Многоуровневые инверторы

В последние годы разработано значительное количество схем, позволяющих решить две основные задачи преобразовательной техники:

□ улучшить гармонический состав выходного напряжения;

□ увеличить максимальное выходное напряжение.

К наиболее интересным схемотехническим решениям можно отнести многоуровневые автономные инверторы.

Идею построения и управления многоуровневым инвертором рассмотрим на примере однофазного одноплечевого инвертора, изображённого на рис. 5.25.

Рис. 5.25. Одноплечевой трёхуровневый инвертор

Такой инвертор запитывается от источника со средней точкой. Роль делителя напряжения обычно выполняют конденсаторы. Сам инвертор содержит четыре последовательно включённых транзистора с обратными диодами. Схема

300 Электронные аппараты

дополняется двумя фиксирующими диодами (Clamped diode CD1, CD2). Способ управления транзисторами инвертора поясняет рис. 5.11.

Схема управления строится аналогично рассмотренной ранее рис. 4.12 а схеме управления мостовым ШИП.

При положительной полуволне модулирующего напряжения транзистор VT3 включён, транзистор VT1 выключен, а транзисторы VT2, VT4 переключаются в моменты равенства модулирующего (синусоидального) и пилообразного напряжения несущей частоты. При отрицательной полуволне модулирующего напряжения переключаются транзисторы VT1, VT3, транзистор VT2 включён, а транзистор VT4 выключен. Выходное напряжение инвертора показано на рис. 5.26. Такой инвертор называется трёхуровневым. Спектр одноплечевого трёхуровневого инвертора представлен на рис. 5.27. Способ

Рис. 5.26. Выходное напряжение трёхуровневого инвертора

Рис. 5.27. Спектр выходного напряжения трёхуровневого

инвертора

Автономные инверторы 301

управления пятиуровневым инвертором и его выходное напряжение представлены на рис. 5.28 а, б. При построении трёхфазного инвертора используются три однофазных, каждый из которых управляется от отдельной схемы управления. При этом модулирующие входные напряжения сдвинуты друг относительно друга на 120 градусов.

Рис. 5.28. Алгоритм управления (а), напряжение и ток

нагрузки (б) пятиуровневого инвертора