Стабилизированный полупроводниковый инвертор

( ) 47641 Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 20.09.72 (2 рисоедипением заявки -3) Приоритет -осударствениыи комитет овета Министров СССР публикованоДата опубликования описан 2.02,76 72) Автор изобретени Л. Е, Смольнико ена Ленина энергетический институ 71) Заявител московский 54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ИНВЕРТОРИзобретение относится к силовой электротехнике и может быть использовано при разработке вторичных источников питания.Известны стабилизированные полупроводниковые инверторы, содержащие выходной трансформатор и вспомогательные преобразовательные ячейки с трансформаторами, первичные обмотки которых включены последовательно с первичной обмоткой выходного трансформатора, а вторичные через выпрямители, шунтированные транзисторами, и диоды подключены к источнику питания.Предложенный инвертор снабжен дополнительным трансформатором, первичная обмотка которого подключена параллельно цепочке, состоящей из первичной обмотки выходного трансформатора и п-последовательно соединенных первичных обмоток трансформаторов преобразовательных ячеек, а вторичные обмотки через источник эталонного напряжения и логические элементы ячеек подключены к шунтирующим транзисторам,Это обеспечивает увеличение коэффициента стабилизации выходного напряжения.Логический элемент каждол ячейки может быть выполнен, например, в виде соединенных последовательно измерительных обмоток трансформаторов вспомогательных ячеек, а также обмотки дополнительного трансформатора и фиксирующего диода. На чертеже представлена схема иньертора, содержащего четыре вспомогательныеячейки,В состав схемы входят: 1 - источник пи 5 тания;- задающий генератор; 3 - гвапсформатор задающего генератора; 4 - 7 - силовые транзисторы; 8 - 11 - трансформаторысоответственно первой, второй, третьей и четвертой вспомогательных ячеек (с индексамиО Э, 4 - измерительные обмо тки); 12 -15 - выпрямитель; 16 - 19 - шунтирующиетранзисторы; 20 - 23 - разделительные диоды; 24 - выходной трансформатор; 25, 26 -диоды; 27 - 30 - вспомогательные транзисто 5 ры; 31, 32 - фиксирующие диоды первойвспомогательной ячейки; 33, 34 - фиксирующие диоды второй вспомогательной ячейки;35, 36 - фиксирующие диоды третьей вспомогательной ячейки; 37, 38 - фиксирующие2 О диоды четвертой вспомогательной ячейки;39 - источник эталонного напряжения; 40 -дополнительный трансформатор с первичной40, и вторичными 40 е, 40 з, 404, 40 е, 406, 40;,408, 40., 40, 401 обмотками.25 Инвертор работает следующим образом.Прп включении источника питания 1 задающий генератор 2 возбуждается и на обмотках 3 - 37 трансформатора 3 формируются прямоугольные знакопеременные импульЗО сы. Прп этом осуществляется коммутация10,1 -- 0,050;о 20 25 30 40 а 40 о 40 з 24,10, 11 40 г - 39 8 40 о 4 Ог 3,6 1,8 3,5 1,7 З,4 1,7 3,3 1,6 212,5214,52142172 7,5210;2210.02 1,О214,5212,5210,0212,8214,5210,0 8,50807,57,30о6506,05,75,50 68 66 64 62 6 О 58 56 54 0 о о о о 1716,5001514,514,0о312,5о11,5о 340 35,8330 34,6320 33,6310 32,5300 31,4290 30,5280 29,4270 28,4260 27,3250 26,3 34 33 32 З 1 о 0 о 26 25 24 о 0 0,9 0,8 0,8 0,8 07 0,7 0,7 0,7 0,6 0,6 0,6 0,6 0,5 0,5 13,8 12,6 1 1,6 10,6 9,4 8,5 7,4 6,4 5,3 4,3 3,2 2,2 1,1 о 7,2 6,9 6,7 6,5 6,3 6,1 59 5,7 5,5 5,3 5,0 4,8 4,6 4,4 3,11,5 3,0 1,5 2,9 1,4 2,8 1,4 2,71,3 2,6 1,3 2,5 1,2 2,41,2 2,31,1 2,2 1,240 ) 25,2 23024,2220 23,1 210, 22,0 00 образующих мост силовых трансформаторов 4 - 7, что обусловливает наличие между точками а, а (т. е, в диагонали моста) переменного прямоугольного напряжения, амплитуда которого равна напряжению источника питания. Так как вторичные обмотки 8 о, 9 о, 10, и 11, трансформаторов 8 - 11 вспомогательных ячеек подключены через выпрямители 12 - 15 к соответствующим шунтирующим транзисторам 1 б - 19 и к источнику питания 1 (через разделительные диоды 20 - 23), то в зависимости от состояния шунтирующих транзисторов напряжения на первичных обмотках 8, 9 ь 10 и 11 трансформаторов 8 - 11 либо пропорциональны напряжению источника питания, когда соответствующий шунтирующий транзистор находится в области отсечки и данная вспомогательная ячейка обеспечивает рекуперацию энергии из первичной цепи соответствующего трансформатора в источник питания, либо равны нулю, когда шунтирующий транзистор находится в области насыщения, Очевидно, что амплитуда переменного прямоугольного напряжения на первичной обмотке 24, выходного трансфор. матора 24 равна разности между напряжением в диагонали моста и напряжениями на первичных обмотках 8, 9, 10 11, трансформаторов вспомогательных ячеек. Питающиеся от обмотки 3 е, 3, трансформатора 3 через диоды 25, 2 б вспомогательные транзисторы 27 - 30 обеспечивают усиление сигналов на входах шунтирующих транзисторов. При этом вспомогательный и шунтирующий транзисторы данной ячейки будут насыщены, если ее фиксирующие диоды (31, 32 - диоды первой ячейки, 33, 34 - второй, 35 3 б - третьей, 37, 38 - четвертой) будут смещены в обратном напряжении, т. е. если эталонное напряжение источника 39 превышает по величине сумму напряжений на всех Рассмотрение представленной таблицы показывает, что при изменении напряжения питания от 210 до 340 в напряжение на обмотобмотках, входящих в цепь управления транзисторов ячейки,11 усть для опрсделеИсти напрягкеие и- тания схемы изменяется в диапазоне У=210 - 340 в. Требуется получить на обмотке 24, транзистора 24 стабилизированное по амплитуде с точностью до +4% переменное прямоугольное напряжение (на уровне 210 в), Очевидно, что при этом выходное напряжение на обмотке 24 о этого трансформатора будет также стабилизированным.Будем считать, что обозначение любой из обмоток трансформаторов соответствует обозначению числа витков этой обмотки, и выберем следующие коэффициенты трансформации вспомогательных и дополнительного трансформаторов:-=- 0,200; -= 0,100;8, 9,г )411, 40., 40.,11,40, 40,=-0,025; - " = -= 0,1050;4) 40 0 0210 7 0,010540, 40,40, 40,40а 40 о 00052. " о:= 0,0026;40, 40,40, 40,8 з 8 94 94 1010,0 -- 0,105 При выора нных коэффициентах трансформации, предполагая равными нулю прямые падения напряжений на смешенных в прямом направлении Р - п переходах и выбирая эталонное напряжение источника 39 равным 22 в, процесс стабилизации напряжения на обмотке 24, можно отобразить следующей таблицей (цифры таблицы соответствуют напряжениям в вольтах на ооозначающнх в верхней строке элементах и обмотках) ке 24, трансформатора 24 изменяется в диапазоне 210 - 212,5 в (т. е. нестабильность относительно уровня 210 в не превышает +4%), 47161Предмет изобретения 1, Стабилизированный полупроводниковый инвертор, содержащий выходной трансформатор и вспомогательные преобразовательные ячейки с трансформаторами, первичные обмотки которых включены последовательно с первичной обмоткой выходного трансформатора, а вторичные через выпрямители, шунтированные транзисторами, и диоды подключены к источнику питания, отличаощийся тем, что, с целью увеличения коэффициента стабилизации выходного напряжения, ннвертор снабжен дополнительным трансформатором, первичная обмотка которого подключена араллельно цепочке, состоящей 3 первичной обмотки выходного трансформатора и и-последовательно соединенных первичных обмоток трансформаторов преобразовательных 5 ячеек, а вторичные обмотки через источникэталонного напряжения и логические элементы ячеек подключены к шунтирующим транзисторам.2. Инвертор по п, 1, отличающийся тем, О что логический элемент каждой ячейки выполнен в виде соединенных последовательно измерительных обмоток трансформаторов указанных вспомогательных ячеек, а также обмотки упомянутого дополнительного транс форматора и фиксирующего диода.бьх Од Составитель Е. Доронин Редактор А. Бер Текред Н. Ханеева Корректор В. ГутмаЗаказ 941/1417ЦНИИПИ Го ПодписноеСССР ип. Харьк. фил. пред. Патент Изд,842 дарственного комитета по делам изобретений Москва, Ж, Раушск Тираж 782вета Министткрытийнаб., д, 4/5