При питании от однофазной сети мощность ВИП ограничена лишь допустимой нагрузкой на одну фазу, а при питании ВИП от трехфазной сети выходная мощность лимитируется только предельными параметрами силовых высокочастотных транзисторов инвертора.
В известных ВИП, содержащих обычно сетевой блок питания в виде диодно-тиристорного моста и транзисторный инвертор, нагруженный на согласующий силовой трансформатор, упомянутый инвертор выполняется по однотактной схеме [1].
При этом согласующий силовой трансформатор работает на частной петле гистерезиса, что, естественно, приводит к увеличению его габаритов, необходимости воздушного зазора в сердечнике, росту потерь холостого хода.
В маломощных ВИП (аудио, видеоаппаратура) упомянутые недостатки не имеют существенного значения, и применение однотактных инверторов представляется вполне оправданным, однако в ВИП большой мощности (например, в аппаратах электродуговой сварки), двухтактный инвертор предпочтительней.
В известных ВИП с двухтактными инверторами симметрия выходного напряжения инвертора обеспечивается либо применением полумостовой схемы (Half-Bridge) с двумя коммутирующими конденсаторами в плечах моста, либо инвертор выполняется по мостовой схеме, а последовательно с нагрузкой (т.е. первичной обмоткой согласующего трансформатора) включают конденсатор.
В обоих приведенных вариантах наличие конденсаторов в силовой цепи делает нелинейными внешние характеристики ВИП, что, например, удобно при нагрузке типа «сварка в воздухе» (постоянная мощность в дуге), однако неприемлемо для нагрузок, требующих линейных и жестких внешних характеристик: сварка в СО2 или в аргоне.
Кроме того, в мостовой схеме с последовательным конденсатором возможна «накачка» энергии, что требует подключения устройств «сброса» энергии [2] и усложняет схему ВИП.
Именно перечисленными обстоятельствами объясняется тот факт, что, несмотря на очевидные энергетические преимущества, двухтактные схемы инверторов не получили в промышленных ВИП практического применения.
Предлагается принципиально новый метод построения схемы двухтактного мостового инвертора в составе ВИП, обеспечивающий отсутствие асимметрии напряжения на выходе инвертора без применения конденсаторов в силовой цепи [3].
ВИП имеет линейные жесткие внешние характеристики, что облегчает построение замкнутой САР для любых нагрузок; согласующий трансформатор используется на полной петле гистерезиса, т.е. более эффективно, чем в известных однотактных инверторах, а его массо-габаритные показатели и потери холостого хода уменьшены в 2÷4 раза по сравнению с известными ВИП.
Сущность предложенного способа состоит в том, что в выходную диагональ мостового транзисторного инвертора параллельно нагрузке, т.е. согласующему трансформатору, включен датчик постоянной составляющей напряжения в виде последовательной R-C цепочки. К выходу датчика, т.е. к обкладкам конденсатора, подключен вход интегратора. В свою очередь выход интегратора связан с одним из входов широтно-импульсного модулятора, управляющего напряжением инвертора (как и во всех «классических» схемах инверторов). Таким образом, в предложенном ВИП задействована отрицательная обратная связь по постоянной составляющей выходного напряжения инвертора. Поскольку в петле обратной связи имеется интегратор, установившаяся ошибка равна нулю (САР - астатическая). Постоянная составляющая, соответственно, равна нулю, что и позволяет эффективно использовать двухтактную мостовую схему инвертора и получить упомянутые выше положительные результаты.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- Transpoket - Австрия, каталог 1995-96 г., «ДС-200 AL -Texнотрон» - Россия.
- Однофазный мостовой транзисторный инвертор. Пат. России RU 2216093, опубл. 10.11.2003 Бюл. № 31, авторы Магазинник Л.Т., Магазинник Г.Г., Шингаров В.П. Ульяновский гос. тех. университет.
- Мостовой инвертор. Пат. № 2223590, Россия. Ульяновский гос. тех. университет. Авторы: Магазинник Л.Т. и Магазинник А.Г. Опубл. 10.02.2004. Бюл. № 4.
Библиографическая ссылка
Магазинник Л.Т. ВТОРИЧНЫЕ ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ С ДВУХТАКТНЫМИ ИНВЕРТОРАМИ // Современные наукоемкие технологии. – 2004. – № 5. – С. 29-30;URL: https://top-technologies.ru/ru/article/view?id=21940 (дата обращения: 21.11.2024).