Транзисторный повышающий преобразователь частоты Советский патент 1980 года по МПК H02M5/458 H02M3/335 

1

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть испопьзовано в системах вторичного электропитания для.преобразования переменного тока сети в переменный ток повышенной 5 частоты.

Известны повышающие преобразователи частоты с npoMe iQrTO4HfciM звеном постоянного тока и с бестрансформаторным входом, содержащие входной мостовой выпрямитель, сглаживающий фильтр и транзисторный инвертор Щ.

Фильтр данной Схемы имеет значительную массу и габариты, так как должен быть рассчитан на низкую частоту вход- ,5 ной сети.

При выполнении такого преобразователя частоты без фильтра 2 на транзисторах инвертора возникают значительные перенапряжения в моменты коммутации ин- JQ дуктивно-активной нагрузки, что снижает надежность, ограничивает диапазон вхоцньк напряжений и искажает формулу выходного напряжения.

Цель изобретения - повышение надежности , расширение диапазона входных напряжений, улучшение формы выходиого нап-, ряжения инвертора по отношению к прототипу.

Это достигается тем, что в транзисторном повышающем преобразователе частоты с промежуточным еном постоянного тока, содержащем входной мостовой выпрямитель, к выходу которого подключен транзисторный инвертор, введены дополнительный транзистор, включенный параллельно выходу входного выпрямителя, сравнивающий усилитель постоянного тока, выход которого соединен с базой дополнительного транзистора, первый резисторный делитель напряжения, подключенный к выходу входного выпрямителя, подключенный к выходу выпрямительного моста, образованного двумя диодами входного выпрямителя, соединенными с его минусовым выходом, и двумя дополнительными диодами, причем неинвертирующий вход указанного усилитепя соединен с вы375ходом первого дёпитепя напряжения, а инвертирующий вход - с выходом второго иепитепя напряжения. Сущность предложения пояснена чертежами, где на фиг. 1 показана предпожен ная схема, а на фиг. 2 - диаграммы напря жений. Преобразователь частоты (фиг. 1) содержит входной выпрямитель 1, выполненный по мостовой схеме, содержащий диоды 2 и 3, к выходу которого подключены транзисторный инвертор 4, выполненный например, по мостовой схеме, и дополнительный транзистор 5 с базой подк-пюченной к выходу сравнивающего усилителя постоянного тока 6, неинвертирующий вхо которого через резистормый делитель напряжения 7 подключен к выходу выпрямителя 1, а инвертирующий вход через аналогичный делитель 8 подключен к выходу выпрямительного моста, образованного диодами 3 выпрямителя 1 и дополнительными слаботочными диодами 9. При поак.пючении устройства к сети, напряжение переменного тока (фиг. 2,а) преобразуется вьшрямитепем 1 в пульсирующее и питает инвертор 4, при работе которого на индуктивную нагрузку в моменты коммутации транзисторов на диаго нали постоянного тока выпрямительного моста 1, возникает значительные перенап ряжения (фиг. 2,6), так как диоды 2 запираются под действием ЭДС самоиндукции, В интервалах времени между коммутациями транзисторов инвертора 4 транзистор 5 заперт, так как уровень напря; жения на выходе делителя напряжения 7, подключенного к. неинвертирующему входу усилителя 6 несколько меньше уровня напряжения на выходе пелителя 8, подключенного к инвертирующему входу усилителя 6, при этом на вход целителя 7 поступает пульсирующее напряжение с выхода выпрямительного моста 1, а на вход делителя 8 - пульсирующее напряже ние с выхода вьшрямитепьного моста, об разованного диодами 3 выпрямитепя 1 и дополнительными диодами 9. В моменты коммутации транзисторов инвертора 4 резко возрастает напряжение на входе делителя 7, и следовательно, на неинвертирующем входе усилителя 6, в то время как уровень напряжения на входе делителя 8 и, соответственно, на инвертирующе входе усилителя б остается неизменным, что приводит к быстрому возрастанию выходного напряжешш усилителя 6 и соответствующему открытию транзистора 5 его эквивалентное сопротивление, шунтирующее вход инвертора 4, также резко уменьщается, что обеспечивает эффективное ограничение коммутационных перенапряжений на входе инвертора 4 на некотором уровне (фиг. 2,6), несколько превыщающем номинальшзгй уровень пульсирующего выходного напряжения выпрямитепя 1 и задаваемого соотношением коэффициентов деления целителей напряжения 7 и 8. Поспе уменьшения ЭДС самоиндукции ниже уровня ограничения, транзистор 5 запирается под действием обратной отрицательной связи, действующей в контуре автоматического сэтежения за текущем уровнем входно1х напряжения, образованном усилителем 6 с делителями 7 и 8 на входе и транзистором 5, шунтирующим вход инвертора 4. На (фиг. 2,в) показана форма выходного напряжения инвертора. Очевидно, что уровень ограничения коммутационных перенапряжений может быть практически сколько угодно близким к уровню огибающей выходного напряжения. Таким образом устройство по сравнению с известным не содержит фильтров низкой частоты и позволяет реализовать надежную работу инвертора. При этом диапазон входных напряжений ограничивается лшиь предельно-допустимыми напряжениями транзисторов используемого типа. Ограничение коммутационных перенапряжений на выходе питакхцего вьтрямительного моста на уровне близком к уровню огибающей выходного напряжения, обеспечивает также лучщую форму последнего. Отличительной особенностью предлагаемого устройства яапяется также отсутствие реактивных элементов, что позволяет в полной мере использовать интегральные методы миниатюризации электронных устройств. формула изобретения Транзисторный повьплающий преобразователь частоты с промежуточным звеном постоянного тока, содержащий входной мостовой выпрямитель, к выходу которого подключен транзисторный инвертор, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежносш, расширения диапазона входных напряжений и улучшен1и формы выходного напряжения, в него введены догполнительный транзистор, включенный параллельно выходу входного выпрямитепя, сравнивающий усилитель постоянного тока, выход которого соединен с базой дополни57506

тепьного транзистора, первый резисторный делитель напряжения, поцкгаоченный к -выходу входного вьшрямителя, второй реэиоторный делитель напряжения, подключенный к выходу выпрямительного моста, образо- s ванного двумя диодами входного выпрямителя и цвумя дополнительными диодами. причем неинвертирующий вход указанного усилителя соединен с выходом первого делителя напряжения, а инвертирующий вход с выходом второго делителя напряжения.

78

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Электронная техника в автоматике, сб. статей под ред. Конева И. Ю., изд. Советское радио 1975, вып. 7, стр. 42, рис. 5.

. 2. Хасаев О. И. Транзисторные преобразователи напряжения и частоты, изд. 1Наука, 1966 , стр. 61.

(1 И FI

я II II I

п п

1 1 р l i h i i

-цди