RU1795533C

RU1795533C - Мостовой инвертор

Info

Publication number: RU1795533C
Application number: SU904840003A
Authority: RU
Inventors: Абдул-Мабут Абдул-Манаф Оглы Абдулаев; Самир Абдул-Мабут Оглы Абдуллаев; Лятифа Абдул-Мабут Кызы Алиева; Самир Салман Оглы Керимов
Original assignee: Азербайджанский Инженерно-Технический Университет Им.Ч.Ильдрыма
Priority date: 1990-04-23
Filing date: 1990-04-23
Publication date: 1993-02-15

Abstract

Использование: изобретение относитс к электротехнике и может быть использовав но в источниках вторичного электропитани . Сущность изобретени : инвертор содержит первый, второй, третий и четвертый переключающие элементы, образующие мостовой инвертор. Первый и второй переключающие элементы выполнены в виде тиристоров с управлением через тиристор- ные оптопары. Третий и четвертый переключающие элементы выполнены на бипол рных транзисторахгуправление которыми Осуществл етс с помощью согласующих трансформаторов. Применение в качестве третьего и четвертого переключающих элементов бипол рных транзисторов упрощает схему инвертора без ухудшени остальных параметров устройства. 2 ил.

Description

(Л

С

. Изобретение относитс к преобразовательной технике и может быть использовано при разработке преобразователей посто нного тока в напр жение переменного тока заданной частоты, усилителей мощности, вторичных источников питани .

Известны инверторы напр жени , выполненные по однофазной мостовой схеме, кажда стойка которых состоит либо из одних тиристоров, либо из транзисторов. Основным недостатком тиристорных инверторов вл етс необходимость иметь дополнительные узлы искусственной коммутации , что приводит к снижению надежности их работы. Недостатком транзисторных инверторов вл етс необходимость формировани управл ющих сигналов большой мощности, что приводит к усложнению схемы управлени такими инверторами и, следовательно, к снижению надежности их работы.

Известен мостовой транзисторный преобразователь посто нного напр жени , содержащий четыре переключающих элемента, шунтированные обратными диодами , выходной трансформатор, последова- тельностные управл ющие цепи, соединенные с входами управлени указанных переключающих элементов, задающий генератор, к выходным выводам которого присоединены через резистор две последовательные цепи из еветодиодов оптронных пар соответствующих последовательност- ных управл ющих цепей (прототип). Несомненным преимуществом прототипа вл етс отсутствие моточных изделий в системе управлени и возможность дистанционного (оптического) управлени , что значительно расшир ет функциональные возможности прототипа. Недостатком прототипа вл етс большое количество после- довательностных управл ющих цепей, что

XJ

Ю СП

ел

00 OJ

значительно усложн ет схему управлени и снижает надежность ее работы.

Цель изобретени - повышение надежности работы мостового инвертор а путем упрощени схемы управлени .

Мостовой инвертор содержит путем упрощени схемы управлени .

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 управл ющие цепи из первых резисторов 1 и 14, фототиристо- ров 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 управлени 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 1.9, задающий генератор 20, к выходным выводам которого присоединены через резистор две последовательные цепи из све- тодиодов 22 и 23, 24 и 25 соответственно первой оптопары первой последовательностной управл ющей цепи и второй оптопары второй последовательностной управл ющей цепи, а также согласующий трансформатор 26, 27, первична , обмотка которого присоединена к выходу задающего генератора либо непосредственно, либо через усилитель, а вторичные обмотки подключены ко входам управлени соответственно третьего и четвертого переключающих элементов, выполненных на транзисторах 7 и 9 при этом первый 5 и второй 18 конденсаторы включены между точками соединени фототиристоров 2 и 3, 15 и 16 первой и второй оптопары соответственно первой и второй последовательностной управл ющей цепи и вторыми силовыми выводами соответственно первого и второго переключающих элементов, выполненных на тиристорах 6 и 8.

На фиг.1 и 2 приведены принципиальна схема мостового инвертора и диаграммы напр жений, по сн ющие принцип его работы.

На чертеже прин ты следующие обозначени : 6 и 8 - тиристоры; 7 и 9 - транзисторы; 10. 11, 12 и 13 - обратные диоды; первый резистор 1, фототиристор 2 первой оптопары, фототиристор 3 второй оптопары , второй резистор 4 образуют первую последовательную управл ющую цепь. Первый резистор 14, фототиристор 15 первой оптопары, фототиристор 16 второй оптопа- ры образуют вторую последовательностную

управл ющую цепь; 19 - выходной трансформатор; 20 - задающий генератор; 21 - ограничивающий резистор; 5 и 18 соответственно первый и второй конденсаторы; 23 и 24 - светодиоды соответственно первых

оптопар и первой и второй последовательностной управл ющей цепи; 22 и 25 - светодиоды соответственно вторых оптопар первой и второй последовательностной управл ющей цепи; 26 и. 27 - согласующие

трансформаторы. Задающий генератор (ЗГ)20, вырабатывает разнопол рные импульсы, дл рассматриваемого случа , длительностью, равной полупериодам выходного напр жени преобразовател . Выход 20 точки а и b на фиг.1 подключаютс к первичным обмоткам трансформаторов 26 и 27 дл управлени транзисторами 7 и 9 либс непосредственно, либо через предварительный усилитель (на фиг.1 не показан) и через резистор 21 к входным цеп м оптопар (на фиг.1 это последовательно соединенные светодиоды 22, 23 и 24, 25). Фототиристоры 2, 3, 15 и 16, вл сь выходами оптопар

2-24,3-22,15-23,15-23,16-25. вл ютс по существу 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

кажда стойка мостового инвертора состоит из тиристора и транзистора.

На фиг.2 Uy - напр жение на выходе 3Г и входах трансформаторов 26,27 и оптопар; б,9 - токи через тиристор 6, трансформатор

19 и транзистор 9; i,8 - токи через транзистор 7, трансформатор 19 и тиристор 8; Uc5 - форма напр жени на конденсаторе 5; UCIB- напр жение на конденсаторе 18; 11ц- напр жение на выходе трансформатора 19.

Схема работает следующим образом, Задающий генератор 20 вырабатывает разнопол рные импульсы Uy одинаковой длительности. При положительной пол рно- сти Uy и t : О открываютс светодиоды 22 и 23 и одновременно с ними - их фототиристо- ры 3 и 15, а также транзистор 9. В этот момент (t 0) конденсатор 5 зар женный в предыдущем интервале до напр жени DCS (см.фиг.2в) начинает быстро разр жатьс через фототиристор 3, резистор 4, управл - ющий электрод - катод тиристора 6. Тиристор 6 переходит из закрытого состо ни в открытое и начинаетс формирование положительной полуволны напр жени на нагрузке (см. фиг.Зз).

В этот же момент (t 0), так как открыты фототиристор 15 и транзистор 9 начинаетс зар д конденсатора 18 через + Un, резистор 14, фототиристор 15, конденсатор 18, эмиттер-коллектор транзистора 9, - Un (см. фиг.2д). После зар да конденсатора 18 до Un, фототиристор 15 запираетс и отключает 18отип.

В следующий полупериод Uy отпираетс транзистор 7 и друга группа светодио- дов 24, 25 и их фототиристоры 2 и 16 и начинаетс разр д 18 через 16,17, управл ющий электрод - катод тиристора 8, что переводит 8 из закрытого в открытое состо ние . С этого момента t начинаетс формирование отрицательной полуволны UH (см.фиг.2а, г, д, з). В этот же момент (t) начинаетс зар д Сз по цепи + Un.резистор 1, фототиристор 2, конденсатор 5, эмиттер- коллектор транзистора 7, - Оп. В следующий период в каждом полупериоде процессы в схеме будут повтор тьс .

При необходимости регулировани выходного напр жени инвертора, можно вос- пользоватьс известными методами, например, изменением времени проводимости транзисторов 7 и 9.

Дл исключени режима сквозных токов можно воспользоватьс известными методами.

Очевидно, что моменты включени ти- ристоров 6 и 8 определ ютс моментами

Claims

Формула изобретени

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 управл ющие цепи из первых резисторов, фототиристоров, первых и вторых оптопар и вторых резисторов с входами управлени соответственно первого и второго переключающих элементов, вторые си- лов ые выводы которых соединены соответственно через третий и четвертый переключающие элементы с вторым входным выводом, выходной трансформатор, вторична обмотка которого присоединена к выходным выводам, а первична обмотка подключена к точкам соединени соответственно первого и третьего, а также второго и четвертого переключающих элементов, заоткрыти фбтотириеторов 3 и 16, а моменты выключени тиристоров 6 и 8 определ ютс моментами выключени соответственно транзисторов 7 и 9. Фототиристоры 3 и 16

запираютс после разр да соответствую- щих конденсаторов 5 или 18, а выключение фототиристоров 2 и 15 определ ютс моментами , когда напр жение на 5 и 18 достигнут значени Un.

Врем разр да 5 и 18 задаетс резисторами 4 и 17 и выбираетс таким образом, чтобы за врем разр да 4 и 18 тиристоры успели включитьс . Эти времена имеют пор док 100-150 мкс.

Врем зар да 5 и 18 определ етс соответственно резисторами 1 и 14 и обычно выбираетс меньше полупериода с тем, чтобы 6 и 8 успели до конца полупериода восстановить свои запирающие свойства.

В качестве задающего генератора 20 может быть использована люба схема генератора разнопол рных пр моугольных импульсов.

Таким образом, значительно упрощаетс управление инвертором, т.к. в нем исключаютс два усилительно-разв зывающих узла; повышаетс технологичность, т.к. упрощаетс трансформаторное оборудование . Все это приводит к улучшению весо-габаритных показателей, повышению надежности работы, технологичности изготовлени 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 управл ющей цепи и второй оптопары второй последовательной управл ющей цепи, а также первой оптопары второй последовательной управл ющей цепи и второй оптопары первой последовательной управл ющей цепи, первый и второй конденсаторы, отличающийс тем, что, с целью повышени надежности путем упрощени схемы, введен согласующий трансформатор, первична обмотка которого присоединена к выходу задающего генератора , а вторичные обмотки подключены соответственно к входам управлени третьего и четвертого переключающих элементов , выполненных на биопол рных транзисторах, при этом первый и второй конденсаторы включены между точками соединени фототиристоров первой и второй оптопар соответственно, первой и второй

71795533 8

последовательных управл ющих цепей и но первого и второго переключающих эле- вторыми силовыми выводами соответствен- ментов, выполненных на тиристорах.

Uc

С7.8

с,8

U,.

6

-i

t

9