Инвертор со ступенчатым выходным напряжением

(б 1) Дополнительное 2) Заявлено 030578 (21) 2354017/присоединением заявки202 М 7/537 Гэцдэрствэяяыв ВОИВтэтОвээтв ВээяястРОВ ССОРВв дввэа явобрвтвяявВ ОТЯРытят(23) Ириорите Опубликовано 050977.Бк 1 ллетеньРДата опубликования описания 281. В. Маршанский и Г. А уйбышевский политехнический инст им. В.В.Куйбышева(71) Заявите 4) ИНВЕРТОР СО СТУПЕНЧАТЫМ ВЫХОДНЫМ НАПРЯЖЕНИЕМвную нормы до 6,оры),10од и Изобретение отнОсится к области преобразовательной техники и может быть испольэовайо в системах электропитания и электропривода для преобразования постоянного напряжения в пе ременное со ступенчатой, близкой к синусоидальной, формой кривой, Известны инверторы со ступенчатой, апроксимирующей синусоиду, формой кривой, выполненные на нескольких питаемых от 10 одного источника преобразовательных ячейках, соединенных по выходу через трансформаторы 11 или автотрансфор" маторы 2, Такие инверторы имеют гро моэдкие трансформаторные узлы, особенно при относительно низких частотах инвертирования, Другие инверторы этого класса получают питание от источника, имеющего несколько выводов, или от нескольких независимых источников(34Недостаток таких инверторов заключается в сложности, а иногда в невозможности выполнения многовыводного источника питания и питающей сети.В инверторе (4 переключение уров ней выходного напряжения осуществляется посредством дополнительных ключей и диодов, подключающих накопительные конденсаторы к выходной цепи моста основных ключей. В этом инверторе 80 при работе на активно-индукти агрузку происходит искажение фкривой выходного напряжения,Цель изобретения - расширение функциональных возможностей, т.е. обеспечение в отличии от прототипа (41работы на активно-индуктивную нагруэку без искажения формы выходного напряжения. Эта цель достигается тем,что в цепь питания моста основныхключей включен конденсаторно-транзисторный умножитель напряжения .со ступенчато-изменяемым коэффициентом умнжения, выполненный по принципу переклчения конденсаторов с параллельногосоединения при заряде на последовательное соединение при разряде.На фиг.1 показана схема предлагаемого инвертора; на фиг,2 - временныедиаграммы его работы.Инвертор состоит из моста основныхключей 1-4 и Й -1(где Й - число ступеней выходного напряжения)цепочек снакопительными конденсаторами. Дляпримера на фиг.1 показан случай сК - 4. Каждая цепочка состоит изполнительного зарядного ключа 5,(для примера показаны транзисттакопительного конденсатора 8, 9конденсатор каждой цепочки шунтирован дополнительным разрядным ключом 14, 15, 16 с разрядным диодом 17, 18, 19. Цепочки связаны между собой через соединительные ключи 20, 21, количество которых равно Я - 2. Параллельно ключу 5 и конденсатору 8 первой цепочки включен мост основных ключей.Формирование ступенчатого напряжения начинается в каждый из полуперио дов с еаряда накопительных конденсаторов, которые заряжаются через открытые на это время транзисторы 5-7 и включенные в прямом направлении диоды 11-13. Транзисторы 1-4 моста включаются во время заряда накопительных конденсаторов, формуя на нагрузке первую ступеньку выходього 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 ординатой следующая. При включении первого разрядного транзистора 14 последова" 26 тельно с напряжением источника пиания подключается напряжение первого накопительного конденсатора 8, эа счет чего на.нагрузке формируется ступенька с амплитудой, равной сумме 30 напряжения питания и напряжения накопительного конденсатора. В следующий момент времени отключается транзистор 14, но включаются транзисторы 15, и 20, подключая второй накопительный кон- З, денсатор последовательно с первым и источником питания, за счет чего к сопротивлению нагрузки прикладывается напряжение, равное по амплитуде сумме напряжения питания и напряжений двух накопительных конденсаторов. В момент времени формирования последней й -ой ступеньки включены все соединительные транзисторы и разрядный транзистор 16 последней К " 1-ой ячейки.,формирование спадающего участка положительного полупериода выходного напряжения и отрицательного полупериода происходит аналогично и пояснено на фиг.2, где показаны входные напряЖения ц, подаваемые на базы соответствующих транзисторов и обеспечивающие их открытое состояние. устройство позволяет получать ступенчатое выходное напряжение, близкоепо форме к синусоидальному в схеме,не содержащей дополнительных источников питания с амплитудой последнейступеньки в Я. раз больше напряженияпитания.В схеме отсутствует всплеск выходного напряжения при работе на активноиндуктивную "нагрузку (если формируетсявыходное напряжение без нулевой ординары) или он равен по величине амплигуды первой ступеньки, (если формируется выходное напряжение с нулевой ординатой), так как рекуперация реактивноймощности осуществляется в первый накопительный конденсатор.Формула изобретенияЙнвертор со ступенчатым выходным напряжением, апроксимирующим синусоиду,содержащий связанные между собой мостосновных ключей, дополнительные ключ 1.,йиоды и накопительные конденсаторы,о т л и ч а ю щ и й с я тем, чтс, сцелью расширения функциональных воэможностей, между входными выводамивключено Ы -1 цепочек (где я - числоступеней выходного напряжения), состоящих иэ последовательно соединенных дополнительного зарядного ключа,накопительного конденсатора и зарядного диода, причем в каждой цепочкеконденсатор и диод шунтированы последовательно включенным дополнительнымразрядным ключом и разрядным диодом,между точкой соединения зарядного ключа с конденсатором в каждой даннойцепочке и точкой соединения конденсатора с зарядным диодом последующейцепочки включен дополнительный соединительный ключ, а параллельно зарядному ключу и конденсатору первой цепочки включен укаэанный мост основных ключей,Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:1. Патент США 9 3768000, кл.321-27, 1973.2, Патент США 9 3628123, кл,321"9, 1972.3. Авторское свидетельство СССР9 316162, кл. Н 02 М 7/537, 1970.4, Заявка - М 1940973/07, кл.Н 02 М 7/537, 1974.571 ВВ 7 и 1 акаэ 3042/37 Подписноеистров СССР ИИПИ Го т 113035,Проектная, 4 фил едактор В.фельдма иг,и/,4иг,и,г игФ иг 6 оставитель В,М ехред М.Цупатираж 917 дарственного комитета Совет по делам изобретений и отк Москва, Ж, Раушская наб ПП Патент, г. Ужгор ректор И.Рокси