ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ Российский патент 1995 года по МПК H02M7/5387 

Изобретение относится к электpотехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания.

Преобразователи постоянного напряжения в переменное широко применяются в источниках питания с бестрансформаторным подключением к сети.

Известен преобразователь постоянного напряжения в переменное [1]
Основным недостатком данного преобразователя является отсутствие режима самовозбуждения, что ведет к усложнению конструкции и ухудшению надежности.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является преобразователь постоянного напряжения в переменное [2] содержащий четыре транзистора, соединенные в схему мостового коммутатора, трансформатор с обмоткой, подключенной к выходу мостовой схемы, и обмотками обратной связи, включенными между базой и эмиттером соответствующих транзисторов через токоограничивающие резисторы.

Недостатком такого преобразователя является низкое значение коэффициента использования транзисторов по току. Коммутируемый транзисторами ток необходимо выбирать в 10-20 раз меньше максимально допустимого значения для данного типа транзисторов, что обусловлено наличием сквозных токов через транзисторы в момент их переключения. По величине эти токи могут во много раз превышать коммутируемый ток, что снижает надежность, КПД и выходную мощность преобразователя постоянного напряжения в переменное.

Целью изобретения является увеличение выходной мощности, КПД и надежности.

Цель достигается тем, что в преобразователе постоянного напряжения в переменное, содержащем четыре транзистора, соединенных в схему мостового коммутатора, трансформатор с обмоткой, подключенной к выходным выводам, и обмотками обратной связи, включенными между базами и эмиттерами соответствующих транзисторов через токоограничивающие резисторы, транзисторы одной перекрестно расположенной пары мостовой схемы включены по схеме с общей базой, а другой пары с общим эмиттером, при этом транзисторы пары с общим эмиттером противоположны по типу проводимости, а между их базами включен стабилитрон.

На чертеже представлена электрическая схема преобразователя постоянного напряжения в переменного, где 1, 2 транзисторы, включенные по схеме с общим эмиттером, 3, 4 транзисторы, включенные по схеме с общей базой, 5 стабилитрон, 6 трансформатор, 7 рабочая обмотка трансформатора, 8, 9 обмотки обратной связи, 10 выходная обмотка, 11-14 токоограничивающие резисторы.

Работа преобразователя заключается в следующем.

В момент подключения преобразователя к источнику постоянного тока по электрической цепи, состоящей из базо-эмиттерных переходов транзисторов 1, 2 и включенного между ними стабилитрона 5, проходит ток, открывающий указанные транзисторы. Появившееся в результате этого на обмотке 7 трансформатора 6 напряжение трансформируется в обмотки 8 и 9, подтверждая открытое состояние транзисторов 1 и 2. Под действием тока, проходящего через обмотку, сердечник трансформатора намагничивается.

По достижении сердечником трансформатора 6 состояния насыщения резко уменьшается реактивное сопротивление обмотки 7. Обусловленное этим понижение напряжения на обмотках 8, 9 приводит к запиранию транзисторов 1 и 2, что приводит к изменению знака напряжения на обмотках и его возрастанию. При этом открываются транзисторы 3 и 4. Начавшийся таким образом автоколебательный процесс обуславливает повышение тока потребления и соответствующее увеличение падения напряжения на внутреннем сопротивлении источника постоянного тока, которое должно иметь определенную расчетную величину. В результате напряжение на входе преобразователя уменьшается настолько, что стабилитрон 5 обесточивается и на последующую работу преобразователя не влияет.

В связи с тем, что для транзисторов 3 и 4, включенных по схеме с общей базой, предельное значение коэффициента усиления по току равно единице, коллекторные токи этих транзисторов, а следовательно, и сквозные токи, протекающие в момент переключения по цепи: эмиттер-коллектор транзистора 1 и коллектор-база транзистора 3, а также по цепи: база-коллектор транзистора 4 и коллектор-эмиттер транзистора 2, не превышают значения тока эмиттера транзисторов 3 и 4. Последнее определяется величиной токоограничивающих сопротивлений 13, 14 и выбирается приблизительно равным значению коммутируемого тока.

Таким образом, предлагаемый преобразователь постоянного напряжения в переменное не имеет ограничения по величине коммутируемого тока и, следовательно, выходной мощности, обусловленного наличием сквозных токов, что повышает надежность преобразователя. Дополнительным преимуществом является устойчивость запуска преобразователя постоянного напряжения в переменное, обеспечиваемого за счет включения стабилитрона между базами транзисторов перекрестно расположенной пары мостовой схемы, включенных по схеме с общим эмиттером и противоположных по типу проводимости. Когда транзисторы, включенные по схеме с общей базой, применяют одного типа проводимости, необходимо увеличить число обмоток управления трансформаторов.

Использование: в устройствах вторичного электропитания. Сущность: преобразователь постоянного напряжения в переменное содержит четыре транзистора 1 - 4, соединенные в схему мостового коммутатора, трансформатор 6, токоограничивающие резисторы 11 - 14, стабилитрон 5. В преобразователе увеличение выходной мощности, КПД и надежности достигается ограничением сквозных токов при коммутациях токов транзисторов 1 - 4 путем включения транзисторов 3, 4 одной перекрестно расположенной пары мостовой схемы по схеме с общей базой, а другой пары 1, 2 с общим эмиттером. 1 ил.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ, содержащий четыре транзистора, соединенных в схему мостового коммутатора, трансформатор с обмоткой, подключенной к выходным выводам, и обмотками обратной связи, включенными между базами и эмиттерами соответствующих транзисторов через токоограничивающие резисторы, отличающийся тем, что, с целью увеличения выходной мощности, КПД и надежности, транзисторы одной перекрестно расположенной пары мостовой схемы включены по схеме с общей базой, а другой пары с общим эмиттером, при этом транзисторы пары с общим эмиттером противоположны по типу проводимости, а между их базами включен стабилитрон.