Преобразователь постоянного напряжения в переменное

 

(72) Авторы изобретения

В. К. Козлов, В. Б. Архангельский и О; А. Андреев (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

В ПЕ РЕМЕННОЕ

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к мощным источникам питания.

При повышенных напряжениях источника питания, когда напряжение, приложенное к плечу переключающего узла основной час- ти преобразователя, превышает допустимую для транзистора величину, применяется последовательное соединение транзисторов или преобразовательных ячеек. Поэтому при повышенном напряжении источника питания целесообразно последовательное соединение преобразовательных ячеек.

Известен преобразователь с последовательным включением инверторных ячеек (,1)

Основным недостатком этого преобразователя является наличие больших коммутационных потерь из-за различного времени рассасывания транзисторов. В момент коммутации из-за различия времени рассасывания одна из ячеек может закрыться позднее других, поэтому с нее будет сниматься импульсная мощность, равная суммарной мощности всего преобразователя. Это недопустимо.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является преобразователь постоянного напряжения в переМенное (2), содержащий п инверторных ячеек, первичные обмотки которых расположены на общем сердечнике выходного трансформатора, и и-1 уравнивающих двухобмоточных трансформаторов, обмотки каждого из которых включены последовательно с первичными обмотками соседних ячеек. Уравнивающие трансформаторы исключают возможность протекания различных токов в ячейках в режиме переключений. Недостатком данного устройства является то, что напряжение на одной ячейке может возрасти выше напряжения на другой ячейке, что в свою очередь, может привести к выходу из строя этой ячейки.

Целью изобретения является повышение надежности преобразователя.

Эта цель достигается тем, что преобразователь напряжения в переменное, содержащий и инверторных ячеек, первичные обмотки которых расположены на общем сердечнике выходного трансформатора и и-1 уравнивающих двухобмоточных трансформаторов, обмотки каждого из которых включены последовательно с первичными обмот706911 ками соседних ячеек, а одна из обмоток каждого уравнивающего трансформатора шунтирована резистором.

На чертеже дана схема предложенного преобразователя с двумя инверторными ячейками. 5

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Транзисторы 1 — 8 двух мостовых инверторных ячеек под действием управляющего сигнала поочередно подключают первичйые обмотки трансформаторов 9, 10, то к «плюсу» то к «минусу», таким образом, что в обмотках„ протекает переменный ток прямоугольной формы.

Первичные обмотки силового трансформатора 9 включены согласно, поэтому маг- 45 нитные потоки суммируются. В уравнивающем трансформаторе обмотки включены встречно, поэтому магнитные потоки вычитаются.

Для равенства напряжений на преобразовательных ячейках необходимо, чтобы напряжение на уравнивающем трансформаторе было близко к нулю.

В елучае, когда рассасывания транзистора 1 (или 6) меньше чем рассасывания транзистора 3 (или 8), транзистор 1 (или 6) выключается раньше, чем транзистор 3 (или

8). Ток в первой преобразовательной ячейке прекратится, а значит, прекратится ток в соответствующей обмотке уравнивающего трансформатора 10. Для второй преобразовательной ячейки в этот момент уравнивающий трансформатор является активным сопротивлением. Таким образом, ток второй преобразовательной ячейки резко уменьшается и перегрузки не будет.

Необходимость резистора 11 в обмотке управляющего трансформатора определяется следующим условием.

Напряжения на преобразовательных ячейках равны соответственно

Ж..=.. 1-11 +

Цр. =.. J1 — У.2 з где — напряжение на первичной обмотке силового трансформатора 9;

U — напряжение на обмотках уравнивающего трансформатора 10.

Таким образом, на одной ячейке преобразователя напряжение может оказаться больше, чем на второй, при равенстве напряжений на первичных обмотках силового трансформатора.

Через уравнивающий трансформатор энергия трансформируется из ячейки с большим напряжением s ячейку с меньшим напряжением. В пределе на одной ячейке напряжение может оклзаться двойным, а на другой — равным нулю.

На резисторе ll за счет напряжения рассеивается мощность, это приводит к тому, что мощность, потребляемая от первой ячейки, уменьшается, следовательно, напряжение на ней уменьшается, а на второй ячейке увеличивается, т. е. напряжение на ячейке выравнивается и система сремится к тому, чтобы на уравнивающем трансформаторе напряжение было равно нулю.

Сопротивление резистора 11 должно быть

+ ) R nnn (и-1 ), где R„m>< — сопротивление нагрузки, приведенное к первичной обмотке; и — количество преобразовательных ячеек) но не больше, чем величина, которая определяется неуправляемыми токами транзисторов, допустимым неравенством Ц, и ф .

Для минимальной разницы ф, и Ц

Rg =.. Км пбп..(п- 1) °

Управление ячейками может осуществляться от задающего генератора 12.

Формула изобретения

Преобразователь постоянного напряже- ния в переменное, содержащий и инверторных ячеек, первичные обмотки которых расположены на общеи сердечнике выходного трансформатора и и-1 уравнивающих двухобмоточных трансформаторов, обмотки каждого из которых включены последовательно с первичными обмотками. соседних ячеек, отличающийся тем, что, с целью увеличения надежности, одна из обмоток каждого уравнивающего трансформатора .шунтирована резистором.

Источники информации, приня5 .ые во внимание при экспертизе

1. Моин В. С. и Лаптев Н. Н. Стабилизированные транзисторные преобразователи. )й., «Энергия», 1972.

2. Авторское свидетельство СССР № 612367, кл. Н 02 М 7/537, 1976.

706911

> Vnum

Составитель Н. Никитин

Редактор В. Девятов Техред К. Шуфрич Корректор М. Пожо

Заказ 8241/45 Тираж 857 Подписное

ЦН И И П И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал П П П к Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4