Транзисторный мостовой инвертор

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советск ик

Сециалистичесиик

Реслублии 888309

I (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 12.10.79 (21) 2826148/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51)м. Кл.

Н 02 И 7/537

3Ьоударотееаиый комитет

СССР ао делам изобретений и открытий

Опубликовано 07. 12. 81. Бюллетень № 45

Дата опубликования описания 09. 12.81 (53) УЙК 621. 314. . 58 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В. И. Костылев, В. Ф. Ильин и А. Н.

1

Чувашский государственный университет AM. f$,. 11, Ул чнова I

t (7!) Заявитель (54) ТРЛНЗИСТОРНЪЙ ИОСТОВОЙ ИНВЕРТОР

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано во вторичных источниках электропитания.

Известны нерегулируемые инверторы, содержащие транзисторы, включенные по мостовой схеме, обратные диоды, силовой трансформатор, вторичная обмотка которого подсоединена к нагрузке и блок управления, вырабатывающий прямоугольное напряжение $1).

16

Такой инвертор имеет низкий КПД из-за наличия сквозных токов в стойках моста.

Известен также мостовой инвертор, 15 содержащий транзисторы, обратные диоды, силовой трансформатор, в.котором для устранения сквозных токов использованы дополнительные обмотки силового трансформатора, подключенные к базам транзисторов через вспомогательные диоды (2).

Однако и этот инвертор имеет невысокий КПД, поскольку принятые меры обеспечивают устранение сквозных токов только в одной из стоек моста, в другой же они уменьшаются по длнтельности, но не устраня)бтся полностью, что объясняется разбросом времени рассасывания в транзисторах.

Целью изобретения является повышение КПД транзисторного мостового инвертора, работающего в нерегулируемом режиме.

Цель достигается тем, что в известном транзисторйом инверторе, содержащем транзисторы, силовые цепи которых зашунтированы обратными диодами, управляющие переходы подсоединены к дополнительным трансформаторным обмоткам с -последовательно соединенными вспомогательными диодами, блок управления, в последовательные цепи трансформаторных обмоток и вспомогательных диодов введены конденсаторы, а

,упомянутые обмотки и конденсаторы зашунтированы диодами.

888309

Указанное соединение элементов в базовых цепях транзисторов позволяет отпираться включаемым транзис-орам только в том случае, когда напряжение на первичной обмотке силового транс- у форматора изменит свою полярность на противоположную, т.е. когда оба ранее открытые транзисторы выйдут из насыщения. При этом сквозные токи отсутствуют и КЦП инвертора повьппается. 10

На чертеже изображена принципиальная электрическая схема инвертора.

Схема содержит транзисторы 1-4, обратные диоды 5-8, силовой трансформатор 9 с первичной обмоткой 10, вторич- !3 ной обмоткой 11 и дополнительными обмотками 12-15, вспомогательные диоды 16-19, конденсаторы 20-23, шунтирующие диоды 24-27, шины 28, 29 источника питания и блок 30 управления. 20

Схема работает следующим образом.

Блок 30 управления вырабатывает прямоугольное напряжение, переключающее транзисторы 1-4. Предположим, что .в данный момент времени включены тран-25 зисторы 1 и 4. При этом ток протекает от шины 28 .источника питания через транзистор 1, первичную обмотку 10 трансформатора 9, транзистор 4 к шине 29. Для этого режима полярности на-30 пряжения на обмотках трансформатора 9 показаны на схеме. Напряжения на обмотках 12 и 15 открывают диоды, соответственно 24 и 27, и заряжают конденсаторы 20 и 23 (полярность напряже-З . ний показана на схеме) . Напряжения на конденсаторах 21 и 22 имеют ту же величину и полярность, поскольку они были заряжены в предыдущий полупериод. Напряжения на дополнительных об- 4р мотках 13 и 14 складываются с напряжениями на конденсаторах 21 и 22 и способствуют залиранию транзисторов 2 и 3. Сумма напряжений.на дополнительной обмотке 12 и конденсаторе 20 и соответственно на обмотке 15 и конденсаторе 23 равна прямому падению напряжения на диоде 24 и соответственно на диоде 27. При этом вспомогательные диоды 16 и 19 подзапираются и отпирающий ток блока 30 управления практически целиком протекает по база-эмиттерным переходам транзисторов 1 и 4.

По окончании полупериода напряжения. на выходных зажимах блока 30 управления меняют свой знак, .При этом на транзисторы 1 и 4 подаются запирающие напряжения, а на транзисторы 2 и 3отпирающие. В течение времени рассасывания в транзисторах 1 и 4 напряжение на первичной обмотке 10 сохраняет свою полярность и транзисторы 2 и 3, несмотря на то, что на их входы поданы открывающие напряжения, остаются запертыми под действием суммы напряжений на дополнительной обмотке 13 и конденсаторе 21 и соответственно на обмотке !4 и конденсаторе 22.

Пусть транзистор 1 имеет меньшее время рассасывания и он первым выходит из насыщения. После того, как его кол лекторный ток спадет до нуля, ток первичной обмотки IO трансформатора 9, благодаря влиянию индуктивности рассеяния, будет протекать по цепи: первичная обмотка 10, транзистор 4, обратньп1 диод 6. При этом напряжения на первичной обмотке !О и соответственно на дополнительных обмотках 12-15 становятся равным нулю. Если бы конденсаторы 20-23 отсутствовали, то транзисторы 2 и 3 начали бы открываться и через открывающийся транзистор 3 и еще не вышедший из состояния насыщения транзистор 4 протекал бы сквозной ток.

Однако под действием напряжений предварительно заряженных конденсаторов 21 и 23 транзисторы 2 и 3 продолжают ос-.. таваться в закрытом состоянии.

При выходе транзистора 4 из насыщения ток начинает замыкаться через обратный диод 6, первичную обмотку 10, обратный диод 7, шину 28 и шину 29.

Для такого состояния инвертора поляр ности напряжения на обмотках трансформатора 9 показаны на схеме в скобках.

Теперь напряжения на дополнительных обI 1 мотках 13 и !4 компенсируют встречно направленные напряжения на конденсаторах 21 и 22 и транзисторы 2 и 3 под действием отпирающих токов блока 30 управления открываются, при этом сквозные токи отсутствуют. В дальнейшем работа схемы происходит аналогично.

Введение в базовые цепи конденсаторов и диодов позволяет устранить сквозные токи в транзисторах, снизить динамические потери и повысить КПД инвертора. Снижение потерь в транзисторах улучшает их тепловой режим и повышает надежность работы схеьы.

Формула изобретения

ТранзисторньпЪ мостовой инвертор, содержащий транзисторы, силовые цепи

888309

Составитель Т. Ершова

Техред С.Мигунова Корректор М, Шароши!

Редактор Т. Кузнецова

Заказ 10740/18 Тираж 733 Подписное

ВНИИПИ Государственного комите а СССР по делам изобретений и открытий

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

2 2.

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 которых зашунтированы обратными диодами, управляющие переходы подсоединены к дополнительным трансформаторным об-, моткам с последовательно соединенными . вспомогательными диодами, блок управления, о т л и ч а ю ц и и с я тем, что, с целью повышения его КПД, в последователыые цепи трансформаторных обмоток и вспомогательных диодов введены конденсаторы, а упомянутые трансформаторные обмотки и конденсаторы зашунтированы диодами.

Источники информации, 9 принятые во внимание при экспертизе

I. Моин В.С. и Лаптев Н.Н. Стабилизированные транзисторные преобразователи. М., "Энергия", 1972, с. 113, рис. 5-56. © 2. Там же, с. 342, рис. 9-17.