Двухтактный инвертор Советский патент 1988 года по МПК H02M7/538 

Изобретение, относится к преоб- .разовательной,технике, в частности к вторичным ис.толникам питания с преобразованием „надряжения, и может быть использовано в статических преобразователях напряжения с повышенными требованиями к их массогабаритным характеристикам и КПД. Цель - повьшение КПД. Устр-во содержит инв-ертор, выпол- ненньй по дифференциальной схеме с трансформаторным входом и выходом, на силовых транзисторах 1 и 2. При несимметричном режиме перемагничивания сердечника выходного трансформатора 17 ток коллектора одного из силовых транзисторов 1 или 2 резко увеличивается. Транзистор выходит из режима насыщения, что приводит к увеличению напряжения на его база-эмиттерном переходе, которое фиксируется датчиком несимметрии, прекращающим нарастание коллекторного тока соответствую-а щего силового транзистора. 2 ил. (Л

00 ос сд

00

о ;о

нике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и автоматики для преобразования постоянного напряжения в переменное посред- свом двухтактных инверторов.

Цель изобретения - повьшение КПД.

На фиг. 1 показана принципиальная схема предложенного преобразователя; на фиг. 2 - диаграммы напряжений, поясняющие его работу.

Двухтактный инвертор (фиг. 1) с трансформаторным входом и выходом со10

При несимметричном режиме перемаг- ничивания сердечника выходного трансформатора ток коллектора одного из силовых транзисторов имеет ярко выраженный увеличивающийся пик (фиг.2г). При этом транзистор постепенно выходит из режима насыщения и на нем увеличивается падение напряжения (фиг. 2в). Такое увеличение приводит к увеличению напряжения на базаэмит.терном переходе по отношению к номинальному напряжению, хранящемуся в ЭВХ. При превышении этого значения держит силовые транзисторы 1 и 2, ба- is компаратор 14 или 15 формирует пере- зы которых 4ерез диоды 3 и 4 подклю- пад напряжения (фиг. 26), передающий- чены к дополнительной обмотке 5 управ- ся через логический элемент ИЛИ 16 на ляющего трансформатора 6, средняя вход триггера 8. Происходит переброс точка которой через дополнительный триггера 8 и открытие дополнительно- транзистор 7 соединена с общей шиной, 20 ° транзистора 7, которьй закрывает причем база дополнительного транзис- силовой транзистор до окончания полутора 7 подключена к выходу RS-тригге- ра 8, один вход которого через последовательно соединенные двухполупери- одный выпрямитель 9 и конденсатор 10 подключены к вспомогательной обмотке 11 входного трансформатора 6. Входы элементов выборки и хранения (ЭВХ). 12 и 13 подключены к первому входу компараторов 14 и 15, выходы которых через логический элемент ИЛИ 16 соединены с другим входом триггера 8. Вторые входы компараторов 14 и 15 соединены с соответствующими база-эмиттерными переходами силовых транзисторов 1 и 2. Выходное . напряжение снимается с любой из обмоток выходного трансформатора 17.

Двухтактный инвертор работает следующим образом.

; При подаче на вход устройства управляющего напряжения на всех обмотках входного трансформатора 6 наводится прямоугольное напряжение, причем с одной из обмоток это напряжение поступает на управляющие переходы переключающих транзисторов 1 и 2. База-змиттерное напряжение поступает на вход ЭВХ, который запоминает напряжение Ug, поступающее на один из входов компараторов 14 и 15. При симметричном режиме величина Ug, не превьшает U, и форма тока коллектора практически прямоугольна. Такой режим не приводи к срабатыванию компараторов и триггера 8, что соответствует отключенно - му состоянию устройства симметрирования.

При несимметричном режиме перемаг- ничивания сердечника выходного трансформатора ток коллектора одного из силовых транзисторов имеет ярко выраженный увеличивающийся пик (фиг.2г). При этом транзистор постепенно выходит из режима насыщения и на нем увеличивается падение напряжения (фиг. 2в). Такое увеличение приводит к увеличению напряжения на базаэмит

периода и прекращает нарастание тока коллектора. На выходе триггера 8 формируется импульс напряжения

(фиг. 2д). В выходном напряжении образуется пауза (фиг. 2е), а ток колп лектора будет ограничен до безопасной величины. При смене полярности управляющего напряжения триггер 8 обнуляется и все процессы повторяются. Аналогично протекают процессы при управляющем напряжении вида с паузой на нуле, причем дополнительный транзистор 7 может выполнять одновременно две функции - исполнительный элемент формирователя ШИМ-сигнала и формирователь сигналов с равными вольтсекундными интегралами. В качестве ЭВХ используетсяi

обычный конденсатор, а диод (включенный последовательно или параллельно) необходим для исключения влияния полярности управляющего напря

жения.

.

Таким образом, база-эмиттерный переход позволяет получить информацию о электромагнитном режиме трансформатора, что позволяет значитель-. но повысить КПД инвертора за счет исключения несимметрии из силовой цепи инвертора.

Формула изобретения

Двухтактный инвертор, содержащий два силовых транзистора, .выходной трансформатор и задающий генератор с управляющим трансформатором, к которому подключен узел одновременно

го запирания силовых транзисторов с дополнительным транзистором, цепь управления которого соединена с выходом RS-триггера, один вход которого через дифференциальную цепочку соединен с выходом задающего генератора, а другой вход подключен к выходу датчика несимметрии перемагни- чивания выходного трансформатора, отличающийся тем, что, с целью повьппения КПД, датчик несимметрии перемагничивания выходного

.. S

3t

г i

н н н

653094

трансформатора выполнен в виде двух элементов ВЫБОРКА-ХРАНЕНИЕ, каждый из которых подключен входом к база- змиттерному переходу соответствующего силового транзистора, а выходом - к первому входу соответствующего компаратора, второй вход которого подключен к база-,эмиттерному 1Q переходу этого же силового транзистора, причем выходы компараторов через логический элемент ИЛИ соединены с другим входом RS-триггера.

п