Полумостовой транзисторный инвертор

 

(72) ò>P изобретения

В. М. Боровиков

l с

Институт ядерной физики Сибйрского отделения AH СССР (7l) Заявитель (54) ПОЛУМОСТОВОЙ ТРАНЗИСТОРНЫЙ ИНВЕРТОР

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питания для преобразования постоянного тока в переменный посредством инверторов.

Известны полумостовые инверторы, содержащие два последовательно соединенных транзистора, в которых для снижения динамических потерь параллельно каждому транзистору включена йС0-цепочка, а в цепь питания включен дроссель, шунтированный диодом и резистором (П .

Недостаток данного решения состоит в том, что в указанных резисторах и обмотке дросселя рассеивается мощность, что снижает КПД инвертора.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является по= лумостовой инвертор, в котором отсутствуют резисторы для разряда конденсатора, но дроссели также шунтироваиы. диодами (2) .

Недостаток данного инверторанизкий КПД.

Цель изобретения — повышение КПД.

Указанная цель достигается тем, что в полумостовом инверторе, содержащем первый транзистор, подключенный коллектором к первому входному выводу инвертора, второй транзистор, подключенный эмиттером ко второму входному выходу инвертора, два дроста

1О л селя, включенные последовательно меж- ду эмиттером первого и коллектором второго транзисторов, причем точка соединения дросселей подключена к первому выходному выводу инвертора, SS два конденсатора, первый диод, подключенный во встречном направлении пер вым электродом к эмнттеру первого транзистора, и второй диод, подклю"

20 ченный во встречном на равлении первым электродом к коллектору второго транзистора,.второй. электрод каждого .из указанных диодов соединен с первым

:.выводом конденсатора, втоэой вывод

86895 которого подключен ко второму выходному выводу инвертора, а между вторыми электродами диодов включен введенный стабилитрон.

На чертеже приведена схема предлагаемого инвертора.

Инвертор содержит два конденсатора

1 и 2, два транзистора 3 и 4, соединенные последовательно с дросселями

5 и 6. Эмиттер транзистора 3 и кол-. )о лектор транзистора 4 соединены через диоды 7 и 8 и конденсаторы 9 и 10 соответственно с общей точкой конденсаторов 1 и 2. Диоды 7 и 8 соединены между собой через стабилитрон

11. Напряжение обратной связи с эмиттера транзистора 3 и с коллектора транзистора 4 через резисторы 12 и

l3 подано на первичную обмотку транс-: форматора 14, другой конец котовой соединен с общей точкой конденсаторов

1 ! и 2. Базовые обмотки "Ч и Ч вклю1 чены между базой и эмиттером транзисторов 3 и 4 соответственно. Трансформатор 14 имеет дополнительную обмотку, 25

15,которая через стабилитрон 16 соединена с обмоткой 17 пускового трансформатора 18, на другую обмотку 19 кото -. рого через динистор -20 подано напряжение с конденсатора 21. Конденсатор

21 через резистор 22 соединен с источником питания Е, а через диод 23 и резистор 24 .- с общей точкой дроссе» лей 5 и 6.

Инвептор работает следующим обра- Э5 зом.

При подаче питающего напряжения на схему от источника конденсатор 21 заряжается через резистор 22. Как только напряжение на нем достигнет величины, при которой динистр 20 переключается в проводящее состояние, все напряжение с конденсатора через динистр 20, трансформатор 18 и стабилитрон 16 приложится к обмотке 15 45 трансформатора 14, при этом коэффициенты трансформации по величине и знаку должны быть такими, чтобы транзистор 4 открывался до насыщения. Напряжение с его коллектора 50 через резистор 13 прикладывается к обмотке трансформатора 14, и благо;. даря положительной обратной связи через трансформатор 14. транзистор 4 удерживается в насьпценном состоянии. При этом напряжение с конденсатора 2 через нагрузку 25 приложено к дросселю 6, ток через него на\

7 4 растает и при насьпцении дросселя все напряжение приложено к нагрузке

15. Конденсатор 21 через диод 23, резистор 24,,дроссель 6 и транзистор

4 разряжается. Конденсаторы 9 и 10 заряжаются до — Е через стабилитрон ll диод 7, дроссели 5 и 6 и транзистор 4. При насьпцении магнитопровода трансформатора 14 ток в базе транзистора 4 падает до нуля, транзистор запирается и ток нагрузки переключается из транзистора через диод в конденсаторы 9 и )0, При этом напряжение на транзисторе нарастает при нулевом токе в нем. Ток в обмотке Ч трансформатора 14 падает, напряжейие на его обмотках меняет знак, транзистор 3 открывается и благодаря положительной обратной связи быстро входит в насьпцение.

Конденсаторы 9 и 10 разряжаются через нагрузку и при индуктивном характере нагрузки заряжаются в противоположном направлении. !)ри насыщении дросселя 5 нагрузка 25 через дроссель 5 и транзистор 3 подключает.. ся к конденсатору 1. При. этом конденсаторы 9 и 10 через транзистор 3, дросселя 5 и 6, диод 8 и стабилитрон

11 дозаряжаются до +Е. Энергия, накопленная в дросселе b, уходит на переэаряд емкостей 9 и 10, а избыток ее рассеивается в стабилитроне 11.

Далее нри перемагничивании и насыщении магнитопровода трансформатора !4 транзистор 3 запирается и происходит переключение тока иэ транзистора 3 в транзистор 4 и т.д. В инвер-.оре устанавливается автоколебательиый режим. При этом конденсатор 21 разряжен, а стабилитрон )6 препятствует прохождению колебанич с трансформатора 14 в трансформатор

18.

Потери в транзисторах 3 и 4 при их переключении минимальны, так как включение транзисторов происходит

)при нулевом токе, а выключение — при нулевом напряжении.

Аналогично работает инвертор с внешним возбуждением. Транзисторы 3 и 4 поочередно открываются от схемы возбуждения одним из известных способов. При этом схема пуска (21 и

18) и элементы обратной связи (14, 12 и 13) становятся излишни.

Предлагаемая схема может также применяться в инверторах, собранных ,по мостовой схеме.

Изобретение позволяет создавать инверторы на транзисторах мощностью в несколько киловат,работающие непосредственно от промышленной электросети. обладающие высокими КПД, и надежностью, малыми габаритами и весом.

Так как энергия дросселя полезно . используется для перезаряда конденсатора, КПД предлагаемого ннвертора выше чем известного.

Формула изобретения

Полумостовой транзисторный инвертор, содержащий первый транзистор, подключенный коллектором к первому входному выводу инвертора, второй транзистор, подключенный эмиттером ко второму входному выводу инвертора, два дросселя, включенные последовательно между эмиттером первого и коллектором второго транзи8957 В сторов, причем точка соединения дрос селей подключена к первому выходному выводу инвертора, два конденсатора, первый диод, подключенный во встречном направлении первым электродом к эмиттеру первого транзистора, и второй диод, подключенный во встречном направлении первым электродом к коллектору второго транзистора, о т10 л и ч а ю щ н и с я тем, что, с целью повышения ИЩ, второй электрод . каждого из указанных диодов соединен с первым выводом конденсатора, второй вывод которого подключен ко второму выходному выводу инвертора, а между вторыми электродиодами включен введенный стабилитрон, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе эо 1. Патент Франпии В 2359540, кл. Н 02 М 7/537, 1978.

2. Патент США У 3750003, кл. Н 02 М,1/18, 1973.

868957

Составитель В. Моин

Редактор 9. Ковач Техред Ж.Кастелевич Корректор Я. Пожо

ct

Заказ 8351/S l Тираж ?33 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва. lK-35, Раушская наб., д. 4/5, Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4