Транзисторный инвертор тока

 

ТРАНЗИСТОРНЫЙ ИНВЕРТОР ТОКА , содержащий дроссель, включенный последовательно в цепь питания инвертора , выходной трансформатор и. по меньшей мере два полумоста, в плечах которых включены транзисторы, шунтированные обратными диодами, и дополнительные цепи для формирова ГгГГ . -f-iH Ч ниятраектории переключения транзисторов , отличающи-йся тем, что, с целью увеличения КПД и повышения надежности, указанные.дополнительные цепи, число которых равно числу полумостов, содержат по три ветви, соединенные в звезду, при этом первая ветвь каждой из цепей содержит зарядньй диод, вторая ветвь - шунтирующий конденсатор, третья ветвь - последовательно соединенные реактор, разрядньш диод и дополнительную обмотку выходного трансформатора, причем у каждой дос SS полнительной цепи внешний вьшод первой ветви соединен с общей точкой транзисторов соответствуюш;его полумоста , внешний вывод.второй ветви с одним входным выводом, а внешний вывод третьей ветви - с другим входным вьюодом.

ССНОЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (si)4 Н 02 M 7 5375

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3729061/24-07 (22) 20. 04. 84 (46) 30.09.85. Бюл. Р 36 (72) В .А.Баймулкин, Г.А.Белов и С.А.Кузьмин (71) Чувашский государственный университет им.И.Н.Ульянова (53) 621. 314. 58 (088. 8) (56) Патент США N 4300191, кл. Н 02 Р 13/22, 1980.

Авторское свидетельство СССР

Р 509960, кл. Н 02 М 3В15, 1974. (54)(57) ТРАНЗИСТОРНЫЙ ИНВЕРТОР ТОКА, содержащий дроссель, включенный последовательно в цепь питания инвертора, выходной трансформатор и. по меньшей мере два полумоста, в плечах которых включены транзисторы, шунтированные обратными диодами, и дополнительные цепи для формирования.траектории переключения транзисторов, отличающийся тем, что, с целью увеличения КПД и повышения надежности, указанные дополнительные цепи, число которых равно числу полумостов, содержат по три ветви, соединенные в звезду, при этом первая ветвь каждой из цепей содержит зарядный диод, вторая ветвь — шунтирующий конденсатор, третья ветвь — последовательно соединенные реактор, разрядный диод и дополнительную обмотку выходного трансформатора, причем у каждой дополнительной цепи внешний вывод первой ветви соединен с общей точкой транзисторов соответствующего полумоста, внешний вывод, второй ветви— с одним входным выводом, а внешний вывод третьей ветви — с другим вход. ным выводом.

118261

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть ис польэовано в источниках вторичного электропитания.

Цель изобретения — увеличение КПД 5 за счет возврата в источник питания энергии, накапливаемой в реаКтивных элементах дополнительных цепей, и повышение надежности инвертора путем обеспечения благоприятной траектории переключения транзисторов.

На фиг.1 представлена схема транзисторного инвертора тока; на фиг.2 кривые токов и напряжений в инверторе. 15

Транзисторный инвертор тока содержит два лолумоста, в плечах ко I орых пключены транзисторы 1-4 заUl) í ïlpîèàHíèå обратными диодами 5-8.

В диагональ моста включена первичная ?О обмотка 9 выходного трансформатора

10, к вторичной обмотке 11 которого подключена выходная цепь 1 2 инвертора, которая содержит выпрямитель 13, нагрузку 14 с фильтрующим конденсато->5 ром 15 Последовательно в шину питания инвертора включен дроссель 16.

Дополнительные цепи для формирования траектории переключения транзисторов

17 и 18 содержат по три ветви, сое- ЗО диненные в звезду. При этом первая ветвь каждой из цепей 17 и 18 содержит зарядный диод 19, вторая ветвь содержит шунтирующий конденсатор 20 и третья ветвь последовательно сое- З5 диненные реактор 21, разрядный диод

22 и дополнительную обмотку 23 выходного трансформатора 10. У каждой дополнительной цепи внешний вывод первои ветви соединен с общей точкой 4р транзисторов соответствующего полумоста, внешний вывод второй ветви соединен с первым входным выводом 24, а внешний вывод третьей ветви — с другим входным выводом 25. 45

Инвертор работает следующим образом.

Ток дросселя 16 i p (фиг.2) протекает попеременно через транзис.торы

1,4 и 2,3, Работа устройства рассмат-50 ривается на примере полумоста, содержащего транзисторы 1 и 2. В исходном состоянии до момента to открыты транзисторы 2 и 3. Конденсатор 20 разряжен. 55

В момент меняется полярность управляющего сигнала на базах транэ ис торов . На последующем интервале

5 2, 4„) все транзисторы включены иэ-за рассасывания в ранее открытых транзисторах. Для этого интервала характерно нарастание тока дросселя р под действием напряжения питания U и спад до нуля тока iTP, в индуктивности рассеяния трансформатора под действием напряжения на нагрузке U н

В момент „ запираются транзисторы 2 и 3. На следующем интервале (6

1) ) ток дросселя р протекает через открытый транзистор 1, зарядный диод 19, конденсатор 20 и заряжает его. Поэтому нарастание напряжения на конденсаторе 20, а значит и напряжений ()„, 0к на транзисторах 2 и

3, происходит с задержкой по отношению к спаду тока через эти транзисторы. Этим обеспечивается благоприятная траектория выключения транзисторов 2 и 3 и уменьшение динамических потерь в этих транзисторах. Важно заметить, что одна зарядная цепь (конденсатор 20 и диод 19) обслуживает два транзистора (2 и 3). Такое состояние схемы продолжается до момента, когда напряжение на конденсаторе 20 (и, очевидно, на обмотке 9) достигает напряжения на нагрузке, приведенного к первичной обмотке LL

В момент 1 открываются диоды выпрямителя 13, начинается рост тока в цепи первичной обмотки 9 трансформатора. После этого момента ток

1рр перераспределяется между конденсатором 20 и первичной обмоткой трансформатора. В момент закан— чивается заряд конденсатора 20. В этот момент закрывается диод 19 и напряжение на конденсаторе 20 максимально и равно

На последующих интервалах (1э, 4q) и (t.4, k5-) т.е. до момента когда происходит очередное переключение транзисторов .в плечах моста, происходит частичный разряд конденсатора 20, не имеющий принципиального характера. Этот разряд происходит по цепи разрядного диода

22, а также через проводимость утечки диода 19.

На интервале (45, tg) происходит рекуперация энергии, запасенной в шунтирующем конденсаторе 20, в источник питания. Начиная с момента открыты транзисторы 2 и 3 а

1 транзисторы 1 и 4 закрыты. Дополни-, l8

Диг.1 з,1 тельная цепь 18 обеспечивает задержанное нарастание напряжения на транзисторах 1 и 4. Процессы в этой цепи аналогичны рассмотренным. Напряжение U на первичной обмотке 9 Р 1 имеет полярйость, указанную на фиг.1 без скобок. Конденсатор 20 оказывается подключенным через разрядный диод 22 и реактор 21 к противоЭДС

0„ — 0„ и (где U+>„ — напряжение на дополнительной обмотке 23 трансформатора). Происходит основной разряд конденсатора 20. Этот разряд является колебательным, напряжение на конденсаторе спадает по косинусоидальному закону, а ток разряда имеет синусоидальную форму °

182615 4

Для данной схемы целесообразно выбирать напряжение на дополнительной обмотке Ц и таким образом, чтобы выполнялось условие U - 0, „„ 4 1/2 со (д "с.о напряж конденсаторе к моменту начала разряда). В этом случае наблюдается полный разряд конденсатора. Длительность интервала рекуперации (<<, 4< ) опре10 деляется параметрами конденсатора 20 и реактора 21. После того, как напряжение достигнет нуля в момент остаточная энергия в реакторе 21 возвращается в источник питания током

15 i, протекающим по цепи: разрядный дйод 22, зарядный диод 19, обратный диод 6.

Далее процессы повторяются.

Составитель Т.Ершова

Редактор И.Ковальчук Техред М.Кузьма Корректор Е. Сирохман

Заказ 6117/53 Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент", г.Ужгород, ул.Проектная,