Транзисторный преобразователь постоянного напряжения в переменное напряжение n-ступенчатой формы

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 91 1111 Н 02 М 7/539 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВИДЕТЕЛЬСТ ВТОРСКОМ(71) Специальное консттехнологическое бюро гтехники торскоизической(56) Авторское свидетельУ 534838, кл. Н 02 М 7/5Авторское свидетельствУ 838980, кл. Н 02 С 7/5Авторское свидетельстУ 1164845, кл. Н 02 М 7/ тво СССР7, 1976.о СССР7, 1979,о СССР39, 1984. ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ(54) ТРАНЗИСТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕНАПРЯЖЕНИЕ И-СТУПЕНЧАТОЙ ФОРМЫ(57) Изобретение относится к области электротехники. Цель - повыщение КПД. На нагрузке происходит формирование многоступенчатого выходного напряжения. При формировании первой ступени выходного напряжения включается транзистор 13.1, а реактивная энергия возвращается в источник с напряжением 1 При отпирании транзистора 13 реактивная мощность нагрузки через, соответствующие диоды 6,11,18 и 14 будетвозвращаться в источник с напряжением П , формируя вторую ступень выходного напряжения, Если ток нагрузки переходит через нуль на интервале третьей ступени, то реактивная мощность нагрузки возвращается в источник через диоды6,11 и 18 Ф. 3 ил.13526Изобретение относится к электротехнике и может быть использованов системах вторичного электропитанияи электропривода для преобразованияпостоянного напряжения в переменноеквазисинусоидальное напряжение.Цель изобретения - повьшениеКПД,На Фиг.1 представлена общая схе- Ома преобразователя; на фиг,2 - выполнение цепей .управления силовыхтранзисторов, коммутирующих отводыисточника питания; на фиг.З - диаграммы напряжений в отдельных цепях 5преобразователя.Транзисторный цреобразователь(фиг1) подключен к источнику 1 постоянного тока с промежуточными отводами О, О . О мостовой выходной инвертор на транзисторах 2-5.Аноды одной пары возвратных диодов6,7 соединены с выходными выводами8, 9 инвентора, а другая пара возвратных диодов 10,11 шунтирует транзисторы 4,5 инвертора, соединенныеэмиттерами с первым входным выводомпреобразователя ( выводом "0" источника 17 . Переключатель отводов источ 1 ника питания содержит коммутирующие 30транзисторы 131313. Эмит -теры и коллекторы Йкоммутирующихтранзисторов 13 , 13 13через первые диоды 14, 15, 14,15 14 15, соединены с соф-ответствующими отводами О,ООисточника 1 питания и дополнительно всеми эмиттерами, через вторые диоды 16, 16 16, - с вторым входным выводом 17 мостового 40йнвертора. Третьи диоды 18,18,18, катоды которых подключены ксоответствующим коллекторам коммутирующих транзисторов 3,1313. Блок 19 управления содержитзадающий генератор 20, кольцевуюпересчетную схему 21, делитель 22частоты, усилители 23 - 25 мощностис развязывающими трансформаторами26 - 28, вторичные обмотки 29,40которых ( Фиг.2) связаны через базовые резисторы 41 - 43 и вспомогательные диоды 4449 с цепями управления коммутирующих транзисторов131,13, и транзисторов 2 - 5 мостового инвертора. На Фиг.З показановыходное напряжение 50 задающегогенератора 20, выходные напряжения52 - 54 кольцевой пересчетной схемы 03221, выходное напряжение 54 делителя22 частоты (на выходах развязывающихтрансформаторов 26 - 28 формируютсясоответственно напряжения 54,52,53),напряжения 55 - 57 управления, поступающие соответственно на коммутирующие транзисторы 13 - 13 и напряжение 58, формируемое на выходныхвыводах 8,9 инвертора,Транзисторный преобразовательработает следующим образом.Задающий генератор 20 формируетна выходе напряжение 50, котороепоступает на кольцевую пересчетнуюсхему 21. На выходе кольцевой пересчетной схемы 2 Формируется М-фазная система прямоугольных напряже-ний 51 - 53. С первого выхоца кольцевой пересчетной схемы напряжение 51поступает на делитель 22 частоты, навыходе которого Формируется напряжение 54 прямоугольной формы, Далееполученные напряжения усиливаются помощности и на вторичных обмоткахразвязывающих трансформаторов 2628 формируются соответственно напряжения 54, 52, 53.Управляющее напряжение 55 формируется следующим образом,При положительной полярности напряжений 52 и 53 "плюс" формируетсяна началах обмоток трансформаторов27 и 28 ( Лиг.2). В интервале времени-напряжения обмоток 30 и 37суммируются и суммарное напряжениепоступает на транзистор 13 1 в отпирающей полярности. В момент временинапряжение 52, формируемое наобмотках 29 и 30, изменяет полярность и сумма напряжений обмоток29 и 30 поступает в запирающей полярности на указанный транзистор черездиод 44, В момент времениизменяется полярность напряжения 53,формируемое на обмотках трансформатора 28 и к переходу база-эмиттертранзистора 3 прикладывается в запирающей полярности сумма напряжений обмоток 30 и 37. В момент времени 1 изменяется полярность нап 3ряжения 52 и сумма напряжений обмоток 30 и 37, прикладываемых к переходу база-эмиттер транзистора 13,равна нулю и т.д. Аналогичным образом из напряжений 52 и 53, Формируемых на развязывающих трансформаторах 27 и 28, получают, управляющиенапряжения 56 и 57, поступающие со 1352603ответственно на транзисторы 13 и 13 . В интервале времени 1импульс 55 управления поступает на включение транзистора 13 . При актив ной нагрузке ( 1, = 1) ток протекает через диод 15 транзистор 13 диод 16 транзистор 2, нагрузкувыходные выводы 8,9), транзистор 5 и на нагрузке формируется первая ступень напряжения с амплитудой. В момент времени й импульс 56 управления поступает на транзистор 132, он включается и к диоду 16 прикладывается обратное напряжение и он выключается. Так как время выключения диода на порядок меньше времени выключения транзистора, то существующий сквозной ток в цепи с напряжением Б - Ц через диод 16 будет иметь малую длительность. В момент времениимпульс 57 управле.г.ния поступает на транзистор 13, к диоду 16 прикладывается напряжение О - Б в запирающей полярности ч он выключается. Далее в момент времениимпульс 56 управления поступает на включение транзистора 13, но пока не выключится транзистор 13 к нагрузке будет подключе-, но напряжение У вследствие выключенного состояния диода 16. После выключения транзистора 13 через несколько микросекунд после снятия управляющего напряжения 57 к нагрузке поступает напряжение О и т.д. При активно-индуктивной нагрузке положим, что при положительной по- лярности управляющего напряжения 54 включены транзисторы 2 и 5, а при отрицательной полярности - транзисторы 3 и 4) в интервале времени й - й включен транзистор 13, и реактивная мощность нагрузки через диоды 6,11,18,1, включенный транзистор 13 возвращается в источник О, При этом на нагрузке формируется первая ступень напряжения с амплитудой О . В момент С импульс 56 управления поступает на включение транзистора 13, но пока не выключится транзистор 13 диод 18 будет выключен. После полного выключения транзистора 13 реактивная мощность нагрузки через диоды 6,11, 18, 14 и транзистор 13 будет возвращаться в источник постоянного тока с напряжением О 2 . После перехода через нуль выходного тока 58, энергия начинает10,лючения которого реактивная мощность 15 20 35 40 45 щего промежуточного отвода источника питания, И вторых диодов, каждый из50 55 25 30 поступать в нагрузку из источникапостоянного тока с напряжением Очерез диоды 15 , 16 , транзисторы13 , 2,5 и т.д. В случае, если токнагрузки через нуль переходит наинтервале третьей ступени, то в момент времени 12 начинает выключаться транзистор 13, после полного выкнагрузки возвращается в источник постоянного тока через диоды 6,11 и и 18 М.Таким образом, предлагаемый преобразователь по сравнению с прототипом имеет больший КПД, так как исключено два вспомогательных трансформатора и восемь диодов. Формула изобретения Транзисторный преобразователь постоянного напряжения в переменное напряжение М-ступенчатой формы, содержащий выходной мостовой инвертор, одна пара транзисторов которого шунтирована возвратными диодами и соединена эмиттерами с первым входным выводом преобразователя а каждый возвратный диод второй пары транзисторов инвертора подключен первым электродом к эмиттеру соответствующего транзистора этой пары, М коммутирующих отводы источника питания транзисторов, Мкоторых шунтированы цепочкой из двух согласно-последовательно соединенных первых диодов, направление проводимостикоторых противоположно направлениюпроводимости коммутирующих транзисторов, причем точка соединения первых диодов между собой соединена свходным выводом преобразователя, слу.жащим для подключения соответствуюкоторых соединен первым электродом с эмиттером соответствующего коммутирующего транзистора. а вторым электродом - с объединенными коллекторамивторой пары транзисторов выходного мостового инвертора, И третьих диодов, каждый из которых соединен вто.рым электродом с коллектором соответствующего коммутирующего транзистора, о т л и ч а ю щ и й с яоф тем, что, с целью повышения КПД, первые электроды третьих диодов объединены и соединены с объединеннымивторыми электродами возвратных диодов второй пары транзисторов выходного мостового инвертора, а коллекСоставитель В.Мо едактор Н.Слободяник Техред М.Ходаничорректор А.Тяс Тираж 659 ственного комитета бретений и открыти Ж, Раупская наб одпис д.4 твенно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул. Проектная, 4, Произ аказ 5573/54 ВНИИПИ Госуда по делам из 113035, Москва, 1352603тор И-го коммутирующего транзисторасоединен с вторым входным выводомпреобразователя.