Двухтактный инвертор Советский патент 1991 года по МПК H02M7/538 

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

Цель изобретения - повышение КПД при повышенном уровне входного напряжения.

На чертеже изображена электрическая схема двухтактного инвертора.

Инвертор состоит из силовых транзисторов 1 и 2, коллекторы которых подсоеди- нены к крайним выводам первичной обмотки 3 выходного трансформатора 4, отвод от средней точки которой подключен к второму входному выводу. Эмиттеры Силовых транзисторов 5 и 6, эмиттеры которых подключены к первому входному выводу инвертора, а сазы - к коллекторам блокирующих транзисторов 7 и 8, зашунтированных

диодами 9 и 10, а также через резисторы 11 и 12 - с крайними выводами вторичной обмотки 13 управляющего трансформатора 14, отвод от средней точки которой соединен с эмиттерами транзисторов 5 -8. Базы транзисторов 7, 8 соединены через резисторы 15 и 16 со своими эмиттерами и через цепочка из параллельно включенных резисторов 17 и 18 и конденсаторов 19 и 20 - с катодами диодов 21 и 22, аноды которых подключены к одним из разноименных выводов блокирующих обморок 23 и 24 выходного трансформатора 4, другие выводы которых подключены к выводам обмотки 13 управляющего трансформатора 14. К этим ее выводам обмотки 13 подключены, кроме того, через цепочки из параллельно соединенных резисторов 25 и 26 и диодов 27 и 28 базы

о

00

о

х|

Осиловых транзисторов 1 и 2, Первичная обмотка 29 подключена к задающему генератору 30. Вторичная обмотка 31 выходного транзистора 4 подключена к нагрузке 32.

Инвертор работает следующим образом.

В установившемся режиме при полярности напряжения на обмотке 13 управляющего трансформатора 14 (указана без скобок) силовой транзистор 1 и коммутирующий транзистор 5 открыты, а силовой транзистор 2 и коммутирующий транзистор 6 закрыты. Транзисторы 7 и 8 закрыты, так как напряжение на обмотках 23 и 24 компенсируются равным им напряжениями на половинах вторичной обмогки 13 трансформатора 14. Диоды 21 и 22 находятся в непроводящем состоянии. Диод 9 находится в непроводящем состоянии, а диод 10- в проводящем состоянии, ограничивая напряжение эмиттер-база низковольтного быстродействующего транзистора 6 на уровне прямого падения напряжения на этом диоде и одновременно защищая транзистор 8 от инверсного включения. При смене полярности напряжений на обмотке 13 выходного трансформатора 14 к базам транзисторов 1 и 5 прикладывается отрицательное напряжение. Высокочастотный транзистор 5 при этом закрывается раньше силового транзистора 1 и разрывает таким образом цепь его эмиттера от входного вывода. Поэтому транзистор 1 закрывается через диод 27, находящийся в проводящем состоянии, и переход база-коллектор, что обеспечивает форсирование процесса закрывания транзистора 1 в более безопасный режим, позволяющий использовать более высокое входное напряжение. На время переходного процесса закрытия транзистора 1 полярность напряжений на обмотках выходного трансформатора 4 сохраняется прежней, поэтому напряжение на половине обмотки 13 трансформатора 14 оказывается включенным согласно с напряжением обмотки 24 трансформатора 4 и оказывается приложенным через проводящий диод 22, цепочку из резистора 18 и конденсатора 20 к базе вспомогательного транзистора 8, который открывается и блокирует подачу отпирающего напряжения на базу транзистора 6 через резистор 12. Конденсатор 20 при этом ускоряет указанное блокирование. Транзистор 6 поэтому остается закрытым, в связи чем цепь эмиттера силового транзистора 2 оказывается разорванной и он остается в запертом состоянии, несмотря на подачу отпирающего напряжения на его базу через резистор 26. После окончания процесса рассасывания неосновных носителей транзистор 1 закрывается, что вызывает изменение полярности напряжений на обмотках трансформатора 4, при этом транзистор 8 закрывается, а транзистор 6 открывается, и вместе с ним открывается транзистор 2. Напряжение обмотки 13 трансформатора 14 и напряжения на обмотках 23 и 24 трансформатора 14 оказываются включенными встречно и компенсируют друг друга. В последующий полупериод процессы протекают аналогично: закрывается транзистор 6 и транзистор 2, а на время, необходимое для этого, открывается транзистор 7 суммой напряжений половины обмотки 13 транзистора 14 и обмотки 23 трансформатора 4 через диод 21, резистор 17 и ускоряющий конденсатор 19. В связи с этим блокируется подача отпирающего напряжения на базу транзистора 5

через резистор 11. Транзистор 1 поэтому оказывается закрытым через закрытый транзистор 5 на время переходного процесса закрывания транзистора 2 и исключаются благодаря этому сквозные токи через транзисторы 1 и 2.

Таким образом, предлагаемый инвертор имеет более высокий КПД, так как в результате задержки включения одного силового транзистора на время переходного

процесса закрытия другого исключается режим сквозных токов, что приводит к уменьшению динамических потерь мощности.

Кроме того, выключение силовых транзисторов с размыканием цепи эмиттера расширяет область безопасной работы в сторону повышенных напряжений.

Формула изобретения Двухтактный инвертор, содержащий

два силовых транзистора, каждый из которых по цепи эмиттера соединен с первым входным выводом инвертора, коллектором -ссоответствующим крайним выводом первичной обмотки выходного трансформатора, отвод от средней точки которой соединен с вторым входным выводом инвертора, а базой - через встречно включенный первый диод с соответствующим крайним выводом вторичной обмотки управляющего трансформатора, отвод от средней точки которой подключен к первому входному выводу инвертора, причем каждая из двух расположенных на выходном трансформаторе блокирующих обмоток

подключена одним выводом к соответствующему крайнему выводу вторичной обмотки управляющего трансформатора, а другим выводом - к первому выводу цепочки, состоящей из последовательно соединенных первого резистора и второго диода, а к базе каждого

силового транзистора первым выводом подключен второй резистор, отличающий- с я тем, что. с целью повышения КПД при повышенном уровне входного напряжения, введены два коммутирующих и два блокирующих транзистора, имеющие одинаковый с силовыми транзисторами тип проводимости, два конденсатора, два третьих и два четвертых резистора, причем каждый коммутирующий транзистор включен согласно последовательно в цепь эмиттера силового

0

транзистора и шунтирован по входной цепи блокирующим транзистором, база которого соединена с вторым выводом указанной цепочки, а коллектор через третий резистор соединен с крайним выводом вторичной обмотки управляющего трансформатора, к которому подключен также второй вывод второго резистора, при этом между базой и эмиттером блокирующего транзистора включен четвертый резистор, а параллельно первому резистору включен конденсатор.

Изобретена относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и автоматики. Цель изобретения - повышение КПД при повышенном уровне входного напряжения. Силовой транзистор 1 (2) открывается одновременно с коммутирующим транзистором 5 (6) при появлении отпирающего напряжения на половине вторичной обмотки 13 управляющего трансформатора 14. Запирание силового транзистора 1 (2) происходит путем размыкания цепи его эмиттера посредством запирания быстродействующего низковольтного коммутирующего транзистора 5 (б). Отп-лрание силового транзистора 2 (1) другого плеча происходит после реверса полярности напряжения на блокирующих обмотках 24 (23) и запирания при этом блокирующих транзисторов 8 (7), благодаря чему исключаются сквозные токи и уменьшаются потери мощности в силовых транзисторах 1 (2). Первые диоды 27 (28) обеспечивают форсированное выключение силовых транзисторов 1 (2) по цепи коллектор-база. 1 ил. сл С

да