Стабилизированный полупроводниковый инвертор
Иллюстрации
Реферат
) г
)
) I
О П И С А Н И Е < >47I64I
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 20.09.72 (21) 1829931/24-7 (51) М. Кл. H 02m 3/22
Н 02р 13/!8 с присоединением заявки—
Государственный комитет
Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (23) Приоритет—
От.уоликовано 25.05.75. Бюллетень М 19
Дата опубликования описания 02.02.76 (53) УДK 621.314,57 (088,8) (72) Автор изобретения
Л. E. Смольников
:т1осковский ордена Ленина энергетический институт (71) Заявитель (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПОЛУПРОВОДН11КОВЫЙ
ИНВЕРТОР
Изобретение относится к силовой электротехнике и может быть использовано при разработке вторичных источников питания.
Известны стабилизированные полупроводниковые инверторы, содержащие выходной трансформатор и вспомогательные преобразовательные ячейки с трансформаторами, первичные обмотки которых включены последовательно с первичной обмоткой выходного трансформатора, а вторичные через выпрямители, шунтированные транзисторами, и диоды подключены к источнику питания.
Предложенный инвертор снабжен дополнительным трансформатором, первичная обмотка которого подключена параллельно цепочке, состоящей из первичной обмотки выходного трансформатора и п-последовательно соединенных первичных обмоток трансформаторов преобразовательных ячеек, а вторичные обмотки через источник эталонного напряжения и логические элементы ячеек подключены к шунтирующим транзисторам.
Это обеспечивает увеличение коэффициента стабилизации выходного напряжения.
Логический элемент каждой ячейки может быть выполнен, например, в виде соединенных последовательно измерительных обмоток трансформаторов вспомогательных ячеек, а также обмотки дополнительного трансформатора и фиксирующего диода.
На чертеже представлена схема иньертора, содержащего четыре вспомогательные ячейки.
В состав схемы входят: 1 — источник пи5 тания; ° — задrrroUJ!rrr гснератop; 8 - г1)rlrioформатор задающего генератора; 4 — 7 — силовые транзисторы; 8 — 11 — трансформаторы соответственно первой, второй, третьей и четвертой вспомогательных ячеек (с индексами
10 «Э», «4» — измерительные оо»о тки); 12—
15 — выпрямитель; 16 — 19 — шунтирующие транзисторы; 20 — 28 — разделительные диоды; 24 — выходной трансформатор; 25, 26— диоды; 27 — 80 — вспомогательные транзисто15 ры; 81, 82 — фиксирующие диоды первой вспо. or àòåër r ой ячейки; 88, 84 — фиксирующие диоды второй вспомогательной ячейки;
85, 86 — фиксирующие диоды третьей вспомогательной ячейки; 87, 88 — фиксирующие
20 диоды четвертой вспомогательной ячейки;
89 — источник эталонного напряжения; 40— дополнительный трансформатор с первичной
401 и вторичными 40е, 40з, 404, 40;, 406, 40;, 40е, 40, 40», 40 обмотками.
25 Инвертор работает следующим образом.
Прп включении источника питания 1 задающий генератор 2 возбуждается и на обмотках 8> — 8> трансформатора 8 формируются прямоугольные знакопеременные импульсы. Прп этом осуществляется коммутация
10, — — 0,050; >
25
404 -. 05 408
241
101 111
402 — 39 8>
4010
402
3,6 1,8
3,5 1,7
3,4 1,7
3,3 1,6
212,5
214,5
214
217
2!7,5
210;2
210,0
214,0
214,5
212,5
210,0
212,8
214,5
210,0
8,5
О
О
7,5
7,3
О
О
6,5
О
6,0
5,7
5,5
68
66
64
62
6О
58
56
54
О
О
О
О о
17
16,5
О
О
14,5
14,0
О !
12,5 о
11,5 о
340 35,8
330 34,6
320 33,6
310 32,5
300 31,4
290 30,5
280 29,4
270 28,4
260 27,3
250 26,3
34
33
32
3! о о
О о
26
24 о
0,9
0,8
0,8
0,8
О,7
0,7
0,7
0,7
0,6
0,6
0,6
0,6
0,5
0,5
13,8
12,6
1 1,6
10,6
9,4
8,5
7,4
6,4
5,3
4,3
3,2
2,2
l,1 о
7,2
6,9
6,7
6,5
6,3
6,1
5а
5,7
5,5
5,3
5,0
4,8
4,6
4,4
3,1 1,5
3,0 1,5
2.9 1,4
2,8 1,4
2,7 1,3
2,6 1,3
2,5 1,2
2,4 1,2
2,3 1,1
2,2 1,!
240 ) 25,2
230 24,2
220 23,1
210, 22,0
О О образующих мост силовых трансформаторов
4 — 7, что обусловливает наличие между точками а, а (т. е, в диагонали моста) переменного прямоугольного напряжения, амплитуда которого равна напряжению источника питания. Так как вторичные обмотки 82, 9, 10, и 11, трансформаторов 8 — 11 вспомогательных ячеек подключены через выпрямители 12 — 15 к соответствующим шунтирующим транзисторам 1б — 19 и к источнику питания 1 (через разделительные диоды 20 — 28), то в зависимости от состояния шунтирующих транзисторов напряжения на первичных обмотках 81, 91, 101 и 111 трансформаторов 8—
11 либо пропорциональны напряжению источника питания, когда соответствующий шунтирующий транзистор находится в области отсечки и данная вспомогательная ячейка обеспечивает рекуперацию энергии из первичной цепи соответствующего трансформатора в источник питания, либо равны нулю, когда шунтирующий транзистор находится в области насыщения. Очевидно, что амплитуда переменного прямоугольного напряжения на первичной обмотке 24, выходного трансформатора 24 равна разности между напряжением в диагонали моста и напряжениями на первичных обмотках 81, 91, 101, 11, трансформаторов вспомогательных ячеек. Питающиеся от обмотки 8(j 87 трансформатора 3 через диоды 25, 2б вспомогательные транзисторы 27 — 30 обеспечивают усиление сигналов на входах шунтирующих транзисторов. При этом вспомогательный и шунтирующий транзисторы данной ячейки будут насыщены, есл и ее фиксирующие диоды (31, 82— диоды первой ячейки, 88, 84 — второй, 35
8б — третьей, 87, 88 — четвертой) будут смещены в обратном напряжении, т. е. если эталонное напряжение источника 89 превышает по величине сумму напряжений на всех
Рассмотрение представленной таблицы показывает, что при изменен ии напряжения питания от 210 до 340 в напряжение на обмотОомотках, Входящих В цепь упраВления ТрВНзисторов ячейки.
is) сть для olipcäñ,7BIIII0cTH 11аг!ряже1!и. п11тания схемы изменяется в диапазоне
U„-210 — 340 в. Требуется получить на обмотке 241 транзистора 24 стабилизированное по амплитуде с точностью до +4% перемен.:ое прямоугольное напряжение (на уровне
210 в). Очевидно, что при этом выходное напряжение на обмотке 24 этого трансформатора будет также стабилизированным.
Будем считать, что обозначение любой из обмоток трансформаторов соответствует обозначению числа витков этой обмотки, и выберем следующие коэффициенты трансформации вспомогательных и дополнительного трансформаторов: — =- 0,200; — = 0,100;
8, 9, 7 )
11, 40 40., 40, 40, =-0,025; — - = — = 0,1050; — = —" = 0,0210; — = — = 0,0105
40, 40, 40, 40, 40 — — " = 0,0052; " = " = 0,0026;
40, 40, 40, 40, 811 8,, 9, 94 10„10, 0
При выоранных коэффициентах трансформации, предполагая равными нулю прямые падения напряжений на смешенных в прямом направлении Р— и переходах и выбирая эталонное напряжение источника 89 равным 22 в, процесс стабилизации напряжения на обмотке 24, можно отобразить следующей таблицей (цифры таблицы соответствуют напряжениям в вольтах на ооозначающих в верхней строке элементах и обмотках) ке 241 трансформатора 24 изменяется в диапазоне 210 — 212,5 в (т. е. нестабильность относительно уровня 210 в не превышает +4%).
Предмет изобретения
1. Стабилизированный полупроводниковый инвертор, содержащий выходной трансформатор и вспомогательные преобразовательные ячейки с трансформаторами, первичные обмотки которых включены последовательно с первичной обмоткой выходного трансформатора, а вторичные через выпрямители, шунтированные транзисторами, и диоды подключены к источнику питания, отличающийся тем, что, с целью увеличения коэффициента стабилизации выходного напряжения, ннвертор снабжен дополнительным трансформатором, первичная обмотка которого подключена параллельно цепочке, состоящей из первичной обмотки выходного трансформатора и п-110следовательно соединенных первичных обмоток трансформаторов преобразовательных ячеек, а вторичные обмотки через источник эталонного напряжения и логические элементы ячеек подключены к шунтирующим транзисторам.
2. Инвертор по п, 1, отличающийся тем, что логический элемент каждой ячейки выполнен в виде соединенных последовательно измерительных обмоток трансформаторов указанных вспомогательных ячеек, а также обмотки упомянутого дополнительного транс15 форматора и фиксирующего диода.
ЯогхОд
Составитель Е. Доронин
Текред Н. Ханеева
Корректор В. Гутман
Редактор А. Бер
Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»
Заказ 941/1417 Изд Ха 842 Тираж 782 Подписно -
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5