Полумостовой инвертор Советский патент 1977 года по МПК H02M7/537 

1

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано в сис темах электропитания для преобразования постоянного напряжения повышенного уровня в переменное.

Известны инверторы, содержащие управляемые ключи и ВЫХОДНОЙ трансформатор, в которых для работы на повышенны1Х входных напряжениях применены цепочки из последовательно включенных транзисторов или преобразовательных ячеек 1.

Наиболее простой такой ячейкой является полумостовая ячейка, содержащая два плеча управляемых ключей и один конденсатор 2.

Недостаток инвертора, состоящего из последовательно включенных ячеек, - неравномерность деления напряжения источника питания вследствие неодинаковости временных характеристик тран зисторюв в ячейках и внутренних сопротивлений ячеек. Поэтому входное напряжение инвертора приходится ограничивать на уровне, меньшим, чем произведение допустимого напряжения одной ячейки и числа всех ячеек.

Цель изобретения - расширение диа|пазона входных напряжений путем более

равномерного деления напряжения на управляемых ключах инвертора.

Это достигается введением цепочки из четырех согласно-последовательно соединенных диодов, включенной парашлельно цепочки из четырех согласно-последовательно соединенных управляемых ключей между входными питающими выводами инвертора. Причем средние точки этих цепочек соединены между собой, точки соединения соответствующих крайних пар диодов и ключей соединены между собой через первичную и дополнительную обмотки выходного трансформатора, а точка соединения нижней пары диодов соединена с точкой соединения верхней пары ключей через конденсатор.

На чертеже изображен предложенный инвертор, в котором в качестве управ ляемых ключей использованы транзисторы.

Инвертор содержит цепочку из четыре согласно-последовательно соединенных транзисторов , включенных между входными питающими выводами 5 и 6 инвертора, и цепочку из четырех согласно-последовательно соединенных диодов 7-10. Средние точки цепочек соединены между собой. Точка соединения диодов l9 и 10 соединена через первичную обмотку 11 выходного трансформатора 12 с точкой соединений транзисторов 3 и 4, а точка соединения диодов 7 и 8 че рез дополнительную обмотку 13 - с точ кой соединения транзисторов 1 и 2. Ме ду точкой соединения диодов 9 и 10 и точкой соединения транзисторов 1 и 2 включен конденсатор 14. Обмотки 11 и 13 имеют одинаковое число витков и включены встречно по отношению друг к другу. Вторичная обмотка 15 соединена с нагрузкой 16 инвертора. Инвертор работает следующим образом В соответствии с диаграммами управпяющих напряжений Uj - в один полупериод открыты транзисторы 1 и 4, а в другой полупериод - транзисторы 2 и 3. Если открыты транзисторы 1 и 4, ток от вывода 5 проходит через транзистор 1, конденсатор 14, первичную обмотку 11 трансформатора и транзистор 4, заряжая конденсатор. Все входное напряжение приложено к транзисторам 2 и 3. Через половину периода выходной час тоты транзисторы 1 и 4 закрываются и открываются транзисторы 2 и 3. Верх няя по схеме обкладка конденсатора 14 через транзисторы 2 и 3 оказывается подключенной к нижнему концу первичной обмотки 11. Так как длительность полупериодов одинакова , напряжение на конденсаторе 14 и обмотке 11 равно по ловине входного напряжения ( ). В промежутке времени, когда открыты транзистоЕ ы; 1 и 4, к закрытому транзистору 3 через диод 9 прикладывается напряжение обмотки 11, равное . В это время на обмотке W генерируется напряжение, указанное на схеме без скобок. Это напряжение, также равное i% /2, через диод 8 приложено к заокрытому транзистору 2. После запирания транзисторов 1 и 4 открываются транзисторы 2 и 3, а на обмотках 11 и 13 генерируется напряжение, полярность которого указана в скобках. В этот момент времени к закрытому транзистору 1 приклё1дывается напряжение обмотки 13 через диод 7, а к транзистору 4 - напряжение обмотки 11 через диод 10. Диоды 8 и 9 заперты, и к ним прикладывается обратное напряжение обмоток 11 и 13 соответственно через открытые транзисторы 2 и 3. Таким образом, напряжения, приложенные ко всем элементам инвертора, вдвое меньше входного напряжения независимо от частотных характеристик транзисчора. Формула изобретения Полумостовой инвертор, содержаошй четыре управляемых ключа, соединенных в согласно-последовательную цепочку, которая включена между выходными выводами инвертора, и связанные с ними конденсатор и выходной трансформатор, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона входных напряжений, введена цепочка из четырех согласно-последовательно соединенных диодов, включенная параллельно указанной цепочке во встречной по отношению к ней полярности, причем средние точки цепочки управляемых ключей и цепочки диодов соединены между собой, точка соединения одной пары диодов подключена через первичную обмотку выходного трансформатора к точке со- единения одной пары управляемых ключей и через конденсатор - к точке соединения другой пары управляемых ключей , а точка соединения другой пары диодов подключена через дополнительную обмотку выходного трансформатора к точке соединения другой пары управяемых ключей. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Патент США №3373398, кл.221-27, 1968. 2.МОИН B.C.,Лаптев Н.Н.Стабилизированные транзисторные преобразователи, Энергия, 1972, с.442,фиг.11-92.