Двухтактный стабилизированный инвертор Советский патент 1990 года по МПК H02M3/337 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей, повышение КПД и надежности путем форсированного запирания силовых управляемых ключей.

На чертеже показан предлагаемый инвертор.

i Между входными выводами 1 и 2 пред- я|агаемого инвертора через датчик 3 тока в ключены параллельно две цепи, каждая из которых содержит соединенные последова- тэльно первичную обмотку 4 (5) выходного тэансформатора 6, основную обмотку 7 (8) ,дросселя 9 и силовой управляемый ключ 10 ( 1), шунтированный диодом 12 (13). Транс- 4орматор 6 содержит дополнительные об- oтки 14 и 15, а дросель 9 дополнительные обмотки 16 и 17. Обмотки 14 и 16, 15 и 17 трансформатора 6 и дросселя 9 соединены последовательно и образуют парафазные обмотки цепи положительной обратной свя- з|и, их средняя точка соединена с первыми в ыводами 18 ключей 10 и 11. Свободный обмотки 16 соединен с управляющим в:Ыводом силового ключа 10 через соединенные последовательно первый резистор 19 и управляющий транзистор 20, шунтирован- (ый возвратным диодом 21. Свободный вы- вЬд обмотки 17 соединен с управляющим в ыводом силового ключа 11 через соединенные последовательно первый резистор 22 и управляющий транзистор 23, шунтирован- возвратным диодом 24. Кроме того, ука- з|анные выводы обмоток 16 и 17 через njepBbie разделительные диоды 25 и 26 под- кИючены к первому выводу последователь- Ной НС-цепи, состоящей из резистора 27 и конденсатора 28. Второй вывод RC-цепи подключен к выводам 18. К первому выводу RC-цепи подключен первый змиттер запирающего транзистора 29, коллектор которого соединен с управляющими выводами силовых ключей 10 и 11 через резистор 30 и вторые разделительные диоды 31 и 32. База запирающего транзистора 29 соединена с въ1ходным выводом компаратора 33. Датчик 3 тока выполнен в виде измерительного резистора, включенного между входным выводом 2 и первыми выводами 18 силовых ключей 10 и 11. Компаратор 33 выполнен в -В:Иде измерительного транзистора 34, база которого подключена к выводу 2, а эмиттер через резистор 35 - к выводам 18 и через. резистор 36 к источнику 37 управляющего напряжения. Коллектор измерительного транзистора 34 соединен с базой ключа 29.

Трансформатор 6 и дроссель 9 конструктивно могут быть выполнены а виде единого магнитного узла (трансформатора), в котором вторичные обмотки магнитно связаны с одним сердечником, а первичные обмотки и обмотки обратной связи имеют

5 магнитную связь с зтим сердечником и, кроме того, имеют собственный магнитный поток, не сцепленный с витками вторичных обмоток. Такое выполнение магнитного узла эквивалентно показанному на фиг.1 раз10 дельному исполнению дросселя и трансформатора.

Ключи 20 и 23 могут быть диодными. Инвертор работает следующим образом.

15 Током обмоток 14 и 16 обеспечивается поддержание открытого состояния силового ключа 10. Одновременно на управляющем электроде силового ключа 11 обеспечивается отрицательное смещение,

20 равное напряжению на обмотках 15 и 17. При возрастании тока силового ключа 10 до , величины, когда падение напряжения на резисторе 3 превышает порог отпирания базо- эмиттерного перехода транзистора 34, этот

25 транзистор открывается. Это приводит к отпиранию ключа 29, через него и диод 26 начинает протекать ток, замыкающийся в контуре, содержащем обмотки 15 и 17, базо- эмиттерный переход силового ключа 10, ди30 од 29 и резистор 30. Таким образом обеспечивается отрицательный ток управления силового ключа 10, и он форсированно запирается. При этом происходит изменение полярности напряжения на об35 мотках трансформатора 6 и дросселя 9. Во время этого на управляющих выводах ключей 10 и 11 поддерживается отрицательное напряжение, равное напряжению на конденсаторе 28. В зависимости от величины

40 напряжения управляющего источника 37 изменяется порогсрабатывания компаратора на транзисторе 34 и, следовательно, изменяется амплитуда тока, протекающего через силовые ключи.

45

Предлагаемый двухтактный стабилизированный инвертор обеспечивает повышение КПД за счет ускоренного запирания силовых ключей путем подачи на их управ50 ляющие электроды значительно большего по величине отрицательного тока управления и снижения коммутационных потерь в них, а также повышение надежности, так как отрицательный ток управления не опре55 деляется величиной емкости коммутирующего конденсатора и начального напряжения на нем. Кроме того, достаточно большое сопротивление резистора 27 позволяет перевести работу инвертора в режим релейной стабилизации среднего

значения выходного тока, что расширяет его функциональные возможности,

Формула изобретения

1. Двухтактный ста&илизированный инвертор по авт. св. №.729772. отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения КПД и надежности путем форсирован- ного запирания силовых управляемых ключей, в выходной трансформатор и дроссель фильтра введены попаредополнитель- ных обмоток, каждая из дополнительных обмоток выходного трансформатора пер- вым выводом соединена с первым выводом силового управляемого ключа, являющегося общим для его силовой и управляющей цепей, а вторым выводом через последовательно соединенные дополнительную об- мотку дросселя фильтра, введенный первый резистор и введенный управляющий транзистор, шунтированный возвратным диодом, соединена с управляющим выводом силоаого управляемого ключа, причем точки соединения дополнительних обмоток дросселей фильтра с первым резистором через введенный первый разделительный диод соединены с первым выводом введенной

последовательной RC-цепочкм и эмиттером введенного запирающего транзистора, коллектор которого через введенный резистор и введенные вторые разделительные диоды соединен с управляющими выводами силовых управляемых ключей, первые выводы которых соединены с вторым выводом последовательной RC-цепочки и через введенные третьи резисторы - с базой каждого управляющего транзистора, при этом база запирающего транзистора соединена с выходным выводом компаратора, а сопротивление первого резистора выбрано большим, чем сопротивление второго резистора.

2. Инвертор по п. 1, отличающий- с я Т2М, что компаратор выполнен в виде измерительного транзистора, коллектор которого соединен с выходным выводом компаратора, эмиттер через четвертый резистор соединен с первыми выводами силовых управляемых ключей, а база - с вход- ны.м р водом инвертора, который через источник управляющего напряжения и пятый резистор соединен также с эмиттером ;/13мерительного транзистора, при эюм датчик гокз выполнен в виде измерительного резистора, включенного между первыми выводами силовых управляемых ключей и входным выводом инвертора.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей, повышение КПД и надежности путем форсированного запирания силовых управляемых ключей. Инвертор выполнен по двухтактной схеме на силовых управляемых ключах 10 и 11, объединенных первыми выводами 18. Выходной трансформатор 6 имеет дополнительные обмотки 14, 15, а дроссель фильтра 9 - дополнительные обмотки 16, 17. С помощью запирающего транзистора 29 первых и вторых разделительных диодов 25, 26 и 31, 32 соответственно обеспечивается форсированное запирание силовых управляемых ключей 10, 11 благодаря напряжению на дополнительных обмотках 14 - 17, а также благодаря выбору сопротивления первых резисторов 19, 22 большим, чем сопротивление второго резистора 30. Выбором сопротивления резистора 27 последовательной RC-цепочки 27 - 28 можно обеспечить стабилизацию среднего значения выходного тока в релейном режиме работы инвертора. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.