Мостовой инвертор

.ЯО 1 Зб 4 5 А р Н 02 М 7/537 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ)етельство СССР /537, 1963в Н.Й. Статорные пре 1972 к с. 442,1. А 590, Мои иров оват 11-9 торское свид кл. Н 02 МВ.С., Лапт анные транзи ли."Энергия еа-1 каждый выхячеек соесоответстпервой ил ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬ(54) (щий Мсоедгнно, ищ и йния маходныенысв 7) МОСТОВОЯ ИНВЕРТОРмостовых инверторныхнных по входу последонденсаторы, о т л ия тем, что, с цельсогабаритных показателей,выводы первой ячейки соедходными выводами инвертородной вывод остальныхдинен через конденсаторвующим выходным выводоми смежной ячейки,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электропитания устройств автоматики и радиоэлектроники для преобразования постоянного напряжения .повышенной величины в переменное напряжение заданного уровня посредством инверторовИзвестны инверторы, содержащие последовательно соединенные транзисторы и конденсаторы, подключающие нагрузку к точкам соединения транзисторов 1 1.Недостаток данного инвертора состоит в повышенных напряжениях на транзисторах и конденсаторах при заданном коэффициенте понижения напряжения (отношении входного напряжения к выходному при бестрансформаторном выходе), что снижает надежность и КПД.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является мостовой инвертор, содержащий несколько мостовых инверторных ячеек, соединенных по входу последовательно, и конденсаторы, шунтирующие вход каждой ячейки, причем выходы каждой ячейки подключены к отдельной первичной обмотке выходного трансформатора 2 3.Однако наличие многообмоточного выходного трансформатора увеличивает габариты и массу инвертора.Цель изобретения - улучшение массогабаритных показателей.Эта цель достигается тем, что в мостовом инверторе, содержащем И мостовых инверторных ячеек, соединенных по входу последовательно, и конденсаторы,выходные выводы первой ячейки соединены с выходными выводами инвертора, а каждый выходной вывод остальных Иячеек соединен через конденсатор с соответствующим выходным выводом первой или смежной ячейки.На фиг. 1 показана схема инвертора с двумя ячейками; на фиг,2 временные диаграммы напряжений; на фиг, 3 и 4 - варианты выполнения инвертора с тремя ячейками.Инвертор (фиг.1) содержит пер-. вую мостовую инверторную ячейку, выполненную на управляемых полупроводниковых ключах 1-4, например транзисторах, шунтированных встречно включенными диодами 5-8, Выходные выводы этой ячейки соединены с выходными выводами инвертора,например, через трансформатор 9. Вторая мостовая инверторная ячейка образована ключами (транзисторами) 10-13 и соединена по входу последовательно с первой ячейкой между питающими выводами инвертора, Выходные выводы второй ячейки через конденсаторы 14 и 15 соединены с соответствующими выходными выводами первой ячейки.Инвертор работает следующим образом.Управление ключами 10-13 производится попеременно со сдвигом на180 ф и синхронно с ключами 1-4,Дляупрощения рассмотрим работу инвертора в установившемся режиме, когда конденсаторы 14 и 15,заряжены,На фиг,2 приведены эпюры напряжений на выходе первой ячейки Уи конденсаторах У , П з,Пусть под действием управляющихимпульсов в момент времени Соткрываются транзисторы 1;4,10 и 13и закрываются транзисторы 2,3,11 и12. При этом через обмотку транс-форматора протекают два тока в одном направлении. Один ток протекаетпо цепи заряда конденсатора 14 (положительная шина питания, транзистор10, конденсатор 14, трансформатор 9,транзистор 4, отрицательная шинапитания), другой ток - по цепи разряда конденсатора 15 (через, транзисторы 13 и 1 и трансформатор 9).В этом интервале времени "плюс" напряжения прикладывается к точке соединения транзисторов 1 и 2.В момент времени С = й 1 под действием управляющих импульсов происходит переключение транзисторовТранзисторы 1,4, 10 и 13 закрываются,а транзисторы 2,3,11 и 12 открываются. При этом происходит заряд конденсатора 15 (положительная шина питания, транзистор 12, конденсатор15, трансформатор 9, транзистор 2,отрицательная шина питания ) и разряд конденсатора 14 (транзисторы11,3 и трансформатор 9), Теперь"плюс" напряжения прикладывается кточке соединения транзисторов 3 и 4,т.е. полярность напряжения, приложенного к первичной обмотке трансформатора 9, меняется на обратную.В момент времени й = й под действием управляющих импульсов вновьпроисходит переключение транзисторов, Транзисторы 1,4,10 и 13 открываются, а транзисторы 2,3,11 и 12переходят в состояние отсечки тока.В дальнейшем процесс повторяется ик первичной обмотке трансформатораприкладывается переменное напряжение, близкое к прямоугольной формес амплитудой, равной половине напряжения питания, К каждому конденсатору и транзистору также приложенонапряжение, равное половине напряжения питания,В вариантах с тремя ячейками(Фиг.3 и 4) дополнительная мостоваяинверторная ячейка выполнена на управляемых ключах 16-19 и соединенапо входу последовательно с остальными ячейками. Выходные выводы этойячейки соединены через конденсаторы 20 и 21 с выходными выводами первой ячейки (фиг.З) или с выходными выводами второй ячейки фиг,4).Соединенное таким образом число ячеек может быть любым и определяется заданным коэффициентом понижения напряжения, т.е, отношение входного напряжения инвертсра к напряжению на выходе первой ячейки, и допустимым напряжением на элементах. На Фиг. 3 и 4 показаны величины токов и напряжений на всех элементах схемы в оба полупериода (заштрихованы открытые в данный полупериод транзисторы), Откуда следует, что коэффициент йонижения напряжения инвер-тора равен числу мостовых ячеек, а напряжения на транзисторах схем по фиг, 3 и 4 и на конденсаторах схемы по фиг.З снижены в И раз пэ отношению к напряжению питания инвертора,В интервале по фиг.З напряжения на конденсаторах каждой последующей ячейки больше, чем предыдущей, но токи конденсаторов всех ячеек одинаковы,Предложенный инвертор при заданном коэффициенте понижения напряжения (бестрансформаторном выходе) 5 позволяет снизить напряжения на си. ловых элементах и.тем самым повысить надежность и КПД. По отношению к известному уст О ройству.предложенный инвертар позволяет либо исключить выходнойтрансформатор полностью, в случаедопустимой гальванической связиьхода и выхода и необходимости по низить в заданное число раз выходное напряжение но отношению к вход- .ному, либо выполнить выходной трансформатор двухобмоточным, в случае,когда указанные условия отсутствуют. Ив том и в другом случаях габариты и масса инвертора уменьшаются, а равномерность деления напряжения по элементам схемы сохраняется.1056405 ФиО34/53 Тираж 687 Подписно Зака Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,4