Инвертор Советский патент 1981 года по МПК H02M7/537 

.1

Изобретениеотноситея к электротехнике, и может найти применение в сис:темах преоЬразования и регулирования электрической энергии.

-.Известен инвертор, выполненный rto двухтактной мостовой схеме, в которой силовые ключи выполнены по схеме Дарлингтона на биполярных йгранзисторах одного типа проводимости 1. Недостаток этого устройства сложность управления приборами (необходима трансформаторная связь между источником сигнала управления и входом транзисторных ключей)и значительные потери мощности, так как силовые трансформаторы в ключах работёоот в активном режиме, и ча них значительны падения напряжения.

Наиболее близким по технической сумности к предлагаемому является инвертор, содержащий выходной трансФорматор и транзисторные кличи, соединенные по мостовой схеме,каждый из которых имеет силовой и управляющий тра нзисторы, выходная цепь управляющих транзисторов соединена последовательно со входной цепью силовых, при этом одна диагональ силового моста зашунтирована первичной обмоткой выJcoднoгo трансформатора, а другая -

подключена ко входным выводам и соответствующей первой диагонали управляющего моста, причем силовые транзисторы противоположных плеч моста имеют различныйВИД проводимости 2.

Недостаток известного устройства заключается в значительных потерях мощности в силовых ключах, так как силовой транзистор работает в актив0ном режиме.

Цель изобретения - повышение КПД инвертора.

Поставленная цель достигается тем, что в выходной трансформатор введена

5 .дополнительная (вторая) первичная обмотка, имеющая число витков меньше упомянутой первичной обмотки, подключенная ко второй соответствующей диагонали управляющего моста, при этом

0 управляющий и силовой транзисторы .кгикдого из плеч имеют один тип проводимости.

Кроме того, в инвертор введены дополнительные управляющие транзисторы, выходные цепи которых, соединенные последовательно с введенными резисторами , подключены между базами управляющих транзисторов противоположных плеч моста.

В выходную цепь каждого из дополнительных управляющих транзисторов введены третья и четвертая дополнительные первичные обмотки, причем число витков третьей и четвертой первичных обмоток меньше числа витков второй первичной обмотки.

На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство.

Инвертор содержит шины 1 и 2 питания инвертора, силовой трансформатор 3 имеющий первичную обмотку 4 и вто- рую первичную обмотку 5 , силовые транзисторы 6-9, управляющие транзисторы 10-13, дополнительные управляющие транзисторы 14 и 15, токоограничивающие резисторы 16 и 17.

К шинам питания 1 и 2 подключен инвертор, выполненный по мостовой схме с силовым трансформатором 3, имеющим первую первичную обмотку 4 и вторую первичную обмотку 5. Силовые транзисторы 6-9 образуют силовой транзисторный мост, одна диагональ которого подключена к первичной обмотке 4 ,, причем силовые транзисторы противоположных, плеч моста имеют разный тип проводимости. Управляювдае транзисторы также образуют соответ-. ственно управляющий мост, одна диагональ которого подсоединена ко входным выводам другой диагонали силового моста, а другая - зашунтирована второй первичной обмоткой 5 выходноfo трансформатора, Управляюпще транзисторы имеют тот же тип проводимоетИ, что и соответственные силовые.

База управляющего транзистора 11(13) соединена с базой управляющег транзистора 12(10) противолежащего кдюча мостовой схемы через соединенные последовательно, выходную цепь дополнительного управляющего транзистора 14(15) и токоограничивающий. резистор-16(17). Принцип действия инвертора состоит в .следующем.о Пусть отпирающий сигнал действует на базе дополнительного управляющего транзистора 14. Тогда в проводящем состоянии транзисто мл 14, 11, 7 и 12, 8. Пусть силовые транзисторы 7 и 8 работают в режиме насыщения. Тогда; к первичной обмотке 4 прилагается напряжение питания за вычетом падения напряжения на насыщенных силовых транзисторах 7 и 8. Число витков второй первичной обмотки 5 выбрано меньшим числа витков первичной обмотки 4 так, чтобы напряжение на обмотке 5 было меньше напряжения на обмотке 4 на 2-3 В. В зтом случае управляювще транзисторы 11 и 12 работают на границе насыщения, т.е. обладают способностью эффективно усиливать ток, задаваемый в базу (протекающий через соединенны

последовательно выходную цепь дополнительного управляющего транзистора 14 и резистор 16).

Энергия, потребляемая от источника питания из-за протекания тока по обмотке 5, трансформируется в нагрузку на вторичной стороне силового трансформатора 3, т.е. обмотка 5 выполняет роль дополнительной первичной обмотки.

В устройство можно ввести еще одну дополнительную первичную обмотку и дополнительные управляющие транзисторы в количестве четырех, соединить их аналогично управляющим транзисторам 10-13, но эмиттеры дополнительных управляющих транзисторов соединить с базами управляющих транзисторов 1013. .

Дополнительное сокращение потерь может быть достигнуто, если последовательно с резисторами 16 и 17 в устройстве включить третью и четвертую дополнительные первичные обмотки, показанные на чертеже пунктиром (18 и 19), а число витков этих обмоток выбрать меньше числа витков обмотки 5.

Энергия, потребляемая от источника питания из-за протекания тока по обмоткам 18 и 19, трансформируется в нагрузку, чем и объясняется дополнительное сокращение потерь.

Применение предлагаемого устройств ва, по сравнению с известным, обеспечивает: уменьшение потерь мощности за счет перевода в режим насыщения силовых транзисторов, по. которым npioifeKaeT основная доля тока,потребляемая от источника питания;дополнитель ное сокращение потерь за счет разделения тока на первичной стороне трансформатора по двум первичным обмоткам. Формула изобретения 1. Инвертор, содержащий выходной трансформатор и транзисторные ключи, включенные по мостовой схеме, каждый из которых имеет силовой и управляющий транзисторы, выходная цепь управляющих транзисторов соединена последовательно со входной цепью силовых, а одна диагональ силового транзисторного моста зашунтирована первичной обмоткой выходного трансформатора, при этом другая его диагональ подключена ко входным выводам и соответствующей первой диагонали управляющего моста, причем силовые транзисторы противоположных плеч моста имеют различный вид проводимости, чэтличающийся тем, что,с целью повышения КПД, в выходной трансформатор введена вторая дополнительная первичная обмотка, имеющая число витков меньше упомянутой первичной обмотки, подключенная ко второй соответствующей диагонали упрабляющего моста, кроме того, управляющий и силовой транзисторы каждого из плеч имеют оди тип проводимости. .

2. Инвертор по п. 1/ отличающийся тем, что в него введены дополнительные управляющие транзисторы, выходные цепи которых, соединенные последовательно с введенными резисторами, подключены между базами управляющих транзисторов противоположных плеч моста.

. 3, Инвертор по пп 1 и 2,, о т л и ч а.ю щ и и с я тем, что в выходную цепь кгикдого из дополнительных управляю|ф1х транзисторов введены третья и четвертая дополнительные первичные обмотки, причем число витков третьей и четвертой первичных обмоток меньше числа витков второй первичной обмотки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Электронная техника в автоматике. 1977, 9, с. 1вО, рис. 1.

2. Патент США W 3465231, кл. 321-2, 1967. .