Однотактный инвертор

 

Использование: в источниках вторичного электропитания. Сущность изобретения: устр-во содержит входной дроссель 1, силовой транзистор 2, разделительный конденсатор 5 и выходной трансформатор 3. При переключении силового транзистора на первичной обмотке 4 через разделительный конденсатор 5 наводится прямоугольное переменное напряжение. При выключении силового транзистора ток входного дросселя ответвляется через диод 10 в конденсатор 11 и выключение силового транзистора происходит при минимальном напряжении на коллекторе. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 02 М 3/335

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1598088 (21) 4787725/07 (22) 01,02.90 (46) 30,05.92. Бюл. № 20 (71) Винницкое производственное объединение "Маяк" (72) С.4.Рудык, В.Е.Турчанинов, А.Ю,Воробьев и С.В.Корнеев (53) 314,621,058 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1598088, кл, Н 02 М 7/537, 20.08.87.

„„ / „„1737663 А2 (54) 04НОТАКТНЫЙ ИНВЕРТОР (57) Использование: в источниках вторичного электропитания. Сущность изобретения: устр-во содержит входной дроссель 1, силовой транзистор 2, разделительный конденсатор 5 и выходной трансформатор 3. При переключении силового транзистора на первичной обмотке 4 через разделительный конденсатор 5 наводится прямоугольное переменное напряжение, При выключении силового транзистора ток .входного дросселя ответвляется через диод 10 в кондейсатор

11 и выключение силового транзистора происходит при минимальном напряжении на коллекторе. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

1737663

50

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания, автоматики и электропривода.

Известен однотактный инвертор, содержащий входной дроссель, соединенный первым выводом с первым входным выводом инвертора, а вторым выводом через силовой транзистор — с вторым входным выводом инвертора, параллельно силовому транзистору включены последовательно соединенные разделительный конденсатор и первичная обмотка выходного трансформатора, вторичная обмотка которого подключена к выходным выводам инвертора, фиксирующий диод, включенный между точкой соединения разделительного конденсатора с первичной обмоткой выходного трансформатора и первым входным выводом инвертора в направлении проводимости, встречном по отношению направлению проводимости силового транзистора.

Недостатком известного инвертора является пониженная надежность, обусловленная большими потерями в силовом транзисторе, выделяемыми при переключении, а также неблагоприятной формой траектории переключения силового транзистора.

Целью изобретения является повышение надежности путем уменьшения динамических потерь в силовом транзисторе.

Поставленная цель достигается тем, что в однотактный инвертор введены дополнительная обмотка входного дросселя, токоограничительный элемент и последовательная цепь из диода и конденсатора, свободный вывод диода которой присоединен к коллектору силового транзистора, точка соединения диода и конденсатора соединена через последовательно соединенные токоограничительный элемент и дополнительную обмотку входного дросселя с первым выводом входного дросселя, а свободный вывод конденсатора подключен к второму входному выводу. При этом число витков дополнительной обмотки равно числу витков основной обмотки входного дросселя.

В качестве токоограничительного элемента может быть использован резистор.

На фиг. 1 изображена схема однотактного инвертора; на фиг, 2 — пример его исполнения.

Однотактный инвертор содержит входной дроссель 1, силовой транзистор 2, выходной трансформатор 3. первичная обмотка 4 которого через разделительный конденсатор 5 соединена с силовыми выводами силового транзистора 2, а вторичная

35 обмотка 6 соединена с нагрузкой 7. Фиксирующий диод 8 катодом подключен к точке соединения входного дросселя 1 и первого входного вывода однотактного инвертора, а анодом — к точке соединения разделительного конденсатора 5 и первичной обмотки 4 выходного трансформатора 3. Силовой транзистор 2 управляется с выхода блока 9 управления. В однотактный инвертор введена дополнительная обмотка 10 входного дросселя 1, токоограничительный элемент

11 и последовательная цепь из диода 12 и конденсатора 13. Анод диода 12 присоединен к коллектору силового транзистора 2, точка соединения диода 12 и конденсатора

13 соединена через последовательно соединенные токоограничительный элемент 11 и дополнительную обмотку 10 входного дросселя 1 с первым выводом входного дросселя

1. Свободный вывод конденсатора 13 подключен к второму входному выводу однотактного инвертора. Число витков дополнительной обмотки 10 равно числу витков основной обмотки 14 входного дросселя 1, В качестве токоограничительного элемента 11 может быть использован резистор.

На фиг. 1 и 2 в виде отдельных элементов 15 и 16 условно показаны индуктивности рассеяния соответственно основной 14 и дополнительной 10 обмоток входного дросселя 1.

Для уменьшения потерь в токоограничительном элементе 11 последний может быть выполнен в виде дросселя или цепочки, состоящей из последовательно соединенных резистора и дросселя. Кроме того, энергия, затрачиваемая в токоограничительном элементе 11, может использоваться для питания вспомогательных узлов инвертора.

Пример использования части этой энергии для формирования сигнала запуска устройства ограничения зарядного тока входного фильтра инвертора показан на фиг. 2.

В варианте инвертора по фиг. 2, кроме элементов, содержащихся в варианте инвертора по фиг, 1, изображены входной выпрямитель 17, входной фильтр 18 и устройство ограничения зарядного тока входного фильтра инвертора 19.

Однотактный инвертор (фиг. 1) работает следующим образом.

При подключении входных выводов "+" и "—" инвертора к источнику питания, когда блок 9 управления еще не работает, начинается процесс заряда разделительного конденсатора 5 по цепи "+" входной вывод

-14-15-5-4-" †" входной вывод и конденсато1737663

55 ра 13 по цепи "+" входной вывод -14-15-1213- "—" входной вывод, При этом разделительный конденсатор 5 заряжается до напряжения, равного напряжению питания инвертора Еп т. 5

При открытом силовом транзисторе 2 происходит передача энергии, накопленной в разделительном конденсаторе 5, в нагрузку 7 через трансформатор 3. Кроме того, в момент открывания силового транзистора 10

2, заряженный на предыдущем этапе работы до напряжения источника питания конденсатор 13 разряжается по цепи

13-11-16-10-14-15-2-13. В указанный контур тока разряда конденсатора 13 входят индук- 15 тивности 15 и 16 рассеяния соответственно основной 14 и дополнительной 10 обмоток входного дросселя 1.

При закрывании силового транзистора

2 происходит заряд разделительного кон- 20 денсатора 5 и передача в нагрузку 7 через трансформатор 3 энергии, накопленной во входном дросселе 1.

Часть энергии индуктивности рассеяния обмотки 4, накопленной в трансформа- 25 торе 3, через фиксирующий диод 8, открытый за счет ЗДС самоиндукции, отделяется в питающую однотактный инвертор сеть. Напряжение на первичной обмотке 4 трансформатора 3 при этом фиксируется на 30 уровне Enm, а напряжение, прикладываемое к коллектору силового транзистора 2,— на уровне 2 Enm (среднее напряжение на разделительном конденсаторе 5 поддерживается на уровне Епит). 35

Кроме того, в момент закрывания силового транзистора 2 начинается процесс заряда конденсатора 13 по цепи "+" входной вывод -14-15-12-13- "—" входной вывод. Благодаря этому напряжение на силовом тран- 40 зисторе 2 нарастает замедленно, что улучшает траекторию его переключения и уменьшает импульсную мощность, рассеиваемую в силовом транзисторе 2 во время его выключения. По окончании процесса за- 45 ряда напряжение на конденсаторе 13достигает значения 2 EnvlT.

В очередной момент включения силового транзистора 2 конденсатор 13 разряжается по цепи 13-11-16-10-14-15-2-13.

Благодаря наличию в данной цепи индуктивностей 15 и 16 рассеяния соответственно основной 14 и дополнительной 10 обмоток входного дросселя 1 уменьшена (по сравнению со случаем использования известной RCD-цепочки) импульсная мощность, рассеиваемая в силовом транзисторе 2 в момент его включения.

Работа инвертора по фиг. 2 аналогична описанной. Отличительной особенностью данного инвертора является то, что энергия, затрачиваемая в токоограничительном элементе 11, используется для формирования сигнала запуска устройства. ограничения зарядного тока входного фильтра инвертора, Формула изобретения

1. Однотактный инвертор по авт.св. М

1598088, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем уменьшения динамических потерь в силовом транзисторе, введена дополнительная обмотка входного дросселя, токоограничительный элемент и последовательная цепь из диода и конденсатора, свободный вывод диода которой присоединен к коллектору силового транзистора, точка соединения диода и конденсатора соединена через последовательно соединенные токоограничительный элемент и дополнительную обмотку входного дросселя с первым выводом входного дросселя, а свободный вывод конденсатора подключен к второму входному выводу.

2. Инвентор по п. 1, отл и ча ю щи и с я тем, что число витков дополнительной обмотки равно числу витков основной обмотки входного дросселя.

3. Инвертор по и. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что в качестве токоограничительного элемента использован резистор.

1737663

Раг 2

50

Составитель А.Воробьев

Техред М.Моргентал Корректор А.Осауленко

Редактор E.Êoï÷à

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 1903 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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