Инвертор с -ступенчатым выводным напряжением

Инвертор с -ступенчатым выводным напряжением

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ТЕЛЬСТВ

Сеевз Советскик

Сецналнстичесюй

Республик (б1) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 180178 (2) ) 2571673/24-07 (5!)М. Хл.

Н 02 М 7/537

Н 02 М l/12 с присоединением заявки М

Государственный комитес

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 1507.80. Бюллееиь М 2б (53) УДК 821.314.. 58 (088.8) Дата опубликоваии я описания

П.В. Маршанский, О.И. Ульянов и Г.A. Вашурин (72) Авторы изооретения

Куйбышевский политехнический институт им. В.В. Куйбышева (71) Заявитель (54) ИНВЕРТОР С N-СТУПЕНЧАТЫМ ВЫХОДНЫМ

НАПРЯЖЕНИЕМ

Изобретение относится к преобразо вательной технике и может быть использовано в системах электропитания и электропривода для преобразования постоянного напряжения в переменное со ступенчатой, близкой к синусоидальной формой кривой выходного напряжения.

Известны преобразователи со ступенчатой, аппроксимирующей синусоиду формой кривой выходного напряжения, выполненные на нескольких питаемых от,одного источника преобразовательных ячейках, соединенных по выходу через трансформаторы (1). или автотрансформаторы (2). Такие преобразователи имеют громоздкие трансформаторные узлы, особенно при низких частотах, инвертирования, Преобразователи, питающиеся от источника, имеющего несколько выводов, или от нескольких независимых источников (3) сложны. В преобразователе (4) переключение уровней выходного напряжения осуществляется посредством дополнительных ключей и диодов, подключающих накопительные конденсаторы к выходной цепи моста основных ключей.

В этом преобразователе при его работе на активно- индуктивн ю нагруэ" ку происходит искажение формы кривой выходного -напряжения.

В преобразователе (5) для формирования каждой ступеньки выходного напряжения используется один зарядный и два разрядных ключей, а первая ступенька формируется эа счет коммутации основного моста.

Цель изобретения — упрощение схемы °

Эта цель достигается тем, что в инверторе с N-ступеньчатым выходным напряжением, содержащем N-1 цепочек, каждая из "которых содержит последовательно соединенные накопительный с конденсатор и диод подключенный одним электродом к первому входному выводу инвертора, а другим электродом - к первой обкладке конденсатора, .N-l соединительных ключей, включенных между второй обкладкой конденсатора каждой данной цепочки и первой обкладкой конденсатора по следующей смежной цепочки и между второй обкладкой конденсатора (N 1)-й цепочки и вторым входным выводом инвертора,. мост основных

748744

Формула изобретения

Ключей, подключенный по входу между первой обкладкой конденсатора первой цепочки и вторым входным выводом инвертора, а по выходу - к выходным выводам инвертора, и зарядный ключ, соединяющий вторую обкладку конденсатора первой цепочки со вторым входным выводом инвертора, согласно изображению, вторые обкладки конденсаторов всех цепочек, кроме первой, подключены через разделительные .диоды ко второй обкладке конденсатора первой цепочки °

Йа фйг. 1 показана электрическая " схема инвертора; на фиг. 2 — временные диаграммы его работы (четырехступенчатого формирования выходного напряжения) .

Инвертор (фиг. 1> состоит иэ моста основных ключей, например транзисторов 1-4, зарядного ключа — транзистора 5, соединительных ключей

6-8 (транзисторов), разделительных диодов 9, 10, зарядных диодов 11-13 и N-1 (где N — число ступеней вйход,ного напряжения) цепочек с накопительными конденсаторами 14-16. Первая цепочка состоит из зарядного диода 11 и накопительного конденсатора 14. Каждая последующая цепочка .состоит из зарядного диода 12 (13), разделительного 9 (10) и накопительного 15 (16) конденсатора .

Цепочки связаны между собой через соединительные ключи б, 7. Параллельно конденсатору 14 и зарядному ключу 5 включен мост основных клю че

Схема работает, следующим образом.

Формирование ступенчатого напряжения* начинается в каждый иэ полупериодов с заряда накопительных конденсаторов, которые заряжаются через открытый на это время тран зистор 5 и включенные в прямом направлении диоды 9-13. Транзисторы

1-4 моста включаются во время

" заряда накопительных конденсаторов, Формируя на нагрузке первую ступеньку выходного напряжения. Если транзисторы 1-4 моста не включены, то на нагрузке формируется ступенька с амплитудой, равной нулю.

Последовательность работы преобразователя при формировании кривой выходного напряжения с нулевой ордийатой следующая. При включении соединительного транзистора б последовательно с напряжением источника питания подключается напряжение пЕрвогo накопительного кбнденсатора 14, за счет чего на нагрузке формируется вторая ступенька с амплитудой, равной с лйме напряжения питайия и напряжения накопительногО конденсатора. В следующий момент времейи включается соединительный транзистор 7, подключая второй

4 с накопительный конденсатор 15 после цовательно с первым и источником питания,за счет чего к сопротивлению нагрузки прикладывается напряжение, равное по амплитуде суыме напряжения питания и напряжений двух накопительнчх конденсаторов.

В момент времени формирования N-й ступеньки включаются соединительные транзисторы б, 7 и транзистор 8 последней N-1-й цепочки.

Формирование спадающего участка положительного полупериода выходного напряжения и отрицательного полупериода происходит аналогично — см. фиг. 2, где показаны входные напря15 жения U ),, подаваемые на базы соответствующих транзисторов и обеспечивающие их открытое состояние. устройство позволяет получать ступенчатое выходное напряжение, 2О близкое по форме к синусоидальному, с амплитудой последней ступеньки примерно в Б раз большей напряжения питания.

В схеме отсутствует всплеск вы25 ходного напряжения при работе на активно-индуктивную нагрузку (если формируется выходное напряжение без нулевой ординаты) или он равен по, величине амплитуде первой ступеньки (если формируется выходное напряжение с нулевой,ординатой), так как рекуперация реактивной мощности осуществляется в первый накопительный конденсатор..

По отношению к прототипу данное изобретение имеет меньшее количество ключей, т.е. выполнено проще..Инвертор с N-còóïåíü÷àòüì выходным напряжением, аппроксимирующем синусоиду, содержащий N-1 цепочек, каждая иэ которых содержит последовательно соединенные накопительный конденсатор и зарядный диод, подключенный одним электродом к первому входному выводу инвертора, а другим электродом к первой обкладке указанного конденсатора, N-1 соедйнительных ключей, включенных между второй обкладкой конденсатора каждой данной цепочки и первой обкладкой конденсатора последующей смежной цепочки и между второй обкладкой конденсатора (N-1)-й цепочки и вторым входнЫл выводом инвертора, мост основных ключей, подключенный по входу между первой обкладкой конденсатора первой цепочки и вторым

60 входным выводом инвертора, а по выводу — выходным выводам инвертора, и зарядный ключ, соединяющий вторую обкладку конденсатора первой цепочки со вторым входным выводом

Я инвертора, отличающийся

748744

Составитель В. Моин редактор T. Орловская Техред М. Петко Корректор М. Шароши

Заказ 4257/46 Тираж 783 Подписное цНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5.=- -.-.==--=-: †:- ======-=----==:--:---- Филйал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Щ!

)тем, что, с целью упроШения, вторые обкладки конденсаторов всех цепочек, кроме первой, подключены через разделительные диоды ко второй обкладке конденсатора первой цепочки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент СИГМ 3768000, кл. 321 — 27, 1973.

2. Патент США 9 3628123, кл . 321 — 9, 1972.

3. Авторское свидетельство СССР

М 316162, кл. Н 02 М 7/537, 1970.

4. Авторское свидетельство СССР

5 9 505096, кл. Н 02 М 7/537, 1976.

5. Авторское свидетельство СССР

bio заявке 9 2354017/24-07, кл. Н 02 М 7/537, 1977 (прототип) .