Транзисторный инвертор Советский патент 1981 года по МПК H02M7/537 

(54) ТРАНЗИСТОРНЫЙ ИНВЕРТОР

I

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах и и устройствах электропитания для преобразования постоянного напряжения в переменное посредством инверторов.

Известны транзисторные инверторы, выполненные по схеме с.отводом от средней точки первичной обмотки выходного трансформатора (1.

Их недостаток состоит в появлении внутренних перенапряжений под действием ЭДС самоиндукции при запирании траизистора. Для ограничения внутренних (коммутациоиных) перенапряжений применяется схема с защитой RC-цепочкой, подключениой к силовым транзисторам через диоды (2.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является преобразователь, содержащий подключенный к источнику питания задающий генератор и соединенный с его М1ходом промежуточный усилитель, выходной трансформатор которого соединен вторичной обмоткой через базовые резисторы с переходами база-эмиттер силовызс транзисторов выходного усилителя, коллекторы

которых подключены к концам первичнойобмотки силового трансформатора, средняя точка которой соединена с положительным выводом источника питания, и к цепи защиты, имеющей два диода и конденсатор, J включенный между точкой соединения упомянутых диодов и источником питания J3}.

Такое рещенйе обеспечивает некоторое увеличение коэффициента полезного действия устройства вследствие снижения потерь мощности иа элементах цепи защиты, кото10 рые, однако, имеют значительную величину.

Цель изобретения - повыщеине коэффициента полезного действия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в транзисторный инвертор, содержащийподключенный к источнику питания задающий генератор и соединенный с его выходом промежуточный усилитель, выходной трансформатор которого соединен вторичной обмоткой через базовые резисторы с переходами база-эмиттер силовых транзисторов вы-ходного усилителя, коллекторы которых подКлючеиы к концам первичной обмотки силового трансформатора, средняя точка которой соединена с положительным выводом источ

ника питания, и к цепи защиты, имеющей два диода и конденсатор, включенный между точкой соединения упомадутых диодов и источников питания, введен выпрямитель, выход которого включен согласно-последовательно с цепью питания промежуточного усилителя, подключенной к указанному конденсатору, а вход подключен к дополнительной обмотке трансформатора промежуточного усилителя.

Положительный эффект достигается благодаря тому, что энергия, запасенная в поле рассеяния трансформатора, используется в качестве дополнительного источника питания для промежуточного усилителя, что позволяет повысить коэффициент полезного действия устройства.

На чертеже представлена схема транзисторного инвертора.

Транзисторный инвертор содержит подключенный к источнику I питания задающий генератор 2 и соединенный с его выходом промежуточный усилитель 3.

Выходной трансформатор 4 промежуточного усилителя 3 соединен вторичной обмоткой 5 через базовые резисторы 6 и 7 с переходами база-эмиттер силовых транзисторов 8 и 9 выходного усилителя.

Коллекторы силовых транзисторов 8 и 9 подключены к концам первичной обмотки силового трансформатора10 инвертора И, средняя точка которой соединена с положительным выводом источника J питания, и к цепи защиты, имеющей два диода 12 и 13 и конденсатор И, включенный между общей точкой 15 указанных диодов 12 и 13 и источником I.

Кроме того, в устройство введен выпрямитель на диодах 16 и 17, а трансформатор 4 снабжен дополнительной вторичной обмоткой 18. Средняя точка обмотки 18 подключена к положит(ельному выводу источника 1 питания, а концы - ко входу выпрямителя, выход которого подключен к точке 15 соединения диодов цепи защиты, причем клеммы 19 питания промежуточного усилителя 3 подключены к ембкладкам кон-, денсатора 14.

Транзисторный инвертор работает следующим образом.

Задающий генератор 2, в качестве которого может быть применен маломощный двухтактный преобразователь, вырабатывает прямоугольные импульсы управления, которые поступают на вход промежуточного усилителя 3.

В цепь нагрузки промежуточного усилителя 3 включен трансформатор 4, управляющий транзисторами 8 и 9 двухтактного усилителя 10 Иимеющий дополнительную вторичную обмотку 18, .включенную через выпрямитель на диодах 16 и 17 в цепь.- питания промежуточного усилителя 3.

Такое включение вторичной обмотки 18 и выпрямителя на диодах 16 и 17 позволяет повысить напряжение на промежуточном усилителе 3 по отнощению к напряжению источника 1 питания. При этом число витков обмоток трансформатора 4 выбирают таким образом, чтобы выполнялось соотиощение:

Опум rUBX .

где UnyM - напряжение питания промежуточного усилителя 3;

JBX - входное напряжение инвертора (напряжение источника I питания).

Напряжение на выводах коллектор-эмИттер транзистора 8 (9) усилителя 10 (Uio) в непроводящем состоянии определяется со-, отнощением:

rUex - UKSO . где Укэо - напряжение на выводах коллектор-эмиттер транзистора 8(9) в открытом состоянии;

Зк - ток коллектора транзистора 8(9); акт - активное сопротивление перви ной полуобмотки выходного трансформатора 4.

Следовательно, напряжение питания промежуточного усилителя 3 (Unyn) превыщает напряжение транзистора 8(9) в непроводящем состоянии.

Протекание тока через первичную полуобмотку выходного трансформатора 4 вызывает накопление энергии в индуктивности рассеяния трансформатора 4. При переходе транзистора 8(9) от проводящего к непроводящему состоянию разряд индуктивности рассеяния вызывает увеличение напряжения на запирающемся транзисторе 8(9).

При достижении иапряжения на выводах коллектор-эмиттер запирающегося транзистора 8(9) значения Uny происходит отпирание подключенного к коллектору транзистора 8(9) диода 12(13), и индуктивность рассеяния трансформатора 4 разряжается на конденсатор 14, подключенный к клеммам 19 питания промежуточного усилителя 3 мощности, не создавая при этом опасных перенапряжений на транзисторах 8, 9.

Такнм образом, питание промежуточного усллителя 3 осуществляется как источником 1 питания, тдк и энергией, запасенной в поле рассеяния первичной обмотки выходиого трансформатора 4. При значительных полях рассеяния основная часть мощности, потребляемой промежуточным ycилиteлeм 3, отбирается от усилителя 10, что приводит к снижению тока, протекающего через выпрямитель на диодах 16 и 17 и, соответственно, к увеличению коэффициента полезного действия преобразователя.

Формула изобретения

V

Транзисторный ии1вертор, содержащий задающий генератор, промежуточный усилитель, вторичные обмотки выходного трансформатора которого соединены с базами силовых транзисторов выходного усилителя, эмиттер которых соединен с первым входным выводом инвертора, а коллекторы соединены с концами первичной обмотки силового трансформатора, отвод от средней точки .которой соединен со вторым входным выводом инвертора, н через диоды с первым выводом конденсатора, второй вывод которого соединен с первым входным выводом инвертора, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, введен выпрямитель, выход которого включен между вторым входным выводом инвертора и первым выводом

конденсатора, а вход подключен к дополнительной обмотке указанного трансформатора промежуточного усилителя, причем цепь питания промежуточного усилителя включе.на параллельно конденсатору.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

3.Авторское свидетельство СССР № 240827, кл. Н 02 М 7/537, 1969.