Двухтактный инвертор

Союз СоветскихСоцнаннстнческнхРеснубннк ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М. Кл. с нрисоединением заявки М Н 02 И 7/537 63 еуйарсткнай квивтет СССР вв алан взебретеннв н етхвытвй(72) Автор изобретения Б.А, Глебов Московский ордена Ленина энергетический институт(54) ДВУХТДКТНЫЙ ИНВЕРТОР Изобретение относится к электро" :технике и может быть использовано в системах преобразования энергии для питания различного рода потребителей, в частности, при высоких напряжениях на выходе первичного источника энергии.Известны схемы двухтактных инверторов, выполненных по мостовой схеме, содержащих силовые транзисторы, силовой трансформатор, управляющий10 трансформатор, выходные обмотки ко" торого через токоограничивающие элементы подключены параллельно входным цепям силовых транзисторов, и задающий генератор 11.1Недостаток известного устройства " сложность, так как необходим допол" нительный трансформатор и дополнитель" ные ключевые транзисторы в схеме автогенератора. Кроме того, возникает проблема симметрирования цикла работы силового трансформатора, что дополнительно усложняет устройство. 2Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является двухтактный инвертор, содержащий силовые транзисторы, соединенные по схеме моста и силовой трансформатор, первичная обмотка, которого включена в диагональ моста, а обмотки обратной связи, соединенные последовательно с соответствующими токоограничивающими резисторами, образуют цепи положительной обратной связи, выводы которых связаны с управляющими входами транзисторов 23,Недостатком известной схемы является сложность силового трансформатора, так как инвертор содержит четыре обмотки положительной обратной связи, а также повышенные потери энергии, так как мощные транзисторы обла- дают ограниченным "обратным" напряжением база-эмиттер (обычно не более 3- 5 В). Поэтому, если не шунтировать управляющие входы диодами, требуется Иметь чрезвычайно низкий коэффициент892627 трансформации обмоток положительнойобратной связи (при питании от источника напряжения в несколько сотенВольт коэффициент трансформации 0,010,02), В этом случае между первичнойобмоткой и обмотками обратной связичрезвычайно плохая магнитная связь,что ухудшает коммутационные процессыв силовых транзисторах и, как следствие, увеличивает потери энергии вних,Если шунтировать входные цепи силовых транзисторов диодами, включенными встречно по отношению к базоэмиттерным переходам, то коэффициентытрансформации могут быть увеличены,Однако при этом потребление мощностипроисходит одновременно в четырехвходных цепях силовых транзисторов.Другой недостаток - низкая надежность запуска внешним сигналом, таккак входные цепи силовых транзисторовшунтированы низкоомными цепями по отношению к отпирающему току, задаваемому цепью отпирающего смещения.Цель изобретения - упрощение устройства, уменьшение потерь энергии вцепях управления силовыми транзисторами и повышение надежности.Поставленная цель достигается тем,что в двухтактном инверторе, содержащем силовые транзисторы, соединенныепо схеме моста и силовой трансформатор, первичная обмотка которого включена в диагональ моста, а обмотки обратной связи, соединенные последовательно с соответствующими токоограничивающими резисторамиобразуют цепиположительной обратной связи, выводыкоторых связаны с входными цепямитранзисторов, выводы первой цепи положительной обратной связи подключенык базам силовых транзисторов, эмиттеры которых объединены шиной питания,выводы второй цепи положительной обратной связи подключены к базам силовых транзисторов, эмиттеры которыхсоединены с выводами первичной обмотки силового трансформатора, входнымицепями силовых транзисторов шунтированы диодами, причем коэффициенттрансформации обмотки положительнойобратной связи в первой цепи выбранменьшим единицы, а во второй цепи -большим единицы. На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства. 5 1 о 15 го г 5 зо 35 40 45 5 о 55 4 Схема включает шины 1 и 2 питаниядвухтактного инвертора, силовые транзисторы 3-6, выходные цепи которых образуют схему моста, диоды 7-10 шун" тирующие выходные цепи силовых тран"зисторов 3-6 соответственно, диоды 11-14,шунтирующие входные цепи силовыхтранзисторов 3-6 соответственно, первицную обмотку 15 силового трансформатора 16, первую обмотку 17 положительной обратной связи, вторую обмотку 18 положительной обратной связи,токоограничивающие цепи 19 и 20(в виде резисторов), включенные последовательно с первой и второй обмотками положительной обратной связи,В схеме силовые транзисторы 3-6 образуют схему моста. С первой шиной 1 питания соединены коллекторы силовых транзисторов 3 и 4, а со второй шиной 2 питания соединены эмиттеры силовых транзисторов 5 и 6. Выходные цепи силовых транзисторов 3-6 шунтированы диодами 7-10 соответственно, а входные цепи - диодами 11-14. В диагональ моста, образованного си" ловыми транзисторами 3-6, включена первичная обмотка 15 силового трансформатора 16, Первая и вторая обмот" ки 17 и 18 положительной обратной связи и соединенные с ними последовательно токоограничивающие цепи (резисторы) 19 и 20 образуют соответственно первую и вторую цепи положительной обратной связи. Выводы первой цепи подключены между базами силовых транзисторов 5 и 6,а выводы второй цепи - между базами силовых транзисторов 3 и 4,Принцип действия схемы состоит в следующем.При подключении к источнику питания токами отпирающего смещения отпираются силовые транзисторы 4 и 5. При отпирании силовых транзисторов к первичной обмотке 15 прикладывается напряжение, и на началах всех обмоток трансформатора возникает положительный потенциал, Разность потенциалов на обмотке 18 превышает наъпряжение на первичной обмотке 15, ипоэтому в базе силового транзистора 8 задается ток обмотки 18, ограничиваемый резистором 19. Этот жеток, протекая по диоду 11, обеспечивает поддержание силового транзистора 3 в запертом состоянии. Ток обмотки 17, ограничиваемый резистором 20,обеспечивает отпирание силового транзистора 5, и протекая по диоду 14, запирает силовой транзистор 6Процесс отпирания силовых транзисторов 4 и 5 протекает лавинообразно в силу действия цепей положительной обрат ной связи, и транзисторы переходят в режим насыщения.В режиме насыщения к резистору 20 приложено напряжение, равное п 1 т где и 1 Т - коэффициент трансФормации 10 обмотки 17, а к резистору 19 - напряжение, равное п 8 Е - Е = Е(п 8 -1) где п,18 - коэффициент трансформации обмотки 18, Рационально выбирать эти коэффициенты трансформации так, чтобы п 18 - 1+пает Токами. величина которых ограничивается резисторами 19 и 20, силовые транзисторы 4 и 5 поддерживаются в режиме насыщения.Переключение силовых транзисторов, 31 в результате которого изменяется полярность напряжений на обмотках трансформатора 16, меняет также направление токов обмоток 17 и 18. Этими токами в состоянии насыщения поддержи ваются силовые транзисторы б и 3 и за счет падения напряжения на диодах 13 и 12 в состоянии отсечки поддерживаются силовые транзисторы 5 и 4.В предлагаемой схеме упрощаются ЗЕ цепи положительной обратной связи, так как вместочетырех обмоток, четырех токоограничивающих резисторов ис" пользуются две обмотки и два резистора; уменьшаются потери энергии в цепях управления силовыми транзисторами, так как один и тот же ток поддерживает открытое состояние силового транзистора данного плеча двух" тактной схемы и запертое состояние другого плеча; а также повышается надежность запуска инвертора током отпирающего смещения, так как цепи положительной обратной связи не шунтируют входные цепи силовых транзисто-ров, отпираемых токами смещения.формула изобретенияДвухтактный инвертор, содержащий силовые транзисторы, соединенные по схеме моста, и трансформатор, первичная обмотка которого включена в диагональ моста, а обмотки обратной связи, соединенные последовательно с соответствующими токоограничивающими резисторами, образуют цепи положительной обратной связи, выводы которых связаны с входными цепями транзисторов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения, умень.- шения потерь энергии и повышения КПД, выводы первой цепи положительной обратной связи подключены к базам силовых транзисторов, эмиттеры которых соединены с шиной питания, выводы второй цепи положительной обратной связи подключены к базам силовых транзисторов, эмиттеры которых соединены с выводами первичной обмотки силовоъго трансформатора, входные цепи силовых транзисторов шунтированы диодами, и коэффициент трансформации обмотки положительной обратной связи в первой цени выбран меньшим единицы, а во второй цепи - большим единицы.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Ромаш Э.И. Транзисторные преобразователи в устройствах питаниярадиоэлектронной аппаратуры. И.,892627 Тираж 733 ПоВНИИПИ Государственного комитетпо делам изобретений и открыт 13035, Москва, Ж, Раущская наб акаэ 1127 б/8 сно ССР д. 4/ ал ЛПП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Составитель Н, Цишевскаяедактор Н. Концицкая Техред Ж. Кэстелевич Корректор