Мостовой инвертор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 95 9)(11 7/5 1)5 Н НИ ЗС)БРЕТЛЬСТВУ ится зоваранзисторный прео напряжения, соИзвестен мостовообразователь постоян СУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНДОМСТВО СССРОСПАТЕНТ СССР) АВТОРСКОМУ СВИ(56) Авторское свидетельство СССРМ 1418874, кл. Н 02 М 7/537, 1986.Авторское свидетельство СССРМ 381142, кл. Н 02 М 7/537, 1.970.Авторское свидетельство СССРМ 1737684, кл. Н 02 М 7/538, 1989,(57) Использование: изобретение относк электротехнике и может быть исполь.Изобретение относится к преобразовательной технике и может бь 1 ть использовано при разработке преобразователей постоянного тока в напряжение переменного тока заданной частоты, усилителей мощности, вторичных источников питания,Известны .инверторы напряжения; выполненные по однофазной мостовой схеме, каждая стойка которых состоит либо из одних тиристоров, либо из транзисторов. Ос- новным недостатком тиристорных инверторов является необходимость иметь дополнительные узлы искусственной коммутации, что приводит к снижению надежности их работы. Недостатком транзисторных инверторов является необходимость формирования управляющих сигналов большой мощности. что приводит к усложнению схемы управления такими инверторами и, следовательно, к снижению , надежности их работы. но в источниках вторичного электропитания, Сущность изобретения; инвертор содержит первый, второй, третий и четвертый переключающие элементы, образующие мостовой инвертор, Первый и второй переключающие элементы выполнены в виде тиристоров с управлением через тиристорные оптопары, Третий и четвертый переключающие элементы выполнены на биполярных транзисторах,управление которыми дсуществляется с помощью согласующих трансформаторов, Применение в качестве третьего и четвертого переключающих элементов биполярных транзисторов упрощает схему инвертора без ухудшения остальных параметров устройства, 2 ил. ыре. переключающих ованные обратными дио- ф ансформатор, последова управляющие цепи, Ч) одами управления указан- (Яих элементов, задающий (у одным выводам которогоез резистор две последоз светодиодов оптронных щих последовательностцепей (прототип), Несомуществом прототипа держащии чет элемента, шунтир дами, выходной тр тельностные соединенные с вх ных переключающ генератор, к вых присоединены чер вательные цепи и пар соответствую нцх управляющих ненным преим является отсутствие маточных изделии в системе управления и возможность дистанционного (оптического) управления, что значительно расширяет функциональные возможности прототипа, Недостатком прототипа является большое количество последовательностных управляющих цепей, чтос р рстной управляющей цепи и вторыми Схема работает следующим образом, силовыми выводами соответственно перво- Задающий генератор 20 вырабатывает го и второго переключающих элементов, вы- разнополярные импульсы Оу одинаковой полненных на тиристорах 6 и 8. длительности. При положительной полярно 50 сти Оу и т0 открываются светодиоды 22 иИа фиг,1 и 2 приведены принципиаль иодновременносними - ихфототиристоная схема мостового инвертора и диаграм- ры 3 и 15, а также транзистор 9. В этот мы напряжений, поясняющие принцип его момент(тО) конденсатор 5 заряженный в работы. предыдущем интервале до напряжения ОС 5На чертеже приняты следующие обоз (см.фиг.2 в) начинает быстро разряжаться начения: 6 и 8 - тиристоры; 7 и 9 - транзи- через фототиристор 3, резистор 4, управлясторы; 10, 11, 12 и 13 - обратные диоды; ющий электрод - катод тиристора 6. Тири- первый резистор 1, фототиристор 2 первой стор 6 переходит из закрытого состояния в оптопары, фототиристор 3 второй оптопа- открытое и начинается формирование полоры второй резистор 4 образуют первую позначительно усложняет схему управления и снижает надежность ее работы.Цель изобретения - повышение надежности работы мостового инвертора путем упрощения схемы управления.Мостовой инвертор содержит путем упрощения схемы управления.Мостовой инвертор содержит первый 6, второй 8, третий 7 и четвертый 9 переключающие элементы, шунтированные обратными диодами 10, 11; 12 и 13, первые силовые выводы первого 6 и второго 8 из которых присоединены к первому входному выводу + Ип, соединенному через первую и вторую последовательностные управляющие цепи из первых резисторов 1 и 14, фототиристоров 2 и 15, 3 и 16 первых 2-24 и 15-23 и вторых 3-22 и 16-25 оптопар и вторых резисторов 4 и 17 со входами управления соответственно первого и второго переключающих элементов, вторые силовые выводы которых соединены соответственно через третий 7 и четвертый 9 переключающие элементы со вторым входным выводом - Ип выходной, трансформатор 19, задающий генератор 20, к выходным выводам которого присоединены через резистор две последовательные цепи из светодиодов 22 и 23, 24 и 25 соответственно первой оптопары первой последовательностной управляющей цепи и второй оптопары второй последовательнастной управляющей цепи, а также согласующий трансформатор 26, 27, первичная обмотка которого присоединена к выходу задающего генератора либо непосредственно, либо через усилитель, а вторичные обмотки подключены ко входам управления соответственно . третьего и четвертого переключающих элементов, выполненных на транзисторах 7 и 9 при этом первый 5 и второй 18 конденсаторы включены между точками соединения фототиристоров 2 и 3, 15 и 16 первой и второй оптопары соответтвенно пе вой и вто ой последовательноследовательную управляющую цепь. Первый резистор 14, фототиристор 15 первой оптопары, фототиристор 16 второй оптопаф ры образуют вторую последовательностную 5 управляющую цепь; 19 - выходной трансформатор; 20 - задающий генератор; 21 - ограничивающий резистор; 5 и 18 соответственно первый и второй конденсаторы; 23 и 24 - светодиоды соответственно первых 10 оптопари первой и второй последовательностной управляющей цепи; 22 и 25 - светодиоды соответственно вторых оптопар первой и второй последовательностной управляющей цепи; 26 и 27 - согласующие 15 трансформаторы.Задающий генератор (ЗГ) 20, вырабатывает разнополярные импульсы, для рассматриваемого случая, длительностью,равной полупериодам выходного напряже ния преобразователя. Выход 20 точки а и Ьна фиг,1 подключаются к первичнь 1 м обмоткам трансформаторов 26 и 27 для управле.ния транзисторами 7 и 9 либс непосредственно, либо через предвари тельный усилитель (на фиг,1 не показан) ичерез резистор 21 к входным цепям оптопар (на фиг.1 это последовательно соединенные светодиоды 22, 23 и 24, 25). Фототиристоры 2, 3, 15 и 16, являясь выходами оптопар 30 2 - 24,3 - 22, 15-23,15 - 23,16 - 25, являются посуществу и выходами СУ. Мостовой инвертор работает в обычном режиме, т.е. в один полупериод работают 6, 9, во второй 7, 8.На фиг.1 представлена схема, когда 35 каждая стойка мостового инвертора состоитиз тиристора и транзистора.На фиг.2 Оу - . напряжение на выходе ЗГи входах трансформаторов 26, 27 и оптопар; а,9 - токи через тиристор 6, трансформатор 40 19 и транзистор 9; ц,э - токи через транзистор 7, трансформатор 19 и тиристор 8; Ос 5 - форма напряжения на конденсаторе 5; Ос 1 э - напряжение на конденсаторе 18; Он - напряжениена выходе трансформатора 19.1795533 5 10 15 20 25 30 35 жительной полуволны напряжения на нагрузке (см. фиг.2 з).В этот же момент (1О), так как открыты фототиристор 15 и транзистор 9 начинается заряд конденсатора 18 через + О, резистор 14, фототиристор 15, конденсатор 18, эмиттер-коллектор транзистора 9, - Ол (см. фиг,2 д). После заряда конденсатора 18 до Ол, фототиристор 15 запирается и отключает 18 от Ол.В следующий полупериод Оу отпирается транзистор 7 и другая группа светодиодов 24, 25 и их .фототиристоры 2 и 16 и начинается разряд 18 через 16, 17, управляющий электрод - катод тиристора 8, что переводит 8 из закрытого в открытое состояние. С этого момента 1 начинается формирование отрицательной полуволны Он (см.фиг,2 а, г, д, э), В этот же момент (т) начинается заряд Сь по цепи + Ол,резистор 1, фототиристор 2, конденсатор 5, эмиттерколлектор транзистора 7, - Оп. В следующий период в каждом полупериоде процессы в схеме будут повторяться,При необходимости регулирования выходного напряжения инвертора, можно воспользоваться известными методами, например, изменением времени проводимости транзисторов 7 и 9.Для исключения режима "сквозных токов" можно воспользоваться известными методами.Очевидно, что моменты включения тиристоров 6 и 8 определяются моментами Формула изобретения Мостовой инвертор, содержащий первый, второй, третий и четвертый переключающие элементы, шунтированные обратными диодами, первые силовые выводы первого и второго из которых присоединены к первому входному выводу, соединенному через первую и вторую последовательные управляющие цепи иэ первых резисторов, фототиристоров, первых и вторых оптопар и вторых резисторов с входами управления соответственно первого и второго переключающих элементов, вторые силовые выводы которых соединены соответственно через третий и четвертый переключающие элементы с вторым входным выводом, выходной трансформатор, вторичная обмотка которого присоединена к выходным выводам, а первичная обмотка подключена к точкам соединения соответственно первого и третьего, а также второго и четвертого переключающих элементов, заоткрытия фототиристоров 3 и 16, а моменты выключения тиристоров 6 и 8 определяются моментами выключения соответственно транзисторов 7 и 9, Фототиристоры 3 и 16 запираются после разряда соответствующих конденсаторов 5 или 18, а выключение фототиристоров 2 и 15 определяются моментами, когда напряжение на 5 и 18 достигнут значения Оп.Время разряда 5 и 18 задается резисторами 4 и 17 и выбирается таким образом, чтобы за время разряда 4 и 18 тиристоры успели включиться. Эти времена имеют порядок 100-150 мкс,Время заряда 5 и 18 определяется соответственно резисторами 1 и 14 и обычно выбирается меньше полупериода с тем, что.бы 6 и 8 успели до конца полупериода восстановить свои запирающие свойства. В качестве задающего генератора 20 может быть использована любая схема генератора раэнополярных прямоугольныхимпульсов. Таким образом, значительно упрощается управление инвертором, т.к, в нем исключаются два усилительно-развязывающих узла; повышается технологичность, т.к. упрощается трансформаторное оборудование, Все это приводит к улучшению весо-габаритных показателей, повышению надежности работы, технологичности изготовления и простоте настройки и замены элементов,дающий генератор, к выходным выводам которого присоединены через резистор две последовательные цепи из светодиодов соответственно первой оптопары первой последовательной управляющей цепи и второй оптопары второй последовательной управляющей цепи, а также первой оптопары второй последовательной управляющей цепи и второй оптопары первой последовательной управляющей цепи, первый и второй конденсаторы, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности путем упрощения схемы, введен согласующий трансформатор, первичная обмотка которого присоединена к выходу задающего генератора, а вторичные обмотки подключены соответственно к входам управления третьего и четвертого переключающих элементов, выполненных на биополярных транзисторах, при этом первый и второй конденсаторы включены между точками соединения фототиристоров первой и второй оптопар соответственно, первой и второй1795533 и Составитель А.Абдулаевэктор В,Трубченко Техред М.Моргентал Корректор И.Му Тираж Подписноественного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 аказ 435 ВНИИ Го Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 последовательных управляющих цепей и вторыми силовыми выводами соответственно первого и второго переключающих элементов, выполненных на тиристорах,Ьз1