Патент ссср 153327

 

Класс Н 02m; 21d2, 12ц3 № 153327

-"CC0

ПЛ Т< 1 ЕХИ11

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Подписная группа № 98

В. Б. Кудрявцев

СТАТИЧЕСКИЙ ПОЛУПРОВОДНИКОВЪ|Й ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Заявлено 5 ноября 1961 r. за ¹ 75123824-7 в Комитет но делам изобретений и открытий нри Совете Министров СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений и товарных знаков» № 5 за 1963 г.

Известен статический преобразователь постоянно1о тока в однофазный ток на переключающихся транзисторах с выходным напряжением синусоидальной формы, полученным из исходной кривой ступенчатой формы путем фильтрации дросселем в цепи питания и конденсатором в цепи нагрузки (см. описание № 139722).

Задачей настоящего изобретения является повышение эксплуатационной надежности такого преобразователя путем уменьшения величины обратных напряжений на переключающихся транзисторах силового каскада.

Для решения этой задачи предлагается источник питания выполнять с дополнительными секциями, коммутируемыми транзисторами н диодами. В качестве указанных дополнительных секций может быть использован выпрямитель, питающийся от второго статического преобразователя, или же в цепь питания предлагаемого преобразователя может быть последовательно включена входная обмотка переменного тока второго статического преобразователя.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема предлагаемого преобразователя; на фиг. 2 показана форма управляющих напряжений; на фиг. 3 — 5 изображены схемы вариантов преобразователя.

В схему преобразователя постоянного тока (источники Е< и Ез) в однофазный ток с напряжением (.1„,х синусоидальной формы (фиг. 1) входят двухтактный каскад, построенный на транзисторах Т,, Т, и автотрансформатор АТ, во вторичный контур которого включена нагрузка

Z„c положительным (индуктивным) коэффициентом мощности, Источник питания двухтактного каскада имеет ступенчатую эквивалентную э. д. с., модуляция которой осуществляется путем поочередного включения транзисторов Та и Т,, переключающих секции источника № 153327

;,аФ питания. Для защиты транзистора Тз от положительного потенциала на его коллекторе, возникающего при включении транзистора Т5, служит диод Д.

Напряжения UI u Uz управления транзисторами Т, и Т, показаны на фиг. 2.

Включение транзисторов Т3 и Т, должно быть соответству10щим 00разом синхронизировано с процессом коммутации транзисторов Т, и Т .

При 3Т051 максим > 2I э. g. c. H3 Bblxopc блока питания Ilo времени illo>KeT совпадать со средней частью полупериода сигнала управления на входе транзисторов TI и Т>.

Включение конденсатора С, емкость которого должна соответствовать индуктивному сопротивлению нагрузки Z„, и дросселя Др, oграничивающего емкостные токи через транзисторы силового каскада, обеспечивает получение вторичного напряжения синусоидальной формы, которая сохраняется в широком интервале изменений коэффициента мощи ост и и тока н а г р узки.

Важной особенностью предлагаемого устройства является возможность построения простой мостовой схемы преобразователя без изменения коммутатора э.д. с. (фиг. 3).

Принцип действия схемы, показанной на фиг. 3, подобен принципу действия двухтактного варианта преобразователя с коммутацией источника питания. Мост в этой схеме образован транзисторами Т,, Т2, T,.-, Тб, коммутация осуществляется транзисторами Тз, Т4 и диодом Д, Управление силовыми транзисторами в схемах HB фиг. 1 и 3 может осуществляться, например, от двух синхронизированных автогенераторов, частота одного из которых в два раза меньше частоты другого, а напряжения имеют прямоугольную форму.

Описанные выше схемы применимы в системах энергоснабжения, в которых основными источниками электрической энергии являются химические батареи, аккумуляторы или многоэлементные солнечные батареи.

Для систем энергосбнажения с основными источниками электрической энергии в виде генераторов постоянного тока предлагается применение комбинированных статических преобразователей, представляющих собой сочетание двух преобразователей. Первый преобразователь выполняется по схемам, показанным на фиг. 1 и 3, с той разницей, что вторая ступень э.д. с. источника питания образуется за счет напряжения с выхода дополнительного преобразователя. Последний может быть встроенным, но его основная мощносгь может использоваться и другими потребителями системы энергоснабжения.

Схема подобного преобразователя показана на фиг. 4. Встроенный преобразователь в этой схеме построен на транзисторах Т-,— T8, которые могут переключаться внешним источником переменного тока.

В качестве встроенного преобразователя можно, например, использовать и автогенератор с магнитной связью.

Другой вариант схемы комбинированного преобразователя показан на фиг. 5. Модуляция э. д. с. основного источника питания в этой схеме осуществляется за счет того, что последователы о с источником постоянной э. д. с. включен выход преобразователя постоянного тока в переменный с прямоугольным напря>кепием. Этот преобразователь построен на транзисторах Т,— Т„, переключающихся напряжением прямоугольной формы, кОтОрОе должно 061ть так же, как и папр51>кение для управления коммутирующими транзисторами в схемах фиг. 1 и 3, синхронизировано с напряжением управления транзисторов Т1 — T2. Недостатком схемы, показанной на фиг. 5, является подмаг1:ичива51ие трансформато№ 153327 ра встроенного автогенератора током нагрузки основного преобразователя. Этот недостаток практически устраняется, если мощность потребителей синусоидального тока значительно меньше мощности потребителей встроенного преобразователя.

Предмет изобретения

1. Статический полупроводниковый преобразователь постоянного тока в однофазный ток с синусоидальной формой кривой, полученной из исходной кривой ступенчатой формы путем фильтрации дросселем в цепи питания и конденсатором в контуре нагрузки, о т л и ч а |с шийся тем, что, с целью повышения надежности, источник питания имеет дополнительные секции, коммутируемые транзисторами и диодами.

2. Статический полупроводниковый преобразователь по п. ), отл ич а ю щи и с я тем, что в качестве дополнительной секции его источника питания используется выпрямитель, питающийся от второго статического преобразователя.

3. Статический полупроводниковый преобразователь по п. 1, о тл ичающийся тем, что в его цепь питания последовательно включена выходная обмотка переменного тока второго статического преобразователя.

Фиг 1

Фиг 2 № 153327

2н

U„

Редактор В. М. Парнес Техред А. А. Камышникова Корректор И. А. Шпынева

Подп. к печ. 17 VI — 63 r. Формат бум. 70 Q 108 /и Объем 0,44 изд. л.

Зак. 155% Тираж 1100 Цена 4 коп.

ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий СССР

Москва, Центр, пр. Серова д. 4.

Типография, пр. Сапунова, 2.