Транзисторный инвертор

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОциАлистичеснихРЕСГ)УБЛИН . 9) (И) 375 2 митет ссстений и открыт госудА) ственный ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ОПИ ТЕЛЬСТВУ СНОМ(71) Чувашский государственный университет им. И,Н.Ульянова (72). Г.А.Белов и В.А.Баймулкин (53) 621.314.57(088.8)(56) Авторское свидетельство СССР У 509960, кл. Н 02 М 3/315, 1972,Авторское свидетельство СОСР Р 1182615, кл, Н 02 М 7/5375, 1984.Авторское свидетельство СССР В 1037393, кл. Н 02 Ж 71537, 1983. (54) ТРАНЗИСТОРНЫЙ ИНВЕРТОР (57) Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания. Цель изобретения- уменьшение массы и габаритов путем упрощения. Инвертор содержит два полумоста на транзисторах 1 - 4, выходной трансформатор б, выходную цепь 8, дроссвль 12, дополнительные цепи13 и 14, выполненные на диодах 15и 17 и шунтирующем конденсаторе 16.Введение обмотки 18, вспомогательного дросселя 19 и их подключение обеспечивает уменьшение количества вспомогателъных дросселей и упрощениеустройства. Благодаря дополнительной цепи 13 нарастание напряженияна конденсаторе 16, а, следовательно, и напряжений на транзисторах 2и 3 происходит с задержкой по отношению к спаду тока через зти транзисторы. Этим обеспечивается уменьшение динамических потерь на транзисторах. В момент разряда конденсатора, который происходит по косинусоидальному закону, ток в вспомогательном дросселе имеет синусоидальную форму и после достижения нуле"ного значения передается в нагрузку. 2 ил.129711Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания.Целью изобретения является умень шение массы и габаритов путем упрощения схемы.На фиг.1 представлена схема пред- . лагаемого транзисторного инвертора; на Фиг.2 - диаграммы токов н напря О жений в инверторе.Транзисторный инвертор (Фиг,1) содержит два полумоста, в плечах которых включены транзисторы 1 - 4. В диагональ моста включена первичная обмотка 5 выходного трансформатора 6, к вторичной обмотке 7 которого подключена выходная цепь 8 инвертора, содержащая выпрямитель 9, нагрузку 10 со сглаживающим конденсатором 11. Последовательно в цепь питания инвертора включен основной дроссель 12. Дополнительные цепи 13 и 14 содержат по три ветви, соединенные в звезду, При этом первая ветвь каждой25 из цепей 13 и 14 содержит зарядный диод 15, вторая ветвь содержит шунтирующий конденсатор 16 и третья ветвь- разрядный диод 17, У каждой дополнительной цепи внешний вывод первой ветви соединен с общей точкой транзисторов соответствующего полумоста, внешний вывод второй ветви соединен с общей точкой соединения полумостов, а между внешними выводами тре тьих ветвей дополнительных цепей 13 и 14 включена дополнительная обмотка 18 выходного трансформатора б. Вспомогательный дроссель 19 подключен между отводом от средне , точки 40 дополнительной обмотки 18 выходного трансформатора 6 и одним нз выводов основного дросселя.Один из вариантов подключениявспомогательного дросселя 19 показан на Фиг.1 штриховой линией.На диаграммах токов и напряжений,представленных на фиг.2, индексысоответствуют элементам схемы,Инвертор работает следующим образом.Ток дросселя 12 дд (Фиг,2) протекает попеременно через транзисторы 1, 4 и 2, 3Работу устройства рас смотрим на примере полумоста, содержащем транзисторы 1 и 2. В исходном состоянии до момента а открыты тран 992зисторы 2 и 3. Конденсатор 16 разряжен.В момент 1, меняется полярность управляющего сигнала на базах транзисторов, На последующем интервале а ивсе транзисторы включены изза рассасывания в ранееоткрытых трансзисторах,Для этого интервала характерны нарастание тока дросселя 12 хд под действием напряжения питания Б ц спад до нуля тока в индуктивности рассеяния трансформатора под действием напряжения на нагруз 1ке Б.В момент времени , запираются транзисторы 2 и 3 и открываются транзисторы 1 и 4, пропуская ток 1, . На спедующем интервале С и 1, ток дросселя 12 д протекает через открытый транзистор 1, зарядный диод 15, конденсатор 16, и заряжает его. Нарастание напряжения Бс на конденсаторе 16, а значит и напряжений Б и П, на транзисторах 2 и 3 происходит с задержкой по отношению к спаду тока, 1 э через эти транзисторы.Этим обеспечивается благоприятная траектория выключения транзисторов 2 и 3 и уменьшение динамических потерь в этих транзисторах. Такое состояние схемы продолжается до момента времени 1, когда напряжение на конденсаторе 16 на обмотке 5 трансформатора 6) достигает напряжения на нагрузке, приведенного к первичной обмотке Б. В момент времени й открываютсядиоды выпрямителя 9 и начинаетсярост тока 1, в цепи первичной обмотки 5 выходного трансформатора б,После этого момента ток дросселя 12перераспределяется между конденсатором 16 и первичной обмоткой 5 трансформатора 6., В момент времени С ззаканчивается заряд конденсатора 16,закрывается диод 15 и напряжение наконденсаторе 16 максимально и равнос,мсксНа следующих интервалах 1 , 4 ит.е. до момента времени скогда происходит очередное переключение транзисторов в плечах моста,происходит частичный разряд конденсатора 16, не имеющий принципиальногохарактера. Этот разряд происходит по цепи разрядного диода 17,а также через проводимость утечкидиода 15,12971 На интервалах й ипроисходит рекуперация энергий, запасенной в шунтирующем конденсаторе 16, в нагрузку. Начиная с момента времениоткрыты транзисторы 2 и 3, а транзисторы 1 и 4 закрыты. Напряжение Б, на первичной обмотке 5 и натдополнительной обмотке 18 выходного трансформатора 6 имеют полярность, укаэанную на фиг. 1 без скобок, Кон- Ю денсатор 16 оказывается подключенным через разрядный диод 17 и вспомогательный дроссель 19 и противо-ЭДС У - 1/2 ц(где Б- напряжение на дополнительной обмотке 18 транс форматора 6). Происходит основной разряд конденсатора 16. Этот разряд является колебательным, напряжение на конденсаторе 16 спадает по конусоидальному закону, а ток разряда (рекуперации) 1 , протекающий во вспомогательном дросселе 19, имеет синусоидальную форму. После того, как напряжение на конденсаторе 1625 достигает нуля в момент времени С, остаточная энергия во вспомогательном дросселе 19 передается в нагрузку токомщ протекающим по цепи: транзистор 3 - обмотка 5 трансформатора 6 - зарядный диод 15 - разряд- ЗО ный диод 17 - половина обмотки 18 трансформатора 6.Лополнительная цепь 14 обеспечивает нарастание напряжения на транзисторах 1 и 4. Процессы в этой цепи 35 аналогичны рассмотренным. В инверторе, когда вспомогательный дроссель ,19 включен между отводом от дополнительной обмотки 18 трансформатора 6 и входным выводом, принципиальной оаэницы в процессах по сравнению с рассмотренными нет. В этом случае разряд шунтирующих конденсаторов лроисходит в источник питания инвер 45 тора.Для данных схем числа витков обмоток 5 и 18 трансформатора 6 целесообразно выбирать равными. При этом 3 - 1/2 Удоо = Пн - 1/2 Б н501щ 1/2 Бс - Бс, (где 0 о - напряжение на шунтирующих конденсаторах к моменту начала разряда). В этом 99 4случае наблюдается полный разряд шунтирующих конденсаторов. Ллительность интервалов рекуперации энергии шунтирующих конденсаторов определяется параметрами конденсаторов и вспомогательного дросселя.Таким образом, в предлагаемом инверторе уменьшено количество вспомогательных дросселей, т.е. схема устройства упрощена, при этом масса и габариты одного вспомогательного дросселя уменьшены по отношению к известному устройству с двумя вспомогательными дросселями примерно в 1,3 раза. Формула изобретения Транзисторный инвертор, содержащий два полумоста, в плечах которых включены транзисторы, выходной трансформатор с дополнительной обмоткой, первичная обмотка которого подключена к общим точкам соединения транзисторов полумостов, основой дроссель, первый вывод которого подсоединен к положительному выводу источника пита" ния, а второй - к одной общей точке соединения полумостов, и две дополнительные цепи для формирования траектории переключения транзисторов, состоящие из трех соединенных в звезду ветвей, первая из которых содержит зарядный диод и присоединеча внешним выводом к общей точке соединения транзисторов соответствующего полумоста, вторая ветвь содержит шунтирФощий конденсатор и присоединена внешним выводом к другой общей точке соединения полумостов, третья ветвь содержит разрядный диод, и вспомогательный дроссель, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения массы и габаритов путем упрощения схемы, дополнительная обмотка выходного трансформатора снабжена отводом от средней точки и подключена между внешними выводами третьих ветвей дополнительных цепей, а вспомогательный дроссель включен между отводом от средней точки дополнительной обмотки выходного трансформатора и одним из выводов основного дросселя.1297199 Цп тр Риа И.Войтовдюков а Соатавител Техред Л.С пенко ректор,Серед Заказ 792/ ская наб., д.4/5 Проектн роизводственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгоро тираж 661,НИИПИ Государственно по делам иаобретени 13035, Москва, Ж, Подписномитета ССС ткрытий