Двухтактный транзисторный инвертор Советский патент 1978 года по МПК H02M7/537 

1

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано в системах электропитания для преобразования постоянного напряжения в переменное.

Известны двухтактные транзисторны преобразователи, в которых для иск.шочения одновременного открытого состояния транзисторов двух плеч в процессе переключения и повышения тем самым КПД последовательно с транзистором каждого плеча введен дроссель l и 2j .

Известен также двухтактный транзисторный инвертор, в котором роль дросселя выполняет индуктивность рассеяния первичной обмотки выходного трансформатора 3j , Причем в этой схеме трансформатор имеет две первичные обмотки, которые с обоих концов подключены к источнику питания через транзисторы.

Недостатком этой является наличие коммутационных всплесков напряжения, возникающих на закрывающемся транзисторе под воздействием индуктивности рассеяния.

Цель изобретения - повысить КПД инвертора.

Для достижения этой цели в инверторе, содержащем четыре силовых тран зистора и выходной трансформатор с двумя первичными обмотками, концы которых через транзисторы подключены к источнику питания, введены четыре возвратных диода, каждый из которых шунтирует одну первичную обмотку и один транзистор.

На чертеже изображена принципиальная электрическая схема двухтактного транзисторного инвертора.

Двухтактный транзисторный инвертор содержит источник питания, выходной трансформатор с двумя первичными обмотками 1 и 2 и одной вторичной обмоткой 3, к которой подключена нагрузка - две коммутируемые цепи 4 и 5.

Коммутируемая цепь 4 выполнена на транзисторах 6 и 7, причем между эмиттером транзистора б и коллектором транзистора 7 включена обмотка 1 таким образом, что начало ее связано с эмиттером транзистора б, а конец - с коллектором транзистора 7, Коллектор транзистора 6 и эмиттер транзистора 7 подключены к источник питания.

в базу транзистора б включена цепь управления, выполненная на базовом сопротивлении 8 и обмотке упраления 9, индуктивно связанной с выходным трансформатором заддающего ге1нератора (на чертеже не показан).

В базу транзистора 7 включена цеп управления, выполненная на базовом сопротивлении 10 и обмотке управления 11, индуктивно связанной с выходным трансформатором задающего генератора.

Между точкой соединения эмиттера транзистора б с первичной обмоткой 1 и источником питания включен диод 12 Между точкой соединения коллектора транзистора 7 с первичной обмоткой 1 и источником питан я включен диод 13.

Коммутируемая цепь 5 выполнена на транзисторах 14 и 15, причем меж ду эмиттером транзистора 14 и коллектором транзистора 15 включена обмотка 2 таким образом, что конец ее связан с эмиттером транзистора 14, а начало - с коллектором транзистора 15. Коллектор транзистора 14 и эмиттер транзистора 15 подключены к истонику питания.

В базу транзистора 14 включена . цепь управления, выполненная на базовом сопротивлении 16 и обмотке управления 17, индуктивно связанной с выходным трансформатором задающего генератора.

В базу транзистора 15 включена цепь управления, выполненная на баiaoBOM сопротивлении 18 и обмотке управления 19, индуктивно связанной с выходным трансформатором задающегс Генератора.

Между точкой соединения эмиттера транзистора 14 с первичной обмотКой 2 и источником питания включен диод 20.

Между точкой соединения коллектора транзистора 15 с первичной обмоткой 2 и источником питания включен диод 21.

Предлагаемый двухтактный транзисторный инвертор работает следующим образом.

В исходном состоянии на базы транзисторов 6, 7, 14, 15 через соответствующие управляющие обмотки 9, 11, 17, 19, индуктивно связанные с задающим генератором, подамт управляющий импульс такой полярности, что транзисторы б, 7 отпираются, а транзисторы 15, 14 запираются. ,

В коммутируемой цепи, образованной транзисторами 6,7, к первичной обмотке 1 выходного трансформатора начинает протекать ток от положител ной шины источника питания по цепи: транзистор 6, обмотка 1, транзистор 7 к отрицательной шине источника .питания. Диоды 12, 13,заперты. Во

вторичной обмотке 3 выходного трансформатора протекает ток, поступающий в нагрузкуо

В момент изменения полярноСти импульсов, действующих в базовых цепях транзисторов соответственно .6, 7 и 14f 15, начинается процесс переключения транзисторов.

При изменении полярности сигнала, действующего в базовой цепи транзистора 6, 7, с положительной на отрицательную ток базы уменьшается, и начинается процесс рассасывания избыточных носителей в базе. Величина сквозного тока ограничена большим индуктивным сопротивлением рассеяния первичной обмотки 1 выходного трансформатора.

Ток в коммутируемой цепи, образованный транзисторами 14, 15 и первичной обмоткой 2 выходного трансформатора, в начальный момент коммутации не протекает, благодаря индуктивному сопротивлению рассеяния обмотки 2.

По окончании процесса рассасывания неосновных носителей в базах транзисторов б, 7 начинается возврат реактивной энергии, запасенной в обмотке 1, по цепи: диод 12, обмотка 1 диод 13 в источник питания.

Таким образом, в предложенной схеме исключены одновременное открытое состояние транзисторов (и сигналы сквозные токи) и комглутационные всплески напряжения на транзисторах, независимо от величины индуктивности рассеяния обмоток трансформатора, что позволяет повысить КПД и упростить конструкцию трансформатора.

Формула изобретения

Двухтактный транзисторный инвертор, содержащий четыре силовых транзистора и выходной трансформатор с двумя первичными обмотками, причем начало первой первичной обмотки и конец второй первичной обмотки соединены с первым входным выводом инвертора, соответственно через первый и второй транзисторы, Начало второй первичной обмотки и конец первой первичной обмотки соединены со вторым входным выводом инвертора, отличающийся тем, что, с целью повьжиения КПД, введены четыре возвратных диода, причем точки соединения первичных обмоток с первым и вторым транзисторами подключены ко второму входному выводу инвертора, соответственно, через первый и второй возвратные диоды, а точки соединения первичных обмоток с третьим и четвертым транзисторами подключены к первому входному выводу инвертора, /соответственно, через третий и чет|вертый возвратные диоды.

Источники информации, принятые ро внимание при экспертизе:

1. Патент США 3750003, кл. В 321-12, 1973.

2,Патент CWA № 3443194, кл. 321-2, 1969,

3.Патент США № 3030590, кл. 331 113, 1962.