Понижающий бестрансформаторный инвертор

(56) 1, Моин В,С Лаптев Н.Н, Стабилизированные транзисторные преобразователи. М., "Энергия", 1972, с. 113, р. 5-5 г.2. Авторское свидетельство СССР Р 1089740, кл, Н 02 М 7/532, 1982.3, Авторское свидетельство СССР Р 413590, кл. Н 02 М 7/537, 1963.(54)(57) ПОНИЖАЮЩИЙ БЕСТРАНСфОРМАТОРНЫЙ ИНВГРТОР, содержащий (0+1) входных и (И+1) дополнительных конденсаторов, (и+1) пару последовательно соединенных управляемых ключей, подключенных последовательно к входным выводам, причем каждая из П пар ключей шунтирована входными конденсаторами, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения надежности путем обеспечения потенциальной развязки входных и выходных цепей при коэди 5 ициенте деления напряжения 2 (Й+1), где 11 = 1, 2, 3 и т.д., оставшаяся пара ключей шунтнрована последовательно соединенными входным и дополнительным конденсатором, точка соединения которых образует один из выходных выводов, а другой выходной вывод образован точкой соединения ключей в этой паре, приэтом другие дополнительные конденсаторы соединяют общие точки ключей в каждой соседней паре.11217 1 О 20 1Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в малогабаритных источниках вторичного электропитания.Известен полумостовой инвертор, содержащий два последовательно сое" диненных управляемых ключа и два последовательно соединенных конденсатора, причем выходные выводы образованы точкой соединения ключей и точкой соединения конденсаторов 1).Недостаток данного инвертора - высокое напряжение на закрытом ключе, равное напряжению источника питания.Известен понижающий инвертор, содержащий по крайней мере две пары транзисторных ключей, соединенных последовательно и подключенных к входным выводам, причем каждая иэ этих пар шунтирована входным конденсатором, и выходныЕ конденсаторы, первые выводы которых соединены со средними точками пар ключей, а вторые объединены и образуют первый выходной вывод, второй выходной вывод образован точкой соединения пар ключей 2 .Недостатком известного инвертора является кратность коэффициента понижения напряжения четырем, что затрудняет его использование при бестрансформаторном выходе при кратности, отличной от четырех.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является бестрансформаторный инвертор, содержащий (0+1) входных и (0+1) дополнительных конденсаторов, (11+1) пару последовательно соединенных управ 40 ляемых ключей, подключенных последовательно к входным выводам, причем каждая пара ключей шунтирована входными конденсаторами, а дополнитель 45 ные конденсаторы одним из выводов подключены к точке соединения ключей в каждой паре, а их другие выводы объединены и образуют один из выходов инвертора, другой выход которого объединен с одним из входных выво 50 дов 31.Недостаток такого инвертора непосредственное соединение одного иэ выходных выводов с входным, т,е. подача на нагрузку высокого потенциала входного вывода, и, как следствие, отсутствие потенциальной развязки входных и выходных цепей. Цель изобретения - повышение надежности путем обеспечения потенциалцной развязки входных и выходных цепей при коэффициенте деления 2 (0+1), где И = 1, 2, 3 н т,д.Поставленная цель достигается тем, что в понижающем бестрансформаторном инверторе, содержащем (11+) вход. ных и (0+1) дополнительных конденсаторов, Ь+1) пару последовательно соединенных управляемых ключей,подключенных последовательно к входнымвыводам, причем каждая из О пар ключей, шунтирована входными конден саторами, оставшаяся пара ключей шунтирована последовательно соединенными входным и дополнительным конденсатором, точка соединения которых образует один из выходных выводов, а другой выходной вывод образован точкой соединения ключей в этой паре, при этом другие дополнительные конденсаторы соединяют общие точки ключей в каждой соседней паре,На чертеже представлена схема инвертора, содержащего две пары управляемых ключей.Инвертор содержит последовательно соединенные входные конденсаторы 1 и 2, первый дополнительный кон-.денсатор 3, последовательно соединенные нары ключей 4, 5 и 6, 7,вклю. ченные между входными выводами, второй дополнительный конденсатор 8, Пара ключей 4 и 5 шунтирована конден сатором 1, а пара ключей 6 и 7 последовательно соединенными конденсаторами 2 и 3. Выходные выводыобразованы точкой соединения ключей 6 и 7 и точкой соедийения конденсаторов 2 и 3. Дополнительный конденсатор 8 включен между точками соединения ключей 4, 5 и 6, 7.При большем чисел пар управляеных ключей соответственно увеличится число входных конденсаторов,шунтирующих эти пары ключей, и дополнительных конденсаторов, включенных между точками соединения ключей в калдой соседней паре.Инвертор работает следующим образом.В установившемся режиме напряжениена входном конденсаторе 1, шунтирующем пару ключей 4 и 5, и напряжение на дополнительном конденсаторе 8 равно"с - напряжение на конденса 8торе 8,Е - напряжение питания,и - число пар управляемыхключей,а напряжения на конденсаторах 2 и3 равно 0 =Ц =Е"с -с- где Ос - напряжение на конденсаторе 2,0 с - напряжение на конденса 3торе 3.При замыкании управляемых ключей 4 и 6 в инверторе текут токи,обозначенные непрерывными линиями,Эти токи равны и суммируются навыходных выводах. Через полупериодыключи 4 и 6 размыкаются и замыкаются ключи 5 и 7. При этом текут токи,обозначенные штриховыми линиями,Они также суммируются на выходных вы.водах и равны токам первого полупериода, при протекании которыхзаряды конденсаторов изменяютсяследующим образом: конденсатора 1на - (, конденсатора 2 на - 2конденсатора 3 - О, конденсатора 8-на+Щ,Во втором полупериоде 1 конденсатора 1 " О, конденсатора 2 на+Щ, конденсатора 3 на - (, конден.сатора 8 на - 61.Таким образом, по истечении пол"ного периода заряд дополнительного 1 О15го2530 1 4конденсатора 8 не изменяется, а за-.ряды конденсаторов 1-3 уменьшаютсяна величину дО, Это уменьшениекомпенсируется током питаниягде Т и Г - период и частота преобразования соответственно.В то же время амплитуда тока на вы. ходных выводах равна"аН О 5 Т 2 пь 0113 па амплитуда тока каждого ключаьЦь 05 т 2 ь 0=2 Э1Амплитуда выходного напряженияинвертора равнаО,ц,-ь: е(га напряжения на закрытых ключахО=О,-О С 1 - Е (Возможные выбросы напряжения, вызываемые индуктивностью нагрузки, подключаемой к выходным выводам, срезаются за счет замыкания токов через конденсаторы.Использование изобретения позволяет получить на выходных выводах инвертора снижение выходного напряжения по отношению к входному с коэФфициентом деления напряжения 2 Ь+1), при этом высокий потенциал на выходных выводах отсутствует.1121761 Ую 9 И оставитель А. Обухехред Т.Фанта Корректор В Синицк едактор И. Ковальчук аказ 7994/42 Тираж 666 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 3035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/