Однотактный инвертор

(5 РЕ ИСАН И РСКО ИДЕТЕЛЬСТВУ К М иГ ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР(71) Винницкое производственное объединение "Маяк"(56) Авторское свидетельство СССРМ 1598088, кл, Н 02 М 7/537, 20,08.87.(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.40 50 55 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 5 10 15 20 25 30 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 50 55 ра 13 по цепи "+" входной вывод -14-15-1213- " - " входной вывод, При этом разделительный конденсатор 5 заряжается донапряжения, равного напряжению питанияинвертора Епит. 5При открытом силовом транзисторе 2происходит передача энергии, накопленнойв разделительном конденсаторе 5, в нагрузку 7 через трансформатор 3. Кроме того, вмомент открывания силового транзистора 102, заряженный на предыдущем этапе работы до напряжения источника питания конденсатор 13 разряжается по цепи13-11-16-10-14-15-2-13. В указанный контуртока разряда конденсатора 13 входят индуктивности 15 и 16 рассеяния соответственноосновной 14 и дополнительной 10 обмотоквходного дросселя 1.При закрывании силового транзистора2 происходит заряд разделительного конденсатора 5 и передача в нагрузку 7 черезтрансформатор 3 энергии, накопленной вовходном дросселе 1,Часть энергии индуктивности рассеяния обмотки 4, накопленной в трансформаторе 3, через фиксирующий диод 8,открытый за счет ЗДС самоиндукции, отделяется в питающую однотактный инверторсеть. Напряжение на первичной обмотке 4трансформатора 3 при этом фиксируется на 30уровне Епт, а напряжение, прикладываемое к коллектору силового транзистора 2, -на уровне 2 Епт (среднее напряжение наразделительном конденсаторе 5 поддерживается на уровне Епит), 35Кроме того, в момент закрывания силового транзистора 2 начинается процесс заряда конденсатора 13 по цепи "+" входнойвывод -14-15-12-13- " - " входной вывод. Благодаря этому напряжение на силовом транзисторе 2 нарастает замедленно, чтоулучшает траекторию его переключения иуменьшает импульсную мощность, рассеиваемую в силовом транзисторе 2 во времяего выключения. По окончании процесса за ряда напряжение на конденсаторе 13 достигает значения 2 Едд.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 ВСО-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, о т л и ч а ю щ и й с я 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 поп. 1, отл и ча ю щи й 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 щ и й с я тем, что в качестве токоограничительного элемента использован резистор.1737663 Заказ 1903 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открыти113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 и ГКНТ СССР льский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 ПроизводственноСоставитель А.ВоробьевРедактор Е.Копча Техред М.Моргентал Корректор А.Осаулен