Однотактный инвертор Советский патент 1993 года по МПК H02M7/538 

ЙЙ2/Изобретение:дтносится к электротехнику и быть использовано в системах

-электропитания для преобразования посто- янмо го напряжения в переменное...

Цель изобретения - стабилизация вы- 5 ходногр напряжения ;при изменении :на,груз -У Ф 4 Л-- ::{--- 1 - - - - : . . „- :: - Дл-я этого - в рд нрта н ый WHsepToipi.

р аЩий сил овой транзистор, шунтирован- i ныв встречно включенным первым дирдом и | 10 подключенныйэмиттером к первому входному выводу инвертора, резонансный контур из параддел нр срединенных контурных дросселяi и конденсатора, включенных между выхрдныкш выводами инвертора, и раз- 15 делительный дроссель, введен (автотрансформатор, обмотка которого началом совдинена с коллектором транзистору, концом - с вторым входным выводом инвертора, а отводом - через последова- 20

тельносоединвяиые разделительный дроссель и введенный второй диод с первым выходным выводом инвертора, второй выходной вывод которого подкл ючен к коллектору силового транзистора, причем 25 последовательно 0 цепь контурного дросселя включен введенный третий диод, а первый выходной вывод инвертора через введённый четвертый диод соединен с вторым входным выводом инвертора,30

Решение позволяет поддерживать выходное напряжение на уровне питающего напряжения в широком диапазоне изменения нагрузки за счет рекуперации избыточной энергии реактивных элементов через 35 диоды в источник питания и исключить пе- реколебания в параллельном контуре. При этом контурный дроссель выполняет роль накрпителя энергии за время открытого состояния транзистора, а автотрансформатор 40 ; выполняет функцию преобразования иапряжения. В этом случае форма выходного

напряжения определяется; одна полуволна - индуктивностью намагничивания автотрансформатора, разделительным дросселем и 45

конденсаторЬм, другая полуволна - контурным дросселем и конденсате ром, Изобрете- позволяет выравнивать скорости заряда, и перезаряда конденсатора,.что . практически недостижимо п ри исл ол ьзоеа- 50 нйи одного трансформатора. Кроме того, за

счет уменьшения тока, проходящего через дополнительный дроссель, выключение транзистора будет происходить при малом токе, что также благоприятно сказывается 55

на условиях выключения транзистора.

;: На фиг. 1 представлена схема однотэктного инвертора: на фиг. 2 - диаграммы сиг-.налов. Инвертор содержит силовой

; транзистор 1, соединенный с источником

питания 2 через автотрансформатор 3, часть обмотки соединена с резонансной последовательной цепью, состоящей из разделительного дросселя 4, второго диода 5 и конденсатора 6, к выходам которого подключена нагрузка 7. Конденсатор 6 подключен через четвертый диод 8 параллельно всей обмотке автотрансформатора 3. Встречно параллельно транзистору 1 включен первый диод 9, параллельно конденсатору б включена последовательная цепь из дросселя 10 и третьего диода 11. При этом диоды 5 и 11 включены согласно.

На фиг. 2 показаны диаграммы сигналов, где а - управляющее напряжение Оупр на.транзисторе 1; б - напряжение на конденсаторе 6; в - напряжение на дросселе ТО; г-ток коллектора транзистора 1; д - напряжение на коллекторе транзистора 1.:

Устройство работает следующим образом.-: - --.- : ..-;. : - /. ; ; ; ; / ; - / .

В установившемся режиме работы при выключенном состоянии транзистора Г энергия в индуктивных элементах 3 и 4 отсутствует, напряжение на конденсаторе б равно (-Е). В момент времени tb сигналом управление (фиг. 2, а) включается транзистор 1 и напряжение источника 2 прикладывается ко всей обмотке автотрансформатора 3 и через часть рбмотки к зарядной цепи 4,5. 6. В обмотке автотрансформатора 3 тох под- магничивания нарастает линейно, конденсатор 6 резонансно перезаряжается через дроссель 4 и диод 5. После разряда конден- сатора 6 до нулевого значения (момент г фиг. 2) происходит одновременное наколле; ние энергии в контурном дросселе 10 через диод 11 и в конденсаторе 6. При этом в нагрузке 7 форма напряжения соответствует форме напряжения на конденсаторе 6 (фиг. 2, б). При достижении напряжения на конденсаторе 6, равного питающему напряжению Е (момент ta) рост напряжения на конденсаторе 6 прекращается, избыточная энергия дросселя 4 обеспечивает дальнейший рост тока в дросселе 10 и частично рекуперируется в источник питания 2 через диод 8 при превышении током дросселя 4 суммарного тока намагничивания автотрансформатора 3 и дросселя ТО. Различный режим работы дросселя 4с момента времени t j определяется отношением части обмотки автотрансформатора 3 ко всей обмотке.

После снятия управляющего сигнала Uynp ко всей обмотке автотрансформатора 3 прикладывается через диод 8 напряжение конденсатора 6, который разряжается одно- временно по цепи: диод 8 - обмотка автотрансформатора 3 - конденсатор 6 и по цепи: диод 11 - дроссель 10. При этом увеличивэется ток намагничивания автотрансформатора 3 и дросселя 10. Скорость напряжения.на конденсаторе 6 определяет скорость нарастания напр;яжения натр нзисторе 1 во время выключения. После до- стиженйя нарастания на конденсаторе 6 нулевого значения (и) начинается e oniBpe заряд токами дросселя 10 и обмотки аШто- трансформатрра 3. Конденсатор & перезаряжается в обратной полярности (по- лярность указана аскобхах). При этом энергия дросселя 10. обмотки а тотранс |юрматой8 отдается в конденсатор 6, который заряжается до напряжения (-Ё) источника питании 2, $ дроссели 4,10 разряжены. С подачей следу- ющего импульса управления (ts-t) процесс повторяется.У:

Выбором параметров элементов схемы и уп равлением времени открытого состоя- ния транзистора 1 достигается синусов дальная форма напряжения на конденсаторе 6, до минимума сводятся потери в транзисторе 1 при переключениях. Форма его напряжения приведена на фиг. 2, д. }. ;::- ;

Фор мула и р€ рете+1хи я : : 6днотактный инвертор, содержаший; с йлорой гранзистор, шунтирр айн й; встречно включенным первым дйрдоМ подключённый эмиттером к первому вХрА- ному выводу инвертора, р)в:зонаненый Kpjrt тур из параллв ь;нр срединительнУ контурных д|юсселя и конденсатора, вклнх1 ценных ых«адн м 1 lait ft/s vMvdr тора, и разделитвл1 ный дроссель, отлича- ю щи и с я с целью стабилизации вуход«ого нвпряжеяяя пр# и емении W

которого нведлойаиямнвмв с коляекторо транз тора, кон - с втор«м входныШ выаддвм инвертора, « отвввом - через но- с/гедоввтвлыно соадтйш р«ЗДвл «ель- мый щюссвя « введа«« а второй диад с пердаа«мвыходм1 аыео « РторвчВто- роа выходнойвмвед «rropt ro подаслдац и к коллектору силового транзисторе, причем посяедоаател ьмв в цепь ко«турноп дрюес. ля включен введенный третей диоД, а первый выходной вывод инвертора через введенныл четвертый диод соединен с вторым входным выводом инвертора.

Использование: преобразование постоянного напряжения в переменное в систеMiax вторичного электропитания. Сущность изобретения: подключение; конденШтЬра 6 мёрез разделительный дроссель 4 и диод 5 к части обмотки автотрансформатора 3 И через диод 8 паралпельнр все обмотке, а та(к- же подключение паралл яьнЬ контурному конденсатору б через диод 11 тнтурного дросселя 10 рбеспечиваёт rtepepacrfp eiae/ie- ние энергии обмотки 3 автотрансформатЬ- ра. Форма напряженияТ;на Контурном конденсаторе 6 близка к синус зйдальной. Диоды 8 и 9 фиксируют йапряжёнйе на нЈ грузке 7 при измененим ее сопротивления благодаря рекуперации избытка энергия контура в источник 2 питания. 2 ил.; ,« -Ё