Инвертор напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питания. Цель изобретения - повышение надежности путем уменьшения мгновенной мощности, выделяемой на силовых транзисторах. Инвертор построен по полумостовой схеме на силовых транзисторах 8, 10 с времязадающим дросселем 52 и параллельным резонансным контуром с индуктивностью 13 и конденсаторами 43, 44. Для уменьшения мгновенной мощности, рассеиваемой силовыми транзисторами 8, 10 ускоряющие дроссели 35, 36 форсируют процесс включения силовых транзисторов. Вспомогательный трансформатор 50 и коммутирующие 17, 18 форсируют процесс выключения силовых транзисторов 8, 10. Индуктивность рассеяния силовых обмоток 2, 3 выходного трансформатора 1 и RCD-цепочки (резисторы 31, 32, конденсаторы 29, 30, диоды 33, 34) формируют режим безопасного переключения силовых транзисторов 8, 10. 1 ил.

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) (51)5 Н 02 М 7/5387

L ! !

J,.

1 е

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ы

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ rHHT СССР

1 (21) 4386914/24-07 (22) 17.12.87 (46) 30.03.90. Вюл. У 12 (71) Новосибирский электротехнический институт и Специализированное предприятие "Ремэнергомеханизация"

° (72) М.В.Семенов, 10.Е.Семенов и А.А.Иванов (53) 621.314.57(088,8) (56) Бас А.А. Миловздоров В.П., Мусолин А.К. Источники вторичного электропитания с бестрансформаторным входом, M.: Радио и связь, 1987, с. 53-44, рис. 2.175.

Авторское свидетельство СССР

У 1267567, кл. H 02 М 7/523, 984, (54) ИНВЕРТОР НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электро, технике и может быть использовано, во вторичных источниках питания.

Цель изобоетения — повышение надеж2, ности путем уменьшения мгновенной мощности, выделяемой на силовых транзисторах. Инвертор построен по полу-

: мостовой схеме на силовых транзисто, рах 8, 10 с времяэадающим .дросселем

52 и параллельным резонансным контуром с индуктивностью 13 и конденсаторами 43, 44. Для уменьшения мгновенной мощности, рассеиваемой силовыми транзисторами 8, 10 ускоряющие дроссели 35, 36 форсируют процесс включения силовых транзисторов, Вспомогательный трансформатор 50 и коммутирующие 17, 18 форсируют процесс выключения силовых транзисторов 8, 10. Индуктивность рассеяния силовых обмоток 2, 3 выходного трансформатора 1 и RCD-цепочки (резисторы 31, 32, конденсаторы 29, 30, диоды 33, 34) формируют режим безопасного переключения силовых транзисторов 8, 10. I ил.

1554097

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питания.

Цель изобретения — повышение на5 дежности путем уменьшения мгновенной мощности, выделяемой на силовых транзисторах.

На чертеже приведена электрическая схема инвертора, 1О

Полумостовой инвентор напряжения содержит выходной трансформатор 1 с пространственно разнесенными силовыми обмотками 2 и 3, одноименными вы@одами соединенными со средней точкой емкостного делителя, состоящего йз конденсаторов 4 и 5. Крайние точки делителя соединены с клеммами источника питания 6 и 7.

Второй вывод силовой обмотки 2

Соединен с эмиттером первого силового транзистора 8 и через рекуперационный диод 9 с клеммой 7 источника

Питания.

BToPoH BbIBoP, cHJIoBoA o6MoTKH 3 25 соединен с коллектором второго силового транзистора 10 и через рекуперационный диод ll с клеммой 6 источника питания. Коллектор силового транзистора 8 через вспомогательную 30 рбмотку 12 индуктивнасти 13 соединен с клеммой 6 источника питания. Эмиттер силового транзистора 10 через вспомогательную обмотку 14 соединен с клеммой 7 источника пит EIHH ° Базы силовых транзисторов 8 и 10 соеди35 йены соответственно с миттерами вспомогательных транзисторов 15 и 16, анодами коммутирующих диодов 17 и 18 и через шунтирующие резисторы 19 и

20 с эмиттерами этих транзисторов.

Базы вспомогательных транзисторов

15 и 16 соединены соответственно с катодами коммутирующих диодов 17 и 18, коллекторами коммутирующих транзис- 45 торов 21 и 22, с анодами фиксирующих диодов 23 и 24, катоды соединены с коллекторами силовых транзисторов 8 и

10, и через ограничительные резисторы 25 и 26 с обмотками положительной

50 обратной связи 27 и 28 силового трансформатора 1. Коллекторы силовых транзисторов 8 и 10 через конденсаторы

29 и 30 соединены соответственно с резисторами 31 и 32 и анодами диодов

33 и 34, катоды которых соединены с эмиттерами этих силовых транзисторов.

Конденсаторы 29 и 30, резисторы 31 ,и 32 и диоды 33 и 34 образуют формирующие РCD-цепьчки, ускоряющие дросселя 35 и 36 первыми выводами соединены соответственно с резисторами

31 и 32, отводами обмотки с эмитте— рами силовых транзисторов 8 и 10 а вторыми выводами через обмотки положительной обратной связи 27 и 28 с анодами выпрямительных диодов 37 и 38, катоды которых соединены соответственно с коллекторами вспомогательных транзисторов 15 и !6 и через фильтрующие конденсаторы 39 и 40 с эмиттерами силовых транзисторов 8 и 10.

Основная обмотка индуктивности !3 резонансного контура выполнена в виде двух магнитосвязанных обмоток 41 и

42, каждая из которых шунтирована конденсатором 43 (44) и резистором

45 (46) и одним концом соединена с эмиттером силового транзистора 8 (10), а вторым — через вспомогательный резистор 47 .(48) с базой коммутирующего транзистора 21 (22). Первая обмотка 49 вспомогательного трансформатора 50, шунтированная резистором 51, .включенная, между эмиттерами силового транзистора 8 и коммутирующего транзистора 21 через времязадающий дроссель 52 соединена с обмоткой отрицательной обратнои связи 53 выходного трансформатора 1. Вторая обмотка 54 трансформатора 50 включена между эмиттерами силового транзистора 10 и коммутирующего транзистора 22, Выходное напряжение снимается с обмотки

55 выходного трансформатора 1.

Инвертор работает следующим образом.

Предположим, что открыт силовой транзистор 8, К силовой обмотке 2 выходного трансформатора 1 с конденсатора 4 через вспомогательную обмотку 12 индуктивности 13 приложено напряжение, .равное половине напряжения с источника питания. Под действием напряжения с обмотки положительной обратной связи 27 через диод 37 на конденсаторе 39 поддерживается постоянное напряжение, а протекающий через ограничительный резистор 25 ток поддерживает открытым вспомогательный транзистор 15, эмиттерным током которого поддерживается открытое состояние силового транзистора

8. При уменьшении напряжения на коллекторе силового транзистора 8 фиксирующий диод 23 уменьшает ток базы вспомогательного транзистора 15, а

54097

5 15 следовательно, и ток базы силового транзистора 8, фиксируя степень насыщения последнего. Напряжение, снимаемое с обмотки отрицательной обратной связи 53, через резистор 51 прикладывается к времязадающему дросселю 52, перемагничивая последний, Силовой транзистор 10 закрыт под действием; отрицательного напряжения, снимаемого с обмотки положительной обратной связи 28 через ограничительный резистор 26 и коммутирующий диод 18. При насыщении времязадающего дросселя 52 напряжение с обмотки отрицательной обратной связи 53 прикладывается к резистору 51 и первой обмотке 49 вспомогательного трансформатора 50, Под действием этого напряжения через вспомогательный резистор 47, база-эмиттерный переход коммутирующего транзистора 21 и конденсатор 43 резонансного контура проте.кает ток, открывающий транзистор 21.

Отрицательное напряжение с обмотки отрицательной обратной связи 53 через насыщенный дроссель 52, открытый коммутирующий транзистор 21 и коммутирующий диод 17 прикладывается к база-эмиттерному переходу силового транзистора 8, закрывая последний.

Ток, протекающий через силовой транзистор 8, замыкается через конденсатор 29 и диод 33 RCD-цепочки. Конденсатор 28 заряжается до величины напряжения источника питания под действием тока в индуктивности рассе.яния силовой обмотки 2 и далее этот ток замыкается через рекуперационный диод 9, При открытом силовом транзисторе 8 конденсатор 30 заряжен до величины напряжения источника питания.

При уменьшении тока в силовой обмотке 2 уменьшается наводимая ЭДС самоиндукции на силовой обмотке 3, которая через конденсатор 30 и резистор

32 прикладывается к первой половине обмотки ускоряющего дросселя 36, а наведенное во второй половине обмотки дросселя 36 напряжение — через обмотку положительной обратной связи

28 и ограничительный резистор 26 открывает вспомогательный транзистор

16, а последний — силовой транзистор

10, Силовой транзистор 10 под действием положительной обратной связи, через конденсатор 30, резистор 32 обмотки, дросселя 36, обмотку положительной обратной связи 28, резистор

26 полностью открывается. К силовой обмотке 3 через открытый транзистор

10, вспомогательную обмотку 14 с конденсатора 5 прикладывается напряжение, равное половине напряжения источника питания, Процесс повторяется, но в отличие от предыдущего такта напряжение на обмотке отрицательной обратной связи 53 меняет полярность, перемагничивая времязадающий дроссель 52 в противоположном направлении. При насыщении дросселя 52 напряжение на резисторе 51 является запирающим для коммутирующего транзистора 21, а снимаемое со второй обмотки 24 вспомогательного трансформатора

50 напряжение является отпирающим для коммутирующ го транзистора 22, Под действием токов силовых транэис— торов, протекающих через вспомогательные обмотки 12 и 14 индуктивности

13 резонансного контура, на основных обмотках 41 и 42.этой индуктивности выделяется сигнал, пропорциональный разности этих токов, с помощью которого корректируется момент включения коммутирующих транзисторов

2l и 22, а следовательно, и момент выключения силовых транзисторов 8 и

10, что позволяет выравнять амплитуды токов в силовых обмотках 23 и соответственно устранить подмагничивание сердечника выходного трансформатора 1.

В устройстве ускоряющие дросселя формируют процесс включения силовых транзисторов, вспомагательный."трансформатор и коммутирующий диод форсируют проиес выключения силовых транзисторов, а индуктивности рассеяния силовых обмоток выходного трансформатора и КС0-цепочки формируют режим безопасного переключения силовых транзисторов, что уменьшает мгновенную мощность, выделяемую на силовых транзисторах и соответственно повышает надежность инвертора.

Фо р мул а и з об р е те ния

Инвертор напряжения, содержащий двухтактный силовой каскад с силовы.ми транзисторами и выходным трансформатором, имеющим две силовые обмотки, обмотки положительной и от,рицательной обратной связи, коммутирующие транзисторы, времязадающий дросеель, ограничительные резисторы и параллельный резонансный контур с

15540

Составитель В.Хандогин

Редактор И. Сегляник Техред А. Кравчук Корректор А. Обручар

Заказ 463 Тираж 497 Подписное

ВНИИПИ Государственного комйтета по изобретениям и открытиям при ГКНТ (tCP

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб;, д. 4П

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðoä, ул. Гагарина,101 индуктивностью, содержащей основную обмотку, и конденсатор, шунтированный резистором, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности путем уменьшения мгновенной мощности, выделяемой на силовых транзисторах, в него введены два вспомогательных транзистора, выпрямительные диоды, фильтрующие конденсаторы, два фиксирующих диода, два коммутирующих диода, два рекуперационных диода,.две RCD-цепочки с ускоряющими дросселями и вспомогательный трансформатор, причем силовой каскад выполнен по полумостовой схеме, а силовые обмотки выходного трансформатора пространственно разнесены, причем их первые одноименные выводы соединены со средней точкой емкостно- щ го делителя силового каскада, крайние точки которого подключены к входным выводам и через вспомогательные обмотки индуктивности параллельного резонансного контура — к коллектору первого силового транзистора и эмиттеру второго силового транзистора соответственно, эмиттер и коллектор этих транзисторов соответственно соединены с другими одноименными вывода-,30 ми силовых обмоток выходного трансформатора .и через рекуперационные диоды — с входными выводами, а основная обмотка индуктивности резонансного контура выполнена в виде двух 35 магнитосвязанных обмоток, каждая из которых шунтирована соответствующими резистором и конденсатором, и одним

97 8

1 выводом соединена с эмиттером каждого из силовых. транзисторов, а другим через вспомогательный резистор — с базой коммутирующего транзистора, коллектор которого соединен с базой вспомогательного транзистора, катодом коммутирующего диода, первым выводом ограничительного резистора и анодом фиксирующего диода, и через шунтирующий резистор — с эмиттером силового транзистора, с которым соединен катод диода RCD-цепочки, анод которого через конденсатор соединен с коллектором силового транзистора и через резистор этой же цепочI ки — с первым выводом обмотки ускоряющего дросселя, отвод обмотки которого соединен с эмиттером силового транзистора, второй вывод через обмотку положительной обратной связи— с вторым выводом ограничительного резистора и анодом выпрямительного диода, катод которого соединен с коллектором вспомогательного транзистора и через фильтрующий конденсатор— с эмгттерои силового транзистора, причем обмотка отрицательной обратной связи одним выводом соединена с эмиттером первого силового транзистора, а другим через времязадающий дроссель — с эмиттером первого коммутирующего транзистора и первой обмоткой вспомогательноro трансформатора, шунтированной резистором, а вторая обмотка этого трансформатора включена между эмиттерами вторых силового и коммутирующего транзисторов.