[go: up one dir, main page]

RU2234791C1 - Dc-to-ac converter - Google Patents

Dc-to-ac converter Download PDF

Info

Publication number
RU2234791C1
RU2234791C1 RU2003101129/09A RU2003101129A RU2234791C1 RU 2234791 C1 RU2234791 C1 RU 2234791C1 RU 2003101129/09 A RU2003101129/09 A RU 2003101129/09A RU 2003101129 A RU2003101129 A RU 2003101129A RU 2234791 C1 RU2234791 C1 RU 2234791C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
converter
voltage
input
winding
Prior art date
Application number
RU2003101129/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003101129A (en
Inventor
М.Ю. Кастров (RU)
М.Ю. Кастров
А.В. Лукин (RU)
А.В. Лукин
А.А. Герасимов (RU)
А.А. Герасимов
Г.М. Малышков (RU)
Г.М. Малышков
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Малое многопрофильное предприятие - Ирбис"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "Малое многопрофильное предприятие - Ирбис" filed Critical Закрытое акционерное общество "Малое многопрофильное предприятие - Ирбис"
Priority to RU2003101129/09A priority Critical patent/RU2234791C1/en
Publication of RU2003101129A publication Critical patent/RU2003101129A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2234791C1 publication Critical patent/RU2234791C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

FIELD: converter engineering; power systems for automatic-control devices and electric drives.
SUBSTANCE: proposed converter designed to convert low dc voltage into high sine-wave voltage that has transformer 4, first and second transistor switches 2 and 3, respectively, control unit 12, rectifier bridge 6, third and fourth transistor switches 7 and 8, respectively, and capacitor 10 is provided in addition with double-coil reactor 9 whose first-coil first lead is connected to common point of input of transistor switch 7 and output of transistor switch 8; input of the latter is connected to second output of rectifier bridge 6; second lead of first coil of double-coil reactor 9 is connected to first output lead of converter, to first lead of capacitor 10 whose second lead is connected to second output lead of converter, and to first lead of second coil of double-coil reactor 9;, second lead of this coil being connected to secondary-winding center tap of transformer 4; common bus of converter is connected to integrated inputs of first and second transistor switches 4 and 3, respectively.
EFFECT: enhanced efficiency and reliability of converter.
1 cl, 4 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах питания для преобразования низкого постоянного напряжения в высокое переменное напряжение синусоидальной формы при разработке различных устройств автоматики, электропривода.The present invention relates to a conversion technique and can be used in power systems to convert a low DC voltage to a high alternating voltage sinusoidal shape in the development of various automation devices, electric drives.

Известно устройство для генерирования переменного тока из постоянного, содержащее соединенные последовательно два или более мостовых преобразователя, каждая из ветвей которого состоит из транзистора, шунтированного диодом, первая диагональ мостового преобразователя подключена к источнику питания, первый вывод второй диагонали первого мостового преобразователя подключен к первому выводу индуктивности, второй вывод которой подключен ко второму выводу второй диагонали последнего мостового преобразователя (см. п. WO №105022, Н 02 М 6 7/5387, 2001 г.)A device is known for generating alternating current from direct current, comprising two or more bridge converters connected in series, each of the branches of which consists of a transistor shunted by a diode, the first diagonal of the bridge converter is connected to a power source, the first output of the second diagonal of the first bridge converter is connected to the first inductance terminal , the second output of which is connected to the second output of the second diagonal of the last bridge converter (see p. WO No. 105022, N 02 M 6 7/5387, 2001 g.)

Недостатком устройства для генерирования является низкая надежность, обусловленная большим количеством управляющих ключей.The disadvantage of the device for generating is the low reliability due to the large number of control keys.

Известен транзисторный инвертор, содержащий первый и второй транзисторы, входы которых объединены и подключены к общей шине, выходы которых подключены к первичной обмотке первого трансформатора, средняя точка которой подключена к источнику питания, а также мостовой транзисторный преобразователь напряжения, каждая ветвь которого содержит транзистор, шунтированный диодом, управляющий вход каждого транзистора подключен к его входу через базовый диод и одну из четырех вторичных обмоток первого трансформатора, а также через последовательно соединенные резистор и вторичную обмотку второго трансформатора, первичная обмотка второго трансформатора подключена к выходу задающего генератора, при этом управляющие входы первого и второго транзисторов подключены через соответствующие встречно включенные первый и второй диоды к общей шине и к первому и второму выводу вторичной обмотки третьего трансформатора, первичная обмотка которого включена в диагональ мостового преобразователя напряжения (см. а.с. СССР №729784, Н 02 М 6 7/5387, 1972 г.)Known transistor inverter containing the first and second transistors, the inputs of which are combined and connected to a common bus, the outputs of which are connected to the primary winding of the first transformer, the midpoint of which is connected to a power source, as well as a bridge transistor voltage converter, each branch of which contains a transistor, shunted a diode, the control input of each transistor is connected to its input through the base diode and one of the four secondary windings of the first transformer, as well as through the series but the connected resistor and the secondary winding of the second transformer, the primary winding of the second transformer is connected to the output of the master oscillator, while the control inputs of the first and second transistors are connected through the corresponding counter-connected first and second diodes to the common bus and to the first and second output of the secondary winding of the third transformer, the primary winding of which is included in the diagonal of the bridge voltage converter (see.with. USSR No. 729784, N 02 M 6 7/5387, 1972)

Недостатками инвертора является низкая надежность, обусловленная большим количеством управляющих ключей, большие габариты.The disadvantages of the inverter are low reliability due to the large number of control keys, large dimensions.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является преобразователь постоянного напряжения в переменное, содержащий трансформатор, начало и конец первичной обмотки которого подключены соответственно к выходам первого и второго транзисторных ключей, входы которых объединены и через первый датчик тока подключены к первому входу преобразователя, второй вход которого подключен к средней точке первичной обмотки трансформатора, управляющие входы первого и второго транзисторных ключей подключены соответственно к первому и второму выходам первого блока управления, вторичная обмотка трансформатора подключена ко входу выпрямительного моста, к первому выходу которого подключены первый вывод конденсатора и первый вход мостового преобразователя напряжения, второй выход выпрямительного моста подключен к общей шине, ко второму выводу конденсатора и через второй датчик тока ко второму входу мостового преобразователя напряжения, каждая ветвь которого содержит транзисторный ключ, выходы первого и второго транзисторных ключей объединены и подключены к первому входу мостового преобразователя напряжения, ко второму входу которого подключены объединенные входы третьего и четвертого транзисторных ключей, вход первого и выход третьего транзисторных ключей объединены и подключены к первому выходу преобразователя постоянного напряжения в переменное, ко второму выходу которого подключены объединенные вход второго и выход четвертого транзисторных ключей, управляющие входы транзисторных ключей мостового преобразователя напряжения подключены к выходам второго блока управления соответственно (см. п. США №4706177, НКИ 363-24, 1987).The closest in technical essence to the proposed one is a DC-to-AC converter containing a transformer, the beginning and end of the primary winding of which are connected respectively to the outputs of the first and second transistor switches, the inputs of which are combined and connected through the first current sensor to the first input of the converter, the second input of which connected to the midpoint of the transformer primary winding, the control inputs of the first and second transistor switches are connected respectively to the first and to the second outputs of the first control unit, the secondary winding of the transformer is connected to the input of the rectifier bridge, the first output of which is connected to the first output of the capacitor and the first input of the bridge voltage converter, the second output of the rectifier bridge is connected to a common bus, to the second output of the capacitor and through the second current sensor to the second the input of the bridge voltage converter, each branch of which contains a transistor switch, the outputs of the first and second transistor switches are combined and connected to the first the bridge voltage converter, to the second input of which the combined inputs of the third and fourth transistor switches are connected, the input of the first and the output of the third transistor switches are combined and connected to the first output of the DC-DC converter to AC, to the second output of which the combined input of the second and fourth transistor switches are connected , the control inputs of the transistor switches of the bridge voltage converter are connected to the outputs of the second control unit, respectively (with . P. USA No. 4706177, NKI 363-24, 1987).

Недостатками преобразователя являются наличие двухступенчатой системы преобразования (предварительное преобразование постоянного низкого напряжения в высокое постоянное напряжение), большие габариты из-за наличия конденсатора большой емкости и низкая надежность, обусловленная большим количеством управляемых ключей, низкое КПД за счет использования двухступенчатой системы преобразования.The disadvantages of the converter are the presence of a two-stage conversion system (preliminary conversion of constant low voltage to high constant voltage), large dimensions due to the presence of a large capacitor and low reliability due to the large number of controlled keys, low efficiency due to the use of a two-stage conversion system.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение КПД, повышение надежности.The technical result of the invention is to increase efficiency, increase reliability.

Результат достигается тем, что в преобразователь постоянного напряжения в переменное, содержащий трансформатор, начало и конец первичной обмотки которого подключены соответственно к выходам первого и второго транзисторных ключей, входы которых объединены, управляющие входы их подключены соответственно к первому и второму выходам блока управления, средняя точка первичной обмотки трансформатора подключена к входу преобразователя, вторичная обмотка трансформатора подключена к входу выпрямительного моста, к первому выходу которого подключен выход третьего транзисторного ключа, вход которого подключен к выходу четвертого транзисторного ключа, управляющие входу третьего и четвертого транзисторных ключей подключены соответственно к третьему и четвертому выходам блока управления, а также конденсатор и общую шину, введен двухобмоточный дроссель, первый вывод первой обмотки которого подключен к точке соединения входа третьего и выхода четвертого транзисторных ключей, вход последнего из которых подключен ко второму выходу выпрямительного моста, второй вывод первой обмотки двухобмоточного дросселя подключен к первому выходному выводу преобразователя, к первому выводу конденсатора, второй вывод которого подключен ко второму выходному выводу преобразователя и к первому выводу второй обмотки двухобмоточного дросселя, второй вывод которой подключен к средней точке вторичной обмотки трансформатора, при этом общая шина преобразователя подключена к объединенным входам первого и второго транзисторных ключей.The result is achieved by the fact that the DC-to-AC converter contains a transformer, the beginning and end of the primary winding of which are connected respectively to the outputs of the first and second transistor switches, the inputs of which are combined, their control inputs are connected respectively to the first and second outputs of the control unit, the middle point the transformer primary winding is connected to the converter input, the transformer secondary winding is connected to the input of the rectifier bridge, to the first output of which the output of the third transistor switch is switched on, the input of which is connected to the output of the fourth transistor switch, the control inputs of the third and fourth transistor switches are connected respectively to the third and fourth outputs of the control unit, as well as a capacitor and a common bus, a double-winding inductor is introduced, the first output of the first winding of which is connected to the connection point of the input of the third and the output of the fourth transistor switches, the input of the last of which is connected to the second output of the rectifier bridge, the second output of the first the two winding chokes are connected to the first output terminal of the converter, to the first output of the capacitor, the second terminal of which is connected to the second output terminal of the converter and to the first terminal of the second winding of the two winding inductor, the second terminal of which is connected to the midpoint of the secondary winding of the transformer, while the common bus of the converter is connected to the combined inputs of the first and second transistor switches.

Проведенные исследования по патентной и научно-технической литературе дают основания предполагать, что до настоящего времени неизвестно предложенное техническое решение, что позволяет сделать вывод о наличии новизны у заявленного технического решения.The studies on patent and scientific and technical literature give reason to believe that the proposed technical solution is still unknown, which allows us to conclude that the claimed technical solution is new.

Использования совокупности признаков, отличающих заявляемое техническое решение от известных при изучении данной и смежной областей раздела техники преобразования низкого постоянного напряжения в переменное напряжение синусоидальной формы с той же целью, не выявлено, что обеспечивает заявляемому техническому решению соответствие критерию “существенные отличия”.The use of a combination of features that distinguish the claimed technical solution from the well-known in the study of this and related areas of the technology section for converting low DC voltage to alternating voltage of a sinusoidal shape for the same purpose has not been identified, which ensures the claimed technical solution meets the criterion of "significant differences".

На фиг.1 представлена блок-схема преобразователя напряжения постоянного в переменное (синусоидальной формы), на фиг.2 приведены временные диаграммы, поясняющие его работу (а, б, в, г - соответственно управляющие сигналы на входах первого, второго, третьего и четвертого транзисторных ключей; д - напряжение на выходе преобразователя), на фиг.3 представлен пример выполнения блока управления, на фиг.4 приведены временные диаграммы, поясняющие его работу (a1 - напряжение на выходе генератора пилообразного напряжения, а2 - напряжение на выходе первого выпрямителя, б - напряжение на выходе компаратора, в - напряжение на первом выходе первого инвертора, г - напряжение на втором выходе первого инвертора, д - напряжение на выходе первого элемента И, е - напряжение на выходе второго элемента И, ж - напряжение на первом выходе второго инвертора, з - напряжение на втором выходе второго инвертора.Figure 1 presents a block diagram of a DC-AC voltage converter (sinusoidal), figure 2 shows timing diagrams explaining its operation (a, b, c, d - respectively, the control signals at the inputs of the first, second, third and fourth semiconductor switches; d - the voltage at the output of the converter), 3 is an exemplary embodiment of the control unit 4 are timing charts for explaining its operation (a 1 - the output voltage of the sawtooth generator, and 2 - the output voltage pervog rectifier, b - voltage at the output of the comparator, c - voltage at the first output of the first inverter, g - voltage at the second output of the first inverter, d - voltage at the output of the first element And, e - voltage at the output of the second element And, w - voltage at the first the output of the second inverter, s is the voltage at the second output of the second inverter.

Преобразователь постоянного напряжения в переменное содержит вход 1 преобразователя, первый 2 и второй 3 транзисторные ключи, входы которых объединены и подключены к общей шине 5 преобразователя, выходы их подключены к первому и второму выводам первичной 41 обмотки трансформатора, средняя точка которого подключена к входу 1, вторичная обмотка 42 его подключена к входу выпрямительного моста 6, к первому выходу которого подключен выход третьего 7 транзисторного ключа, к второму выходу его подключен вход четвертого 8 транзисторного ключа, выход которого объединен с входом третьего 7 транзисторного ключа и подключен к первому выводу первой 91 обмотки двухобмоточного дросселя 9, второй вывод которой подключен к первому выводу конденсатора 10, к первому выходному выводу 11 преобразователя, ко второму выходному выводу которого подключен второй вывод конденсатора 10 и первый вывод второй 92 обмотки двухобмоточного дросселя 9, второй вывод которой подключен к средней точке вторичной обмотки 42 трансформатора 4, при этом управляющие входы транзисторных ключей 1-4 подключены к соответствующим выходам блока 12 управления.The DC-to-AC converter contains the input 1 of the converter, the first 2 and second 3 transistor switches, the inputs of which are combined and connected to the common bus 5 of the converter, their outputs are connected to the first and second terminals of the primary 4 1 transformer winding, the middle point of which is connected to input 1 , the secondary winding 2 April it is connected to the input of the rectifier bridge 6 to the first output of which is connected to the output 7 of the third transistor switch to its second output connected to a fourth input of the transistor switch 8, vyho which is combined with the input of the third 7 transistor switch and connected to the first terminal of the first September 1 winding two winding inductor 9, a second terminal which is connected to the first terminal of the capacitor 10, to first output terminal 11 converter to the second output terminal of which is connected the second terminal of the capacitor 10 and the first a second output winding 9 February two winding inductor 9, a second terminal which is connected to the midpoint of the secondary winding of the transformer 2 April 4, wherein the control inputs of the semiconductor switches connected to the corresponding 1-4 conductive unit 12 outputs control.

Выпрямительный мост 6 состоит из четырех ветвей, каждая из которых содержит диод, точка соединения анода первого 61 диода и катода второго 62 подключена к первому входному выводу моста 6, второй входной вывод его подключен к точке соединения анода третьего 63 диода и катода четвертого 64 диода, катоды диодов 61 и 63 объединены и подключены к первому выходному выводу моста 6, аноды диодов 62 и 64 объединены и подключены ко второму выходному выводу моста 6.The rectifier bridge 6 consists of four branches, each of which contains a diode, the connection point of the anode of the first 6 1 diode and the cathode of the second 6 2 is connected to the first input terminal of the bridge 6, its second input terminal is connected to the connection point of the anode of the third 6 3 diode and the cathode of the fourth 6 4 diodes, cathodes of diodes 6 1 and 6 3 are combined and connected to the first output terminal of bridge 6, anodes of diodes 6 2 and 6 4 are combined and connected to the second output terminal of bridge 6.

Блок 12 управления содержит генератор 13 тактовых импульсов, выход которого подключен к выходу генератора 14 пилообразного напряжения, выход которого подключен к первому входу компаратора 15, ко второму входу которого подключен через первый 19 выпрямитель выход генератора 18 синусоидальных импульсов, вход которого подключен к выходу генератора 13 тактовых импульсов и к входу делителя 20, выход которого подключен к входу первого 21 инвертора, первый (инверсный) выход которого подключен к первому входу первого 16 элемента И, второй выход его подключен к первому входу второго 17 элемента И, вторые входы элементов 16 и 17 подключены к выходу компаратора 15, выходы первого 16 и второго 17 элементов И подключены соответственно к первому 12 и второму 12 выходам блока 12 управления, третий 123 и четвертый 124 выходы которого подключены соответственно к первому (инверсному) и второму выходам второго 24 инвертора, вход которого подключен через второй 22 выпрямитель к выходу генератора 18 синусоидальных импульсов и через резистор 23 к общей шине 25 блока 12 управления, которая подключена к общей шине 5 преобразователя.The control unit 12 contains a clock generator 13, the output of which is connected to the output of a sawtooth voltage generator 14, the output of which is connected to the first input of the comparator 15, to the second input of which is connected through the first 19 rectifier the output of the sinusoidal pulse generator 18, the input of which is connected to the output of the generator 13 clock pulses and to the input of the divider 20, the output of which is connected to the input of the first 21 inverter, the first (inverse) output of which is connected to the first input of the first 16 element And, its second output is connected is connected to the first input of the second 17 And elements, the second inputs of the elements 16 and 17 are connected to the output of the comparator 15, the outputs of the first 16 and second 17 elements And are connected respectively to the first 12 and second 12 outputs of the control unit 12, the third 123 and fourth 124 of which outputs are connected respectively, to the first (inverse) and second outputs of the second 24 inverter, the input of which is connected through the second 22 rectifier to the output of the sinusoidal pulse generator 18 and through the resistor 23 to the common bus 25 of the control unit 12, which is connected to the common bus 5 Vatel.

Генератор 14 пилообразного напряжения и генератор 18 синусоидального напряжения могут быть выполнены на матрицах R-2R, компаратор 15 - на операционном усилителе, делитель 20 - на триггерах.The sawtooth voltage generator 14 and the sinusoidal voltage generator 18 can be performed on R-2R matrices, the comparator 15 on the operational amplifier, the divider 20 on the triggers.

Преобразователь постоянного напряжения в переменное синусоидальной формы работает следующим образом.Converter DC to AC sinusoidal shape works as follows.

При подаче напряжения питания генератор 13 тактовых импульсов запускает генератор 14 пилообразного напряжения и генератор 18 синусоидального напряжения, на входы компаратора 15 поступает пилообразное напряжение с генератора 14 (фиг.4а1) и выпрямленное напряжение генератора 18 (фиг.4а2). В результате сравнения двух напряжений на выходе компаратора 15 появляются импульсы (фиг.4б), длительность которых в течение полупериода изменяется по закону синусоиды, в середине полупериода длительность импульсов достигает максимальной величины, к началу и концу полупериода - минимальной. При поступлении на первые входы элементов 16 и 17 импульсов с прямого и инверсного выходов первого инвертора 21 (фиг.4в, г), а на вторые входы их импульсов с компаратора 15 на выходах 16 и 17 элементов получаем импульсы также с переменной длительностью, изменяющиеся по закону синусоиды (фиг.4д, е).When applying a clock pulse generator 13 starts the voltage ramp generator 14 and voltage generator 18, a sinusoidal voltage, the inputs of the comparator 15 is supplied with a sawtooth voltage generator 14 (4a 1), and the rectified voltage of the generator 18 (4a 2). As a result of comparing the two voltages, pulses appear at the output of the comparator 15 (Fig. 4b), the duration of which during the half-cycle changes according to the law of a sinusoid, in the middle of the half-cycle the pulse duration reaches its maximum value, and by the beginning and the end of the half-cycle it is minimal. Upon receipt of pulses from the direct and inverse outputs of the first inverter 21 to the first inputs of the elements 16 and 17 (Figs. 4c, 4d), and to the second inputs of their pulses from the comparator 15, the outputs 16 and 17 of the elements also receive pulses with a variable duration, varying in the law of the sinusoid (fig.4d, e).

Напряжение синусоидальной формы с выхода генератора 18 поступает через второй выпрямитель 22 на вход второго 24 инвертора, преобразуется на его первом (инверсном) и втором выходах в импульсы с периодом, равным периоду синусоидального напряжения (фиг.4ж, з).The voltage of the sinusoidal form from the output of the generator 18 is supplied through the second rectifier 22 to the input of the second 24 inverter, converted at its first (inverse) and second outputs into pulses with a period equal to the period of the sinusoidal voltage (Fig.4g, h).

Импульсы с блока 12 управления поступают на входы транзисторных ключей 1-4 в соответствии с приведенными на фиг.2а-г временными диаграммами.The pulses from the control unit 12 are supplied to the inputs of the transistor switches 1-4 in accordance with the timing diagrams shown in FIGS. 2a-d.

В течение интервала времени t0-tn происходит формирование положительной полуволны выходного синусоидального напряжения на конденсаторе 10.During the time interval t 0 -t n the formation of a positive half-wave of the output sinusoidal voltage across the capacitor 10.

В течение интервала времени t0-tn происходит формирование положительной полуволны выходного синусоидального напряжения на конденсаторе 10.During the time interval t 0 -t n the formation of a positive half-wave of the output sinusoidal voltage across the capacitor 10.

В течение всего интервала времени t0-tn третий 7 транзисторный ключ открыт (фиг.2в), а четвертый 8 транзисторный ключ закрыт (фиг.2г).During the entire time interval t 0 -t n, the third 7 transistor switch is open (Fig.2c), and the fourth 8 transistor switch is closed (Fig.2g).

В момент времени t0 в соответствии с поданными сигналами от блока 12 управления на управляющий вход первого 2 транзисторного ключа (фиг.2а) ключ 2 открывается. Ток течет от источника 1 через первую 411 первичную обмотку трансформатора 4, ключ 2 к общей шине 5. В соответствии с фазировкой обмоток на первой вторичной обмотке 421 трансформатора 4 появляется напряжение, пропорциональное напряжению источника питания и коэффициенту трансформации. Под действием этого напряжения через первый диод 61 выпрямительного моста 6, открытый ключ 7, первую 91 обмотку дросселя 9, конденсатор 10 и вторую 92 обмотку дросселя 9 протекает ток, который заряжает конденсатор 10 до некоторой величины напряжением положительной полярности.At time t 0 in accordance with the signals from the control unit 12 to the control input of the first 2 transistor switch (figa) key 2 is opened. The current flows from the source 1 through the first 4 11 primary winding of the transformer 4, the key 2 to the common bus 5. In accordance with the phasing of the windings on the first secondary winding 4 21 of the transformer 4 appears a voltage proportional to the voltage of the power source and the transformation ratio. Under the influence of this voltage, a current flows through the first diode 6 1 of the rectifier bridge 6, the open key 7, the first 9 1 winding of the inductor 9, the capacitor 10 and the second 9 2 winding of the inductor 9, which charges the capacitor 10 to a certain value with voltage of positive polarity.

В момент времени t1 первый 2 транзисторный ключ закрывается. При этом дроссель 9 будет являться источником тока. Ток дросселя 9 продолжает протекать по той же цепи и заряжать конденсатор 10.At time t 1, the first 2 transistor switch closes. In this case, the inductor 9 will be a current source. The current of the inductor 9 continues to flow along the same circuit and charge the capacitor 10.

В момент времени t2 открывается второй 3 транзисторный ключ (фиг.2б). Ток течет от источника 1 через вторую 412 первичную обмотку трансформатора 4, ключ 3 к общей шине 5. В соответствии с фазировкой обмоток на второй 422 вторичной обмотке трансформатора 4 появляется напряжение, пропорциональное напряжению источника питания и коэффициенту трансформации. Под действием этого напряжения через третий диод 63, открытый ключ 7, первую 91 обмотку дросселя 9, конденсатор 10 и вторую 92 обмотку дросселя 9 протекает ток, который продолжает заряжать конденсатор 10 напряжением положительной полярности.At time t 2 opens the second 3 transistor switch (Fig.2B). The current flows from the source 1 through the second 4 12 primary winding of the transformer 4, key 3 to the common bus 5. In accordance with the phasing of the windings on the second 4 22 secondary winding of the transformer 4, a voltage proportional to the voltage of the power source and the transformation ratio appears. Under the influence of this voltage, a current flows through the third diode 6 3 , the open key 7, the first 9 1 winding of the inductor 9, the capacitor 10 and the second 9 2 winding of the inductor 9, which continues to charge the capacitor 10 with a voltage of positive polarity.

В момент времени t3 второй 3 транзисторный ключ закрывается. При этом ток дросселя 9 продолжает протекать по той же цепи и заряжать конденсатор 10.At time t 3 the second 3 transistor switch is closed. In this case, the current of the inductor 9 continues to flow along the same circuit and charge the capacitor 10.

В момент времени t4 открывается транзисторный ключ 2 и процессы повторяются до наступления времени tn. При этом длительность открытого состояния транзисторных ключей 2 и 3 увеличивается в соответствии с алгоритмом формирования нарастающего участка синусоидального напряжения (фиг.2д).At time t 4 opens the transistor switch 2 and the processes are repeated until the time t n . The duration of the open state of the transistor switches 2 and 3 increases in accordance with the algorithm for the formation of the growing section of the sinusoidal voltage (fig.2d).

По достижении середины интервала времени t0-tn длительности открытого состояния транзисторных ключей 2 и 3 достигают максимального значения и далее до конца интервала уменьшаются в соответствии с алгоритмом формирования спадающего участка синусоидального напряжения.Upon reaching the middle of the time interval t 0 -t n the duration of the open state of the transistor switches 2 and 3 reach their maximum value and then decrease to the end of the interval in accordance with the algorithm for the formation of the falling section of the sinusoidal voltage.

В момент времени tn заканчивается этап формирования положительной полуволны выходного переменного (синусоидального) напряжения на конденсаторе 10.At time t n , the stage of forming a positive half-wave of the output alternating (sinusoidal) voltage across the capacitor 10 ends.

На интервале времени tn-tk происходит формирование отрицательной полуволны выходного переменного (синусоидального) напряжения на конденсаторе 10.On the time interval t n -t k the formation of a negative half-wave of the output alternating (sinusoidal) voltage across the capacitor 10.

При этом в течение всего интервала времени tn-tk четвертый 8 транзисторный ключ открыт (фиг.2г), а третий 7 транзисторный ключ закрыт (фиг.2в).At the same time, during the entire time interval t n -t k, the fourth 8 transistor switch is open (Fig. 2d), and the third 7 transistor switch is closed (Fig. 2c).

В момент времени tn транзисторный ключ 2 открывается. Ток течет от источника 1 через первичную 411 обмотку трансформатора 4, ключ 2 к общей шине 5. В соответствии с фазировкой обмоток на второй 422 вторичной обмотке трансформатора 4 появляется напряжение, пропорциональное напряжению источника 1 питания и коэффициенту трансформации. Под действием этого напряжения через вторую 92 обмотку дросселя 9, конденсатор 10, первую 91 обмотку дросселя 9, открытый ключ 8 и четвертый 64 диод выпрямительного моста 6 протекает ток, который заряжает конденсатор 10 до некоторой величины напряжением отрицательной полярности.At time t n, the transistor switch 2 opens. The current flows from the source 1 through the primary 4 11 winding of the transformer 4, the key 2 to the common bus 5. In accordance with the phasing of the windings on the second 4 22 secondary winding of the transformer 4 appears a voltage proportional to the voltage of the power source 1 and the transformation ratio. Under the influence of this voltage, a second current flows through the second 9 2 winding of the inductor 9, the capacitor 10, the first 9 1 winding of the inductor 9, the open key 8 and the fourth 6 4 diode of the rectifier bridge 6, which charges the capacitor 10 to a certain value with negative polarity voltage.

В момент времени t5 первый 2 транзисторный ключ закрывается. При этом дроссель 9 будет являться источником тока. Ток дросселя 9 продолжает протекать по той же цепи и заряжать конденсатор 10.At time t 5, the first 2 transistor switch is closed. In this case, the inductor 9 will be a current source. The current of the inductor 9 continues to flow along the same circuit and charge the capacitor 10.

В момент времени t6 второй 3 транзисторный ключ открывается. Ток течет от источника 1 через вторую 412 первичную обмотку трансформатора 4, транзисторный ключ 3 к общей шине 5. В соответствии с фазировкой обмоток на первой 421 вторичной обмотке трансформатора 4 появляется напряжение, пропорциональное напряжению источника 1 питания и коэффициенту трансформации. Под действием этого напряжения через вторую 92 обмотку дросселя 9, конденсатор 10, первую 91 обмотку дросселя 9, открытый ключ 8 и второй 62 диод выпрямительного моста 6 протекает ток, который продолжает заряжать конденсатор 10 напряжением отрицательной полярности.At time t 6 the second 3 transistor switch opens. Current flows from the source 1 through the second 4 12 primary winding of the transformer 4, the transistor switch 3 to the common bus 5. In accordance with the phasing of the windings, a voltage proportional to the voltage of the power supply 1 and the transformation ratio appears on the first 4 21 secondary winding of the transformer 4. Under the influence of this voltage, a current flows through the second 9 2 winding of the inductor 9, the capacitor 10, the first 9 1 winding of the inductor 9, the public key 8 and the second 6 2 diode of the rectifier bridge 6, which continues to charge the capacitor 10 with a voltage of negative polarity.

В момент времени t7 второй 3 транзисторный ключ закрывается. При этом ток дросселя 9 продолжает протекать по той же цепи и заряжать конденсатор 10.At time t 7, the second 3 transistor switch closes. In this case, the current of the inductor 9 continues to flow along the same circuit and charge the capacitor 10.

В момент времени t8 открывается первый 2 транзисторный ключ (фиг.2а) и процессы повторяются до наступления времени tk. При этом длительность открытого состояния транзисторных ключей 2 и 3 увеличивается в соответствии с алгоритмом формирования спадающего участка синусоидального напряжения.At time t 8 , the first 2 transistor switch is opened (Fig. 2a) and the processes are repeated until time t k . The duration of the open state of the transistor switches 2 and 3 increases in accordance with the algorithm for the formation of the falling section of the sinusoidal voltage.

По достижении середины интервала времени tn-tk длительность открытого состояния транзисторных ключей 2 и 3 достигает максимального значения и далее до конца интервала уменьшается в соответствии с алгоритмом формирования нарастающего участка синусоидального напряжения.Upon reaching the middle of the time interval t n -t k, the duration of the open state of the transistor switches 2 and 3 reaches its maximum value and then decreases to the end of the interval in accordance with the algorithm for generating an increasing section of the sinusoidal voltage.

В момент времени tk заканчивается этап формирования отрицательной полуволны выходного переменного (синусоидального) напряжения на конденсаторе 10 (фиг.2д).At time t k , the stage of formation of the negative half-wave of the output alternating (sinusoidal) voltage across the capacitor 10 (Fig.2d) ends.

Предложенное техническое решение позволяет отказаться от двухступенчатой системы преобразования и получить преобразование низкого постоянного напряжения в высокое переменное за одну ступень преобразования (объединено преобразование постоянного напряжения на высокой частоте и преобразование в переменное напряжение на частоте 50 Гц), что значительно повышает КПД устройства, кроме того, повышается надежность преобразователя (сокращается количество управляемых ключей и транзисторные ключи 7 и 8 работают на частоте 50 Гц), уменьшаются габариты его ввиду отсутствия конденсатора большой емкости.The proposed technical solution allows you to abandon the two-stage conversion system and get the conversion of low DC voltage to high AC in one conversion stage (combined conversion of DC voltage at high frequency and conversion to AC voltage at a frequency of 50 Hz), which significantly increases the efficiency of the device, in addition, the reliability of the converter increases (the number of controlled keys is reduced and transistor switches 7 and 8 operate at a frequency of 50 Hz), arity due to the lack of a large capacitor.

Claims (1)

Преобразователь постоянного напряжения в переменное, содержащий трансформатор, начало и конец первичной обмотки которого подключены соответственно к выходам первого и второго транзисторных ключей, входы которых объединены, управляющие входы их подключены соответственно к первому и второму выходам блока управления, вход преобразователя, подключенный к средней точке первичной обмотки трансформатора, вторичная обмотка которого подключена к входу выпрямительного моста, к первому выходу которого подключен выход третьего транзисторного ключа, вход которого подключен к выходу четвертого транзисторного ключа, управляющие входы третьего и четвертого транзисторных ключей подключены соответственно к третьему и четвертому выходам блока управления, а также конденсатор и общую шину, отличающийся тем, что введен двухобмоточный дроссель, первый вывод первой обмотки которого подключен к точке соединения входа третьего и выхода четвертого транзисторных ключей, вход последнего из которых подключен ко второму выходу выпрямительного моста, второй вывод первой обмотки двухобмоточного дросселя подключен к первому выходному выводу преобразователя, к первому выводу конденсатора, второй вывод которого подключен ко второму выходному выводу преобразователя и к первому выводу второй обмотки двухобмоточного дросселя, второй вывод которой подключен к средней точке вторичной обмотки трансформатора, при этом общая шина преобразователя подключена к объединенным входам первого и второго транзисторных ключей.A DC / AC converter containing a transformer, the beginning and end of the primary winding of which are connected respectively to the outputs of the first and second transistor switches, the inputs of which are combined, their control inputs are connected respectively to the first and second outputs of the control unit, the input of the converter connected to the midpoint of the primary transformer windings, the secondary winding of which is connected to the input of the rectifier bridge, to the first output of which the output of the third transistor is connected a key whose input is connected to the output of the fourth transistor key, the control inputs of the third and fourth transistor keys are connected respectively to the third and fourth outputs of the control unit, as well as a capacitor and a common bus, characterized in that a double-winding inductor is introduced, the first output of the first winding of which is connected to the connection point of the input of the third and the output of the fourth transistor switches, the input of the last of which is connected to the second output of the rectifier bridge, the second output of the first winding the other choke is connected to the first output terminal of the converter, to the first terminal of the capacitor, the second terminal of which is connected to the second output terminal of the converter and to the first terminal of the second winding of the double winding inductor, the second terminal of which is connected to the midpoint of the secondary winding of the transformer, while the common bus of the converter is connected to the combined inputs of the first and second transistor switches.
RU2003101129/09A 2003-01-16 2003-01-16 Dc-to-ac converter RU2234791C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003101129/09A RU2234791C1 (en) 2003-01-16 2003-01-16 Dc-to-ac converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003101129/09A RU2234791C1 (en) 2003-01-16 2003-01-16 Dc-to-ac converter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003101129A RU2003101129A (en) 2004-07-20
RU2234791C1 true RU2234791C1 (en) 2004-08-20

Family

ID=33413787

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003101129/09A RU2234791C1 (en) 2003-01-16 2003-01-16 Dc-to-ac converter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2234791C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2439648A (en) * 2006-06-29 2008-01-02 Enecys Ltd A DC to AC power converter
US7626834B2 (en) 2006-06-29 2009-12-01 Enecsys Limited Double ended converter with output synchronous rectifier and auxiliary input regulator
CN106849685A (en) * 2017-03-09 2017-06-13 王乾 A kind of emergent efficient generating apparatus and emergent efficient electric power generation method
RU197183U1 (en) * 2019-06-27 2020-04-08 Кирилл Владимирович Селиванов DC INVERSION DEVICE TO VARIABLE

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4706177A (en) * 1985-11-14 1987-11-10 Elliot Josephson DC-AC inverter with overload driving capability

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4706177A (en) * 1985-11-14 1987-11-10 Elliot Josephson DC-AC inverter with overload driving capability

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2439648A (en) * 2006-06-29 2008-01-02 Enecys Ltd A DC to AC power converter
US7626834B2 (en) 2006-06-29 2009-12-01 Enecsys Limited Double ended converter with output synchronous rectifier and auxiliary input regulator
GB2439648B (en) * 2006-06-29 2011-07-20 Enecys Ltd A DC to AC power converter
CN106849685A (en) * 2017-03-09 2017-06-13 王乾 A kind of emergent efficient generating apparatus and emergent efficient electric power generation method
RU197183U1 (en) * 2019-06-27 2020-04-08 Кирилл Владимирович Селиванов DC INVERSION DEVICE TO VARIABLE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0824425B2 (en) Power supply circuit for ozone generator
JPH07118915B2 (en) Resonant DC-DC converter
US4682266A (en) Ozonator power supply employing a current source inverter
JPH1155941A (en) DC / DC converter using piezoelectric transformer
US6671188B2 (en) Soft-switching power supply
JPH08228484A (en) Phase control smr converter
RU2234791C1 (en) Dc-to-ac converter
RU2215362C2 (en) Dc-to-ac voltage converter
JP2777892B2 (en) Resonant inverter type X-ray device
RU63994U1 (en) THREE-PHASE CURRENT INVERTER
RU2408968C1 (en) Cycloconverter/cycloinverter
JPH06292361A (en) Resonance-type dc-dc converter
RU2189689C1 (en) Inverter
RU2454781C2 (en) Two-directional down converter of alternating voltage to constant voltage
RU2004055C1 (en) Direct/alternate voltage converter
JPH0530680A (en) Rectifier power source
SU1695468A1 (en) Three-phase ac/dc voltage converter
RU2051467C1 (en) Adjustable ac-to-dc converter with sine-wave input current
RU19232U1 (en) DC CONVERTER TO AC VARIABLE ASYMMETRIC
SU1432684A1 (en) Arrangement for switching rectifiers of transformer-gate converter
SU1697233A2 (en) Independent current inverter
RU2234792C2 (en) Device for converting dc voltage into voltage of desired kind and frequency
JP2964839B2 (en) Power converter
RU2250551C2 (en) Method for direct conversion of supply mains voltage
SU1275701A1 (en) Transformer-thyristor frequency multiplier

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20060117