Транзисторный инвертор

 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания. Цель изобретения - уменьшение массы и габаритов путем упрощения. Инвертор содержит два полумоста на транзисторах 1 - 4, выходной трансформатор 6, выходную цепь 12 -гГГ грггг 8, дроссель 12, дополнительные цепи 13 и 14, выполненные на диодах 15 и 17 и шунтирующем конденсаторе 16. Введение обмотки 18, вспомогательного дросселя 19 и их подключение обеспечивает уменьшение количества вспо могательных дросселей и упрощение устройства. Благодаря дополнительной цепи 13 нарастание напряжения на конденсаторе 16, а, следовательно , и напряжений на транзисторах 2 и 3 происходит с задержкой по отношению к спаду тока через эти транзисторы . Этим обеспечивается уменьшение динамических потерь на транзисторах . В момент разряда конденсатора , которьй происходит по косинусоидальному закону, ток в вспомогательном дросселе имеет синусоидальную форму и после достижения нулевого значения передается в нагрузку . 2 ил. СЛ С --Ч со СО со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСОУБЛИН . (19) (И) А1 (5й) 4 Н 02 M 7 5375

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(К ASTQPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3972679/24-07 (22) 04. 11.85 (46) 15.03.87. Бюл. Ф 10 (71) Чувашский государственный университет им. И.Н.Ульянова (72). Г.А.Белов и В.А.Баймулкин (53) 621.314.57(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 509960, кл. Н 02 M 3/315, 1972.

Авторское свидетельство CGA

Р 1182615, кл. Н 02 М 7/5375, 1984.

Авторское свидетельство СССР

Р 1037393, кл. Н 02 N 7/$37, 1983. (54) ТРАНЗИСТОРНЫЙ ИНВЕРТОР (57) Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в источниках вторично:го электропитания. Цель изобретенияуменьшение массы и габаритов путем упрощения. Инвертор содержит два полумоста на транзисторах 1 — 4, выходной трансформатор 6, выходную цепь

8, дроссвль 12, дополнительные цепи

13 и f4, выполненные на диодах 15 и 17 и шунтирующем конденсаторе 16.

Введение обмотки 18, вспомогательного дросселя 19 и их подключение о6еrneemaer eesmezae количества вспо. могателъных дросселей и упрощение устройства. Благодаря дополнительной цепи 13 нарастание напряжения на конденсаторе 16, а, следовательно, и напряжений на транзисторах 2 и 3 происходит с задержкой по отношению к спаду тока через зти транзисторы. Этим обеспечивается уменьшение динамических потерь на транзисторах. В момент разряда конденсатора, который происходит по косинусоидальному закону, ток в вспомогательном дросселе имеет синусоидальную форму и после достижения нуле" ного значения передается в нагрузку. 2 ил.

12971

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

Целью изобретения является умень- 5 шение массы и габаритов путем упрощения схемы.

На фиг.1 представлена схема пред- . лагаемого транзисторного инвертора; на фиг.2 — диаграммы токов и напря- 10 жений в инверторе.

Транзисторный инвертор (фиг.1) содержит два полумоста, в плечах которых включены транзисторы 1 — 4.

В диагональ моста включена первичная обмотка 5 выходного трансформатора

6, к вторичной обмотке 7 которого подключена выходная цепь 8 инвертора, содержащая выпрямитель 9, нагрузку 10 со сглаживающим конденсатором

11. Последовательно в цепь питания инвертора включен основной дроссель

12. Дополнительные цепи 13 и 14 со— держат по три ветви, соединенные в звезду, При этом первая ветвь каждой

25 из цепей 13 и 14 содержит зарядный диод 15, вторая ветвь содержит шунтирующий конденсатор 16 и третья ветвьразрядный диод t7. У каждой дополнительной цепи внешний вывод первой ветви соединен с общей точкой транзисторов соответствующего полумоста, внешний вывод второй ветви соединен с общей точкой соединения полумостов, а между внешними выводами тре- 35 тьих ветвей дополнительных цепей 13 и 14 включена дополнительная обмотка 18 выходного трансформатора б.

Вспомогательный дроссель 19 подключен между отводом от средне-, точки 40 дополнительной обмотки 18 выходного трансформатора 6 и одним из выводов основного дросселя.

Один из вариантов подключения вспомогательного дросселя 19 показан на фиг.1 штриховой линией.

На диаграммах токов и напряжений, представленных на фиг.2, индексы соответствуют элементам схемы.

Инвертор работает следующим образом.

Ток дросселя 12 i<< (фиг.2) протекает попеременно через транзисторы 1, 4 и 2, 3. Работу устройства рас смотрим на примере полумоста, содержащем транзисторы 1 и 2. В исходном состоянии до момента о открыты тран99

2 зисторы 2 и 3. Конденсатор 16 разряжен.

В момент t, меняется полярность управляющего сигнала на базах транзисторов. На последующем интервале

t и t < все транзисторы включены изза рассасывания в ранее открытых транс— зисторах,Для этого интервала характерны нарастание тока дросселя 12 х под действием напряжения питания U ц спад до нуля тока в индуктивности рассеяния трансформатора под действием напряжения на нагруз1 ке U„.

В момент времени t, запираются транзисторы 2 и 3 и открываются транзисторы 1 и 4, пропуская ток i« . На спедующем интервале t„ и t ток дросселя 12 i протекает через открытый транзистор I, зарядный диод 15 конденсатор 16, и заряжает его. Нарастание напряжения Бс< на конденсаторе

16, а значит и напряжений Б„ и U„ на транзисторах 2 и 3 происходит с задержкой по отношению к спаду тока i„ i„ через эти транзисторы.

Этим обеспечивается благоприятная траектория выключения транзисторов

2 и 3 и уменьшение динамических потерь в этих транзисторах. Такое состояние схемы продолжается до момента времени t<, когда напряжение на конденсаторе 16 (на обмотке 5 трансформатора 6) достигает напряжения на нагрузке, приведенного к первичной обмотке Б,<.

В момент времени t открываются диоды выпрямителя 9 и начинается рост тока i p< в цепи первичной обмотки 5 выходного трансформатора б.

После этого момента ток дросселя 12 перераспределяется между конденсатором 16 и первичной обмоткой 5 транc<Úoðìàòîðà 6., В момент времени t > заканчивается заряд конденсатора 16, закрывается диод 15 и напряжение на конденсаторе 16 максимально и равно

Uc,макс °

На следующих интервалах, t4 и

v.е. до момента времени е когда происходит очередное переключение транзисторов в плечах моста, происходит частичный разряд конденсатора 16, не имеющий принципиального характера. Этот разряд происходит по цепи разрядного диода 17, а также через проводимость утечки диода 15.

12971

На интервалах t< и tz происходит рекуперация энергий, запасенной в шунтирующем конденсаторе 16, в нагрузку. Начиная с момента времени открыты транзисторы 2 и 3, а транзисторы 1 и 4 закрыты. Напряжение Б, на первичной обмотке 5 и на тр дополнительной обмотке 18 выходного трансформатора 6 имеют полярность, укаэанную на фиг. 1 без скобок. Кон- 10 денсатор 16 оказывается подключенным через разрядный диод 17 и вспомогательный дроссель 19 и противо-ЭДС

1/2 Uд „(где U „— напряжение на дополнительной обмотке 18 транс- 15 форматора 6). Происходит основной разряд конденсатора 16. Этот разряд является колебательным, напряжение на конденсаторе 16 спадает по конусоидальному закону, а ток разряда (рекуперации) 1 „, протекающий во вспомогательном дросселе. 19, имеет синусоидальную форму. После того, как напряжение на конденсаторе 16

25 достигает нуля в момент времени tg, остаточная энергия во вспомогательном дросселе 19 передается в нагрузку током 1 „, протекающим по цепи: транзистор 3 — обмотка 5 трансформатора 6 — зарядный диод 15 — разряд- З0 ный диод 17 — половина обмотки 18 трансформатора 6.

Дополнительная цепь 14 обеспечивает нарастание напряжения на транзисторах 1 и 4. Процессы в этой цепи аналогичны рассмотренным. В инверторе, когда вспомогательный дроссель ,19 включен между отводом от дополнительной обмотки 18 трансформатора 6 и входным выводом, принципиальной разницы в процессах по сравнению с рассмотренными нет. В этом случае разряд шунтирующих конденсаторов лроисходит в источник питания инвер1 45 тора.

Для данных схем числа витков обмоток S и 18 трансформатора 6 целесообразно выбирать равными. При этом

«1 — 1/2 Удоо = Пн — 1/2 Uн н

l 1

1/2 U с — Псо (где Uc î — напряжение на шунтирующих конденсаторах к моменту начала разряда). В этом

99 4 случае наблюдается полный разряд шунтирующих конденсаторов. Длительность интервалов рекуперации энергии шунтирующих конденсаторов определяется параметрами конденсаторов и вспомогательного дросселя.

Таким образом, в предлагаемом инверторе уменьшено количество вспомогательных дросселей, т.е. схема устройства упрощена, при этом масса и габариты одного вспомогательного дросселя уменьшены по отношению к известному устройству с двумя вспомогательными дросселями примерно в 1,3 раза.

Формула изобретения

Транзисторный инвертор, содержащий два полумоста, в плечах которых включены транзисторы, выходной трансформатор с дополнительной обмоткой, первичная обмотка которого подключена к общим точкам соединения транзисторов полумостов, основ..ой дроссель, первый вывод которого подсоединен к положительному выводу источника пита" ния, а второй — к одной общей точке соединения полумостов, и две дополнительные цепи для формирования траектории переключения транзисторов, состоящие из трех соединенных в звезду ветвей, первая из которых содержит зарядный диод и присоединеча внешним выводом к общей точке соединения транзисторов соответствующего полумоста, вторая ветвь содержит шунтиру1ощий конденсатор и присоединена внешним выводом к другой общей точке соединения полумостов, третья ветвь содержит разрядный диод, и вспомогательный дроссель, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью уменьшения массы и габаритов путем упрощения схемы, дополнительная обмотка выходного трансформатора снабжена отводом от средней точки и подключена между внешними выводами третьих ветвей дополнительных цепей, а вспомогательный дроссель включен между отводом от средней точки дополнительной обмотки выходного трансформатора и одним из выводов основного дросселя.

1297199

Игр

Lfp

Составитель И.Войтович

Редактор Ю.Середа Техред Л.Сердюкова Корректор Л.Пилипенко

Тираж 661, Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 792/59

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная,4