Инвертор Советский патент 1991 года по МПК H02M7/538 

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

Цель изобретения - повышение КПД и надежности путем уменьшения времени переключения силового транзистора.

На фиг.1 представлена принципиальная схема двухтактного полумостового инвертора; на фиг.2 - осцилограммы токов и напряжений в установившихся режимах работы инвертора.

Инвертор (фиг.1) содержит емкостной делитель на конденсаторах 1 и 2, силовые транзисторы 3 и 4, управляющие переходы которых зашунтированы последовательно соединенными первым резистором 5 (6) и запирающими конденсаторами 7 (8). Первые резисторы 5 (6) зашунтированы разряд- ными диодами 9 (10) и запирающими транзисторами 11 (12), управляющие электроды которых подключены через формирователь 13 (14) коротких импульсов к третьим вторичным обмоткам 15 (16) управляющего трансформатора 17. Запирающие конденсаторы 7 (8) зашунтированы резисторами 18 (19) и через выпрямительные диоды 20 (21) подключены к первой вторичной обмотке 22 (23) трансформатора 17. Вторая вторичная обмотка 24 (25) трансформатора 17 через последовательно соединенные блокирующий диод 26 (27) и второй резистор 28 (29), шунтированные последовательно соединенными форсирующими конденсаторами 30 (31) и резисторами 32 (33), подключены к управляющим выводам силовых транзисторов 3 (4). Нагрузка 34 подключена к вторичной обмотке силового трансформатора 35. Инвентор может быть выполнен также и по мостовой или любой другой известной схеме.

Система 36 управления вырабатывает двухполярные импульсы, модулируемые по длительности, которые управляющим трансформатором 17 передаются в цепи управления силовых транзисторов 3 и 4.

Инвертор работает следующим образом.

Если в момент ti (фиг.2а) на выводвх обмоток 22 и 24 (фиг.1) трансформатора 17, обозначенных точкой, наводится положительный потенциал Ui по отношению к выводам обмотки без точки, то транзистор 3 в это время форсированно опирается значительным по величине током зз заряда конденсатора 30 (интервал ti-t фиг.26) по цепи вывод обмотки 24 (обозначенный точкой), конденсатор 30, резистор 32, переход затвор - исток транзистора 3, конденсатор 7, вывод обмотки 24 без точки. После заряда конденсатора 30 величина тока затвора

транзистора 3 ограничивается сопротивлением резистора 28 до момента выключения (интервал t2-t3 на фиг.2б). Обмотка 22, диод 20, конденсатор 7 и резистор 18 представляют собой источник напряжения с малым внутренним сопротивлением. Число витков обмотки 24 выбирается большим числа витков обмотки 22 на такую величину, чтобы обеспечить экономичное управление тран0 зистором 3 в открытом состоянии (интервал ti-ts). Вследствие встречного включения двух источников напряжения (интервал ti- ta) ток затвора транзистора 3 определяется разностью напряжений на обмотке 24 и кон5 денсаторе 7, а также сопротивлением резистора 28. В момент гз напряжение на обмотках трансформатора равно нулю (пауза). Формирователь 13 импульсов в этот момент открывает транзистор 11 и

0 форсированно запирает транзистор 3 по цепи: нижний (по схеме фиг.1) вывод конденсатора 7, управляющий переход транзистора 3, транзистор 11, верхний вывод конденсатора 7.

5 В интервале тз-14 (фиг.2б) будет протекать обратный ток управляющего перехода. Формирвоатель импульсов 13 работает таким образом, что к моменту очередного включения транзистора напряжением Узз

0 (ts фиг.2в) транзистор 11 оказывается надежно запертым.

В момент включения силового транзистора 3 происходит разряд выходной емкости транзистора по цепи: сток - исток

5 транзистора 3, конденсатор 7, диод 9, затвор транзистора 3 и ограничение напряжения на затворе на допустимом уровне, что повышает надежность работы схемы.

При смене полярности управляющего

0 напряжения происходит форсированное опирание силового транзистора 4, а силовой транзистор 3 остается в запертом состоянии. При этом процессы в преобразователе протекают аналогично описанному ранее.

5 Формула изобретения

1. Инвертор, содержащий силовые транзисторы, к входной цепи каждого из которых подключена цепочка, состоящая из последовательно соединенных запирающе0 го транзистора, шунтированного первым резистором, и запирающего конденсатора, соединенного первым выводом с одним из силовых выводов силового транзистора и подключенного через выпрямительный ди5 од к первой вторичной обмотке управляющего трансформатора, вторая вторичная обмотка которого первым выводом соединена через последовательно соединенные блокирующий диод и второй резистор с управляющим выводом силового транзистора,

а вторым выводом - с выводом первой вторичной обмотки управляющего трансформатора, отличающийся тем. что, с целью повышения КПД и надежности путем уменьшения времени переключения силового транзистора, первая и вторая вторич- ныеобмоткиуправляющего

трансформатора включены встречно по отношению друг к другу, их точка соединения подключена к второму выводу запирающего конденсатора, выпрямительный диод соединен одним выводом с первым выводом запирающего конденсатора, запирающий

0

транзистор шунтирован введенным встречно включенным разрядным диодом, входная цепь запирающего транзистора через введенный формирователь коротких импульсов подключена к введенной третьей вторичной обмотке управляющего трансформатора.

2. Инвертор поп.1,отличающий- с я тем, что между первым выводом второй вторичной обмотки управляющего трансформатора и управляющим выводом силового транзистора включена форсирующая последовательная RC-цепочка.