Однотактный инвертор Советский патент 1992 года по МПК H02M7/538 

дополнительную цепочку, состоящую из последовательно соединенных второго диода и корректирующего дросселя, ко второму выводу входного дросселя.

В цепь второй дополнительной цепочки может быть последовательно включена дополнительная обмотка выходного трансформатора или дополнительная обмотка входного дросселя.

Кроме того, в цепь первичной обмотки выходного трансформатора может быть последовательно включен введенный дополнительный дроссель.

- На фиг. 1 представлена принципиальная схема предлагаемого однотактного инвертора; на фиг. 2, 3, 4 - варианты ее исполнения.

Однотактный инвертор содержит входной дроссель 1, силовой транзистор 2 и выходной трансформатор 3. Первичная обмртка 4 трансформатора 3 через разделительный конденсатор 5 соединена с силовыми выводами силового транзистора 2, а вторичная обмотка 6 соединена с нагрузкой 7. Фиксирующий диод 8 катодом подключен к точке соединения входного дросселя 1 и входного вывода однотактного инвертора, а анодом - к точке соединения разделительного конденсатора 5 и первичной обмотки 4 трансформатора 3, а также блок управления 9. Параллельно первичной обмотке 4 трансформатора 3 подключена первая дополнительная цепочка, состоящая из последовательно соединенных первого диода 10 и корректирующего конденсатора 11. Точка соединения первого диода 10 с конденсатором 11 подключена через вторую допрлнительную цепочку, состоящую из последовательно соединенных второго диода 12 и корректирующего дросселя 13, ко второму выводу входного дросселя 1.

В цепь второй дополнительной цепочки может быть включена последовательно дополнительная обмотка 14 выходного трансформатора 3 (фиг. 2).

Кроме того, в цепь второй дополнительной цепочки может быть включена последо- вательно дополнительная обмотка 15 входного дросселя 1 (фиг. 3).

Кроме того, в цепь п ервичной обмотки выходного трансформатора 4 может быть последовательно включен введенный дополнительный дроссель 16 (фиг. 4).

Однотактный инвертор (фиг. 1) работает следующим образом.

При подключении входных выводов инвертора к источнику питания, когда блок управления 9 еще не работает, начинается процесс заряда разделительного конденсатора 5 по цепи: плюсовой входной вывод 1 - 5 - 4 - минусовой входной вывод. При этом конденсатор 5 заряжается до напряжения, равного напряжению питания инвертора ЕПИТ. Кроме того, происходит заряд

конденсатора 11 по цепи: плюсовой входной вывод -1-5-10-11- минусовой входной вывод.

При oткpытo 4 силовом транзисторе 2 происходит передача энергии, накопленной

в разделительном конденсаторе 5, в нагрузку 7 через трансформатор 3. Кроме того, в момент включения силового транзистора 2, заряженный на предыдущем этапе работы инвертора конденсатор 11 разражается по

цепи: 11 -12-13-2-11.

При зап |рании силового транзистора 2 происходит заряд разделительного конденсатора 5 и передача в нагрузку 7 через трансформатор 3 энергии, накопленной во

входном дросселе 1.

Кроме того, в момент запирания силового транзистора 2, начинается процесс заряда-конденсатора 11 по цепи: 4- 10- 11-4. Благодаря указанному процессу заряда

корректирующего конденсатора 11, напряжение на силовом транзисторе 2 нарастает замедленно, что улучшает траекторию его переключения и уменьшает импульсную мощность, рассеиваемую в силовом транзис оре 2 во время его выключения. По окончании процесса заряда, напряжение на корректирующем, конденсаторе 11 достигает значения Епит.

Часть энергии индуктивности рассеяния обмотки 4, накопленной в трансформаторе 3, через фиксирующий диод 8, открытый за счет ЭДС самоиндукции, отдается в питающую сеть. Напряжение на первичной обмотке 4 трансформатора 3 при

этом фиксируется на уровне Епит, а напряжение, прикладываемое к коллектору силового транзистора 2 - на уровне 2Епит (среднее напряжение на разделительном конденсаторе 5 поддерживается на уровне

Епит).

В очередной момент включения силового транзистора 2 конденсатор 11, заряженный до напряжения Епит, разряжается по

цепи: 11 -12-13-2-.il. Благодаря наличию в данной цепи дросселя 13, ток разряда конденсатора 11 нарастает замедленно и достигает своего максимального значения позже момента включения силового транзистора 2. Благодаря этому уменьшена импульсная мощность, рассеиваемая в силовом транзисторе 2 в момент его включения. Во время разряда конденсатора 11 происходит накопление энергии в дросселе 13.

После того, как конденсатор 11 разрядится до нуля, под действием ЭДС самоиндукции напряжение на дросселе 13 изменяет знак. Происходит перезаряд конденсатора 11 по цепи 11-12-13-2-11. При этом обратное напряжение на конденсаторе 11 достигает значения Епит.

При запирании силового транзистора 2 происходит процесс, аналогичный описанному.

Далее процессы в инверторе периодически повторяются с частотой коммутации силового транзистора 2.

На фиг. 2 в цепь разряда конденсатора 11 введена дополнительная обмотка 14 выходного трансформатора 4, а на фиг. 3 дополнительная обмотка 15 входного дросселя 1. Это необходимо для обеспечения полного перезаряда конденсатора 11 в случаях, когда энергии дросселя 13 недостает для полного перезаряда конденсатора 11.

Предпочтительный вариант применения инвертора по фиг. 2 или фиг. 3 определен конструкторскими особенностями инвертора (значением выходной мощности, требованиями электробезопасности, конструкцией трансформатора и дросселя и т.д.).

На фиг. 4 последовательно с первичной обмоткой 4 выходного трансформатора 3 включен дополнительный дроссель 16. Благодаря его введению, улучшен передний фронт тока силового транзистора 2 (за счет уменьшение давления паразитных емкостей обмоток выходного трансформатора). Кроме того, дроссель 16 уменьшает реактивную мощность разделительного конденсатора 5 (за счет увеличения длительности фронта тока, протекающего через конденсатор 5).

В том случае, когда нагрузка инвертора носит нелинейный характер (например, + С

выпрямитель с L CD-фильтром), введение дросселя 16 позволяет уменьшить влияние конечного времени восстановления обратного сопротивления диодов выпрямителя и

фильтра, что уменьшает .потери на переднем фронте тока силового транзистора 2, а следовательно повышает КПД и надежность инвертора.

Формула изобретения

1. Однотактный инвертор по авт. св. Ns 1598088, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и надежности путем уменьшения динамических потерь в силовом транзисторе, параллельно первичной

обмотке выходного трансформатора подключена первая дополнительная цепочка, состоящая из последовательно соединенных первого диода и корректирующего конденсатора, причем точка соединения

первого диода с корректирующим конденсатором подключена через цепь второй дополнительной цепочки, состоящей из последовательно соединенных второго диода и корректирующего дросселя, ко второму ,

выводу входного дросселя.

2.Инвертор по п. 1,отличающийс я тем, что выходной трансформатор снабжен дополнительной обмоткой, включенной последовательно в цепь второй дополнительной цепочки.

3.Инвертор поп. 1,отличающийс я тем, что входной дроссель снабжен дополнительной обмоткой, включенной последовательно в цепь вторрй дополнительной цепочки, i

4.Инвертор поп. 1,отличающийс я тем, что в цепь первичной обмотки выхрдного трансформатора последовательно

включен введенный дополнительный дроссель.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания, автоматики и электропривода. Цель изобретения - повы-\шение КПД и надежности путем уменьшения динамических потерь в силовом транзисторе. Параллельно первичной обмотке 4 выходного трансформатора 3 включена первая цепочка из последовательно соединен- -ных корректирующего конденсатора 11 и первого диода 10, которая исключает потери мощности при выключении силового транзистора 2. Перезаряд корректирующего конденсатора 11 происходит при включении силового транзистора 2 через корректирующий дроссель 13 и второй диод 12. Фиксирующий диод 8 ограничивает напряжение на силовом транзисторе 2 после его запирания на уровне напряжения источника питания. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.слсИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания, автоматики и электропривода.Известен однотактный инвертор, содержащий входной дроссель, соединенный первым выводом с первым входным выводом инвертора, а вторым выводом через силовой транзистор - со вторым входным выводом инвертора, параллельно силовому транзистору включены последовательно соединенные разделительный конденсатор и первичная обмотка выходного трансформатора, вторичная обмотка которого подключена к выходным выводам инвертора, фиксирующий диод, включенный между точкой соединения разделительного конденсатора с первичной обмоткой вь|ходного трансформатора и первым входным выводом инвертора в направлении проводимости, встречном по отношению направлению проводимости силового транзистора.Недостатками известного инвертора являются невысокая КПД и надежность, обусловленные большими потерями мощности при переключении силового транзистора и неблагоприятной формой траектории его переключения.Целью изобретения является повышение КПД и надежности инвертора путем уменьшения динамических потерь в силовом транзисторе.Поставленная цель достигается тем. что в однотактном инверторе параллельно первичной обмотке выходного трансформатора подключена первая дополнительная цепочка, состоящая из последовательно соединенных первого диода и конденсатора, причем точка соединения первого диода с конденсатором подключена через вторуюCJо ою>&ю

/7//У77

/J

fn

- 0(pus.i

«о

vo

-Й

о

4UJ

г

7

«4J

/

00

о

о

о

-f

Ul

7

hr, CM

7

о I

(PU2. 4