SU817935A1 - Однофазный автономный инвертор - Google Patents

Description

(54) ОДНОФАЗНЫЙ АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может бь1ть использовано во вторичных источниках питани .

Известен автономный инвертор, содержащий силовые тиристоры, ком.мутирую1цие тиристоры, конденсатор, дроссель, и систему управлени  тиристорами I.

Известен также инвертор, содержащий однофазный трансформатор сосредним выводом обмотки, силовые тиристоры, коммутирующие конденсатор, дроссель, и систему управлени , выполненную на однопереходном транзисторе 2.

Наиболее близким.по технической сущности к предлагаемому .  вл етс  однофазный автономный инвертор, содержащий силовые тиристоры, трансформатор, коммутирующие конденсатор и тиристоры, зар дный тиристор, и систему управлени . Инвертор имеет четырехтактную систему управлени , выполненную, например, на базе двух магнитно-транзисторных мультивибраторов, вырабатывающих сигналы со взаимным сдвигом 3.

Однако четырехтактное управление инвертором не только сложно по схемному построению, но и ненадежно из-за повышенных требований к синхронизации импульсов управлени . При случайном сбое схемы синхронизации могут оказатьс  открытыми одновременно коммутирующий и зар дный тиристоры , что приводит к короткому замыканию источника питани . Аналогичный срыв работы инвертора может происходить при отключении нагрузки за счет резкого возрастани  посто нной времени цепи разр да коммутирующего конденсатора.

Цель изобретени  - упрощение и повыщение надежности инвертора.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в однофазном автономном инверторе, содержащем два силовых тиристора, включенных между первым входным выводом и крайними выводами первичной обмотки силового трансформатора, средний вывод обмотки которого соединен со вторым входным выво .дом, два коммутирующих тиристора, одни выводы которых подключены к отпайкам первичной обмотки силового трансформатора , а другие соединены в общую точку, коммутирующий конденсатор, включенный между средним выводом первичной обмотки силового трансформатора и общей точкой коммутирующих тиристоров, зар дный тиристор , 1ервый вывод которого соединен со вторым входным выводом, а второй св зан с общей точкой коммутирующих тиристоров, а также схему управлени , имеющую генератор с трансформатором, выходные обмотки которого св заны с управл ющими переходами тиристоров, последовательно с зар дным тиристором включены диод в пр мом направлении и коммутирующий дроссель , анод и катод зар дного тиристора соединен со входом узла задержки, выход которого св зан с управл ющим переходом зар дного тиристора, причем две выходные обмотки трансформатора схемы управлени  св заны с управл ющими переходами соответствующих коммутирующих тиристоров через дифференцирующие цепочки, а две другие выходные обмотки соединены последовательно согласно, обща  точка их соединена со вторым выводом зар дного тиристора , а крайние выводы св заны с управл ющими электродами соответствующих силовых тиристоров через резисторы и разделительные диоды.

Кроме того, в однофазном автономном инверторе узел задержки содержит регулируемую RC-цепочку, щунтирующую зар дный тиристор, и однопереходнь1Й транзистор, подключенный базами к аноду и управл ющему электроду зар дного тиристора, а эмиттером - к точке соединени  емкости и резистора RC-цепочки.

На чертеже представлена принципиальна  схема однофазного автономного инвертора .

Однофазный автономный инвертор содержит основные тиристоры 1 и 2; коммутирующие тиристоры 3 и 4, зар дный тиристор 5, коммутирующий конденсатор 6, коммутирующий дроссель 7, трансформатор 8, секции первичной обмотки трансформатора , вторичную обмотку 13 трансформатора , нагрузку 14, магнитно-транзисторный генератор 15, состо щ 1Й из транзисторов 16 и 17, секций 18-21 первичной обмотки трансформатора 22 с резисторами 23 и 24, вторичных обмоток 25-28 с резисторами 29 32, конденсаторами 33 и З4и разв зывающими диодами 35 и 36; пороговую схему 37, состо щую.из однопереходного транзистора 38, переменного резистора 39 и конденсатора 40; защитные диоды 41-45, диод 46 и входные зажимы 47 и 48.

Устройство работает следующим образом .

При подключении источника питани  к входным зажимам 47 и 48 инвертора на выходных обмотках 25-28 магнитно-транзисторного генератора 15 формируетс  пр моугольньш импульс напр жени . Одновременно начинаетс  зар д конденсатора 40 через резистор 39,диод 46, коммутирующий дроссель 7 и коммутирующий конденсатор 6.

Поскольку выходные обмотки 27 и 28 магнитно-транзисторного генератора разв заны диодами 35 и 36, а зар дный тиристор 5 закрыт, ток управлени  на основные тиристоры I и 2 не проходит и они наход тс  в закрытом состо нии. С выходных обмоток 25 и 26 генератора импульсы управлени  поступают через резисторы 29 и 30 и 5 конденсаторы 33 и 34 на управл ющие входы коммутирующих тиристоров 3 и 4. При этом на тиристор 3 импульс управлени  поступает в открывающем направлении, а на тиристор 4 - в противоположном направлении .

Коммутирующий тиристор 3 открываетс , но из-за отсутстви  напр жени  на коммутирующем конденсаторе 6 ток через него не проходит и инвертор продолжает находитьс  в исходном состо нии. При достиже5 НИИ напр жени  на конденсаторе 40 значени  порога срабатывани  однопереходного транзистора 38 последний открываетс  и конденсатор 40 разр жаетс  через переход эмиттер-база однопереходного транзистора 38 на управл ющий вход тиристора 5. Тиристор 5

открываетс  и ток от источника питани  через диод 46 и дроссель 7 начинает зар жать конденсатор 6. Одновременно под воздействием суммы напр жений источника питани  и выходной обмотки 28 генератора 15 через

5 открытый тиристор 5, диод 36, резистор 32, секции 12 и 10 первичной обмотки трансформатора 8 протекает ток управлени  основным тиристором 2, который открываетс . При этом, если напр жение на выходных обмотках 27 и 28 выбрано равным напр жению источника питани  или больше его основной тиристор 1 остаетс  закрытым, а ДИОД 35 смещенным в обратном направлении .

С открытием тиристора 2 напр жение питани  оказываетс  приложенным к поло5 вине первичной обмотки трансформатора 8.

В св зи с тем, что коммутирующий дроссель 7 во врем  зар жени  конденсатора 6 запасает энергию, а затем отдает ее конденсатору, напр жение на коммутирующем конденсаторе 6 к концу зар жени  достигает значени , близкого к удвоенному значению напр жени  источника питани .

Как только конденсатор 6 зар дитс , тиристор 5 закрываетс , так как его пр мой

Claims (3)

1. 5 ток становитс  меньщим удерживающего тока. При этом напр жение на тиристоре 5 становитс  близким к нулю, и конденсатор 40 в дальнейшем остаетс  разр женным . В следующий Полупериод работы генератора 15 напр жение на выходных обмотках 25-28 измен етс  по знаку на противоположное , и коммутирующий тиристор 4 открываетс  выходным напр жением обмотки 26. Через открытый тиристор 4 конденсатор 6 разр жаетс  на секцию 10 первичной обмотки трансформатора 8, создава  в секци х 9 и 11 ЭДС больщую напр жени  источника питани . Катодное напр жение тиристора 2 становитс  положительным, и он выключаетс . В процессе разр жени  конденсатора б напр жение на тиристоре 5 возрастает и при полном, разр жении становитс  равным напр жению источника питани . Под действием этого напр жени  зар жаетс  конденсатор 40 и при достижении на нем напр жени  срабатывани  одиопереходного транзистора конденсатор 40 разр жаетс  через управл ющий переход тиристора 5, открыва  его дл  очередного зар жени  коммутирующего конденсатора 6. Одновременно через открытый тиристор 5 открываетс  основной тиристор I, так как напр жение обмотки 27 оказываетс  включенным согласно с напр жением источника питани , а обмотки 28- встречно. Отключением тиристора 1 напр жение питани  оказываетс  приложенным к другой половине первичной обмотки трансформатора 8. В дальнейшем работа инвертора повтор етс  аналогично рассмотренному такту преобразовани . Изменением значени  сопротивлени  резистора 39, т. е. изменением посто нной времени RC-цепочки пороговой схемы, можно измен ть в широких пределах задержку включени  основных тиристоров инвертора, достига  устойчивой работы во всей области изменени  нагрузки и напр жени  питани . Кроме того, при значени х посто нной времени пороговой схемы, превышающих значение посто нной времени цепи разр да коммутирующего конденсатора можно получать регулируемые паузы в выходной цепи инвертора, т. е. регулировать выходное напр жение инвертора. Потребление энергии по цеп м управлени  инвертором определ етс , в основном, холостым ходом магнитно-транзисторного генератора, так как на управл ющие входы тиристоров поступают только импульсы тока, определ емые посто нным времени RC-цепочек 29, 33 и 30 и 34, которые выбираютс  соизмеримыми с временем включени  тиристоров и посто нной времени цепи зар да коммутирующего конденсатора. Потери энергии в цепи зар да коммутирующего конденсатора уменьщаютс  цепочкой, состо щей, из дроссел  и диода. Потери энергии пороговой схемы незначительно превышают значительные энергии импульса, необходимого дл  открыти  зар дного тиристора по управл ющему входу. Формула изобретени  1. Однофазный автономный инвертор, содержащий два силовых тиристора, включенных между первым входным выводом и крайними выводами первичной обмотки силового трансформатора, средний вывод обмотки которого соединен со вторым входным выводом , два коммутирующих тиристора, одни выводы которых подключены к отпайкам первичной обмотки силового трансформатора , а другие соеди1 ены в общую точку, коммутирующий конденсатор, включенный между средним выводом первичной обмотки силового трансформатора и общей точкой коммутирующих тиристоров, зар дный тиристор , первый -ВЫВОД которого соединен со вторым входным выводом, а второй св зан с общей точкой коммутирующих тиристоров, а также схему управлени , имеющую генератрр с трансформаторо м; выходные обмотки которого св заны с управл ющими переходами тиристоров, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  надежности, последовательно с зар дным тиристором включены диод в пр мом направлении и коммутирующий дроссель, анод и катод зар дного тиристора соединены со входом узла задержки выход которого св зан с управл ющим переходом зар дного тирцртора, причем две выходные обмотки трансформатора схемы управлени  св заны с управл ющими переходами соответствующих коммутирующих тиристоров через дифференцируюц1ие цепочки , а две другие выходные обмотки соединены последовательно согласно, обща  точка их соединена со вторым выводом зар дного тиристора, а крайние выводы св заны с управл ющими электродами соответствующих силовых тиристоров резисторы и разделительные диоды. 2. Инвертор по п. 1, отличающийс  тем, что узел задержки содержит регулируемую RC-цепочку, щунтирующую зар дный тиристор , и однопереходный транзистор, подключенный базами к аноду и управл ющему электроду зар дного тиристора, а эмиттером - к точке соединени  емкости и резис-, тора RC-цепочки. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3935528, кл. Н 02 М 7/44 опублйк.27.01.79.
2. 2.Полупроводники в преобразовательной технике. М.-Л., «Энерги , 1975, с. 290, рис. 148.
3. 3.Авторское свидетельство СССР № 480164, кл. Н 02 М 7/52, 07.03.73.