Полумостовой инвертор Советский патент 1989 года по МПК H02M7/538 

i (Л

4i СО

ОО

31494

Инвертор содержит емкостньп делитель напряжения на конденсаторах 1, 2, транзисторы 3, 4, защитные диоды 5, 6, токоограничивающие резисторы 7, 8, коммутирующий трансформатор 11 с обмотками 9, 10 обратной связи, силовой трансформатор 22, цепочку запуска 43. Введение в Инвертор до180 4

полнительно транзисторов 14, 15, защитных диодов 16, 17, токоог-раничи- вающих элементов 18, 19, дополни5 тельных обмоток 20, 21 коммутирующего трансформатора и соответствующих функциональных связей позволяет достичь цели изобретения. 1 3.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в устройствах и системах электропитания электронной аппаратуры. Цель изобретения - повышение надежности и КПД путем устранения асимметрии выходного напряжения. Инвертор содержит емкостной делитель напряжения на конденсаторах 1, 2, транзисторы 3, 4, защитные диоды 5, 6, токоограничивающие резисторы 7, 8, коммутирующий трансформатор 11 с обмотками 9, 10 обратной связи, силовой трансформатор 22, цепочку запуска 43. Введение в инвертор дополнительно транзисторов 14, 15, защитных диодов 16, 17, токоограничивающих элементов 18, 19, дополнительных обмоток 20, 21 коммутирующего трансформатора и соответствующих функциональных связей позволяет достичь цели изобретения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторкчных источниках питания.

Целью изобретения является повышение надежности и КПД путем устранения асимметрии выходного напряжения инвертора.

На фиг.1 приведена электрическая принципиальная схема полумостового инвертора; на фиг.2 - то же, с вариантом исполнения токоограничивающих элементов.

Полумостовой инвертор содержит конденсаторы 1, 2 емкостного делителя напряжения, последовательно соединенные транзисторы 3, 4, к уп- равляющим входам которых, зашунтиро- ванным защитными диодами 5, 6, через токоограничивающие резисторы 7, 8 подключены обмотки 9, 10 обратной связи коммутирующего трансформатора 11, последовательно соединенные подключенные к входным клеммам 12, 13 транзисторы 14, 15, к управляющим переходам которых, зашунтированным защитными диодами 16, 17, через токоограничивающие элементы 18, 19 подключены дополнительные обмотки 20, 21 кoм ryтирующего трансформатора 11, силовой трансформатор 22, первичная обмотка 23 которого вклю- чена между общей точкой конденсаторов 1, 2 и общей точкой транзисторо 14, 15, а вторичная обмотка 2А силового трансформатора 22 подключена к выходным клеммам 25, 26.

Первичная обмотка 27 трансформатора 11 соединена последовательно с резистором 28 и подключена между общей точкой транзисторов - 3, 4.

Токоограничивающие элементы 18, могут быть вьшолнены на резисторах 29, 30 или (фиг.2) на резисторах 31- 34, диодах 35-38 и дросселях 39, 40 насыщения. Параллельно защитным дио

5

0 5 0 5

дам 16, 17 могут быть подключены резисторы 41, 42.

Цепочка 43 запуска может быть выполнена на ключе 44, конденсаторе 45, токоограничивающем резисторе 46, разрядном резисторе 47 и подключена параллельно транзистору 4.

Полумостовой инвертор работает следующим образом.

В исходном состоянии ключ 44 разомкнут, конденсатор 45 через резистор 47 разряжен. При замыкании ключа 44 первичная обмотка 27 трансформатора 11, соединенная последовательно с резисторами 28, 46, подключается к конденсатору 2 (конденсатор 45 согласно законам коммутации в начальный момент коммутации можно считать замкнутым накоротко). На обмотке 10 трансформатора 11 наводится напряжение, начинается процесс лавинообразного открывания транзистора 4, двухконтактный генератор начинает работать. Конденсатор 45 выбирают таким, чтобы на рабочей частоте двухтактного генератора он являлся для этого генератора достаточно малой нагрузкой. После размыкания ключа 44 конденсатор 45 разряжается через резистор 47.

В каждом такте работы инвертора первичные обмотки 27, 23 трансформаторов 11, 22 подключены к разным конденсаторам 1, 2 емкостного делителя. При открытом транзисторе 3 открыт транзистор 15, первичная обмотка 27 трансформатора 11 подключается к конденсатору 1, а первичная обмотка 23 трансформатора 22 - к конденсатору 2. При открытом транзисторе 4 открыт транзистор 14, первичная обмотка 27 трансформатора 11 подключается к конденсатору 2, а первичная обмотка 23 трансформатора 22 - к конденсатору 1.

Пусть напряжение на конденсаторе 1 увеличилось, а на конденсаторе 2, соответственно, уменьшилось. Тогда время такта, в течение которого первичная обмотка 27 трансформатора 11 подключена к конденсатору 1, уменьшается, а время такта, в течение которого первичная обмотка 27 трансформатора 11 подключена к конденсатору 2, увеличивается. Ток через первичную обмотку 23 трансформатора 22, зависящий от тока нагрузки, подключенной к клеммам 25, 26, как правило, значительно превышает ток, протекающий через первичную обмотку 27 трансформатора 11 и зависящий от тока, протекающего через токо- ограничивающие резисторы 7, 8 и ток ограничивакщие элементы 18, 19, поэтому влиянием тока, протекающего через обмотку 27 трансформатора 11, на заряд - разряд конденсаторов 1, 2 можно пренебречь.

Поскольку в каждом такте работы двухтактного генератора первичные обмотки 27, 23 трансформаторов 11, 12 подключены к различным конденсаторам 1, 2, то время, в течение которого конденсатор 1 заряжается, а конденсатор 2 разряжается, уменьшается, а время, в течение которого конденсатор 1 разряжается и конденсатор 2 заряжается, увеличивается. Напряжение на конденсаторе 1 уменьшается.

Таким образом, в предлагаемом инверторе существует отрицательная обратная связь, которая уменьшает случайные отклонения величин напряжений на конденсаторах делителя и, соответственно, отклонения длительности тактов работы двухтактного генератора, что обеспечивает автоматическое симметрирование выходного напряжения инвертора.

Однако при использовании в качестве токоограничивающих элементов 18, 19 резисторов 29, 30 вследствие несинхронности процессов выхода из состояний отсечки и насыщения транзисторов 1Д, 15 при их переключении возможно протекание сквозных токов через эти транзит торы и выход их из строя. Эта возможность исключается в инверторе, принципиальная электрическая схема которого приведена н фиг.2.

Рассмотрим работу этого инвертор

Пусть после переключения двухтактного генератора на обмотке 20

-10

494180

трансформатора 11 от псителы1о тера транзистора 14 наводится положительное напряжение, а на обмотке 21 трансформатора 11 относительно эмиттера транзистора 15 - отрицательное напряжение. Запирающее напряжение к базе транзистора 15 будет приложено через время переключения диода 37, а открывающее напряжение к базе транзистора 14 - только через время, необходимое для ввода в насыщение дросселя 39 насьоцения. В течение этого времени транзистор 14 закрыт запирающим потенциалом, поступающим через резистор 41, так как дроссель 39 насьпдения выбран так, что время, необходимое для вВода его в насьпцение, превьшает время, необходимое для переключения диода 37 и выключения транзистора 15. Сначала закрыты оба транзистора 14, 15 и лишь затем открывается транзистор 14, в следующем такте работы двухтактного генератора сначала закрыты оба транзистора 14, 15 и лишь затем открывается транзистор 15. Таким образом, возможность протекания сквозного тока через транзисторы 14, 15 и выхода их из строя исключена.

15

20

25

30

Ф

5

0

ормула изобретения

0

5

П - L I-lii я

1 I I . лtJ

I j

7c5 LI-ii

j-.j w .,

С-З-ул /Н

1 Э t9

T-T-., «Vl I )

23