с вар да накопительных конденсаторов , которые зар жаютс через открытые на это врем транзисторы 5-7 и включенные в пр мом направлении диоды 11-13. Транзисторы 1-4 моста включаютс во врем зар да накопительных конденсаторов, форму на нагрузке первую ступеньку выходного напр жени . Если транзисторы 1-4 моста не включены , то на нагрузке формируетс ступенька с амплитудой, равной нулю. Stepwise voltage generation begins in each of the half cycles with a variable storage capacitor, which is charged through the transistors 5–7 open at this time and the diodes 11–13 connected in the forward direction. Bridge transistors 1-4 are switched on during the charging of storage capacitors, the form on the load is the first step of the output voltage. If the transistors 1–4 of the bridge are not turned on, then a step with an amplitude equal to zero is formed on the load.

Последовательность работы преобразовател при формирование кривой выходного напр жени с нулевой ординатой следующа . При включении первого разр дного транзистора 14 последовательно с напр жением источника пид.ани подключаетс напр жение первого накопительного конденсатора 8, за счет чего на.нагрузке формируетс ступенька с амплитудой, равной сумме напр жени питани и напр жени накопительного конденсатора..В следующи момент времени отключаетс транзистор 14, но включаютс транзисторы 15, и 20 подключа второй накопительный конденсатор последовательно с первым и источником питани , за счет чего к сопротивлению нагрузки прикладываетс напр жение, равное по амплитуде сумме напр жени питани и напр жений двух накопительных конденсаторов. В момент времени формировани последней N -ой ступеньки включены все соединительные транзлсторы и разр дный тразистор 16 последней N - 1-ой чейки, The sequence of operation of the converter when forming the output voltage curve with zero ordinate is as follows. When the first discharge transistor 14 is switched on in series with the voltage of the pid.A source, the voltage of the first storage capacitor 8 is connected, due to which a step with an amplitude equal to the sum of the supply voltage and voltage of the storage capacitor is formed at the load. transistor 14 is turned off, but transistors 15 are turned on, and 20 connecting the second storage capacitor in series with the first and power source, whereby a voltage is applied to the load resistance, p vnoe amplitude sum of the supply voltage and voltages of the two storage capacitors. At the time of formation of the last N-th step, all interconnectors and the discharge trazistor 16 of the last N are turned on, the first cell,

.Формирование спадающего участка положительного полупериода выходного напр жени и отрицательного полупериода происходит аналогично и по снено на фиг.2, где показаны входные напр .кени ЦБЦ / подаваемые на базы соответствующих транзисторов и обеспечивающие их открытое состо ние.. The formation of the falling portion of the positive half-cycle of the output voltage and the negative half-cycle occurs in a similar way and is explained in Fig. 2, which shows the input voltages of the CCP / fed to the bases of the corresponding transistors and ensuring their open state.

Устройство позвол ет получать ступенчатое выходное напр жение, близкое по форме к синусоидальному в схеме, не содержащей дополнительных источников питани с амплитудой последней ступеньки в Н. раз больше напр жени питани .The device allows to obtain a step output voltage that is close in shape to a sinusoidal one in a circuit that does not contain additional power sources with an amplitude of the last step that is N. times as large as the supply voltage.

В схеме отсутствует всплеск выходного напр жени при работе на активноиндуктивную Гнагрузку (если формируетс вызсодное напр жение без нулевой ординахы ). или он равен по величине амплитуды первой ступеньки ;(если формируетс выходное напр жение с нулевой ординатой ), так как рекупераци реактивно мощности осуществл етс в первый накопительный конденсатор.The circuit does not have a surge in output voltage when operating on actively inductive load (if a positive voltage is generated without zero ordinakh). or it is equal in magnitude to the amplitude of the first step; (if an output voltage with zero ordinate is generated), since reactive power recovery is carried out to the first storage capacitor.

Claims

1. US patent 3,768,000, cl. 321-27, 1973.

2. US patent 3,628,123, cl. 321-9, 1972.

3. USSR author's certificate number 316162, cl. H 02 M 7/537, 1970.

4. For VCA - 1940973/07, cl. H 02 M 7/537, 1974.

State "

-. -----,

1y, x