Транзисторный мостовой инвертор Советский патент 1981 года по МПК H02M7/537 

(54) ТРАНЗИСТОРНЫЙ МОСТОВОЙ ИНВЕРТОР

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано во вторичных источниках электропитания. Известны нерегулируемые инверторы содержащие транзисторы, включенные по мостовой схеме, обратные диоды, силовой трансформатор, вторичная обмотка которого подсоединена к нагрузке и блок управления, вырабатывающий прямоугольное напряжение . TaKoii инвертор имеет низкий КПД из-за наличия сквозных токов в стойка моста. Известен также мостовой инвертор, содержащий транзисторы, обратные диоды, силовой трансформатор, в. котором для устранения сквозных токов использованы дополнительные обмотки силового трансформатора, подключенные к базам транзисторов через вспомогательные диоды 2. Однако и этот инвертор имеет невысокий К1Щ, поскольку при ятые меры обеспечивают устранение сквозных токов только в одной из стоек моста, в другой же они уменьшаются по длительности, но не устраня1йтся полностью, что объясняется разбросом времени рассасывания в транзисторах. Целью изобретения является повьпление КПД транзисторного мостового инвертора, работающего в нерегулируемом режиме. Цель достигается тем, что в известном транзисторном инверторе, содержащем транзисторы, силовые цепи которых зашунтированы обратными диодами, управляющие переходы подсоединены к дополнительным трансформаторным обмоткам с Последовательно соединенными вспомогательными диодами, блок управления, в последовательные цепи трансформаторных обмоток и вспомогательных диодов введены конденсаторы, а .упомянутые обмотки и конденсаторы зашунтированы диодами. 88 Указанное соединение элементов в базовых цепях транзисторов позволяет отпираться включаемым транзисторам только в том случае, когда напряжение на первичной обмотке силового трансформатора изменит свою полярность на противоположную, т.е. когда рба ранее открытые транзисторы выйдут из насыщения. При зтом сквозные токи отсутствуют и КЦЦ инвертора повьшается, На чертеже изображена принципиальная электрическая схема инвертора. Схема содержит транзисторы 1-4, обратные диоды 5-8, силовой трансформатор 9 с первичной обмоткой 10, вторич-IS ной обмоткой 11 и дополнительными обмотками 12-15, вспомогательные диоды 16-19, конденсаторы 20-23, шунтирующие диоды 24-27, шины 28, 29 источ ника питания и блок 30 управления. Схема работает следующим образом. Блок 30 управления вырабатывает прямоугольное напряжение, переключающее транзисторы 1-4. Предположим, что в данный момент времени включены тран зисторы 1 и 4. При этом ток протекает от шины 28 -источника питания через транзистор 1, первичную обмотку 10 трансформатора 9,. транзистор 4 к шине 29. Для этого режима полярности на пряжершя на обмотках трансформатора 9 показаны на схеме. Напряжения на обмотках 12 и 15 открывают диоды, соответственно 24 и 27, и заряжают конденсаторы 20 и 23 (полярность напряже ний показана на схеме). Напряжения на конденсаторах 21 и 22 имеют ту же величину и полярность, поскольку они были заряжены в предьщущий полупериод. Напряжения на дополнительных обмотках 13 и 14 складываются с напряжениями на конденсаторах 21 и 22 и способствуют запиранию транзисторов 2 и 3. Сумма напряжений.на дополнительной обмотке 12 и конденсаторе 20 и соответственно на обмотке 15 и конден саторе 23 равна прямому падению напряркения на диоде 24 и соответственно на диоде 27. При этом вспомогательные диоды 16 и 19 подзапираются и отпирающий ток блока 30 управлегшя практически целиком протекает по база-эмиттерным переходам транзисторов 1 и 4. По окончании полупериода напряжени на выходных зажимах блока 30 управления меняют свой знак. .При этом на транзисторы 1 и 4 подаются запирающие напряжения, а на транзисторы 2 и 3 отпирающие. В течение времени рассасывания в транзисторах 1 и 4 напряжение на первичной обмотке 10 сохраняет свою полярность и транзисторы 2 и 3, несмотря на то, что на их входы поданы открывающие напряжения, остаюtcя запертыми под действием суммы напряжений на дополнительной обмотке 13 и конденсаторе 21, и соответственно на обмотке 14 и конденсаторе 22. Пусть транзистор I имеет меньшее время рассасывания и он порвым выходит из насьщения. После того, как его крлт лекторный ток. спадет до нуля, ток первичной обмотки 10 трансформатора 9, благодаря влия.нию индуктивности рассеяния, будет протекать по цепи: первичная обмотка 10, транзистор 4, обратньп диод 6. При этом напряжения на первичной обмотке 10 и соо.тветственно на дополнительных обмотках 12-15 становятся равным нулю. Если бы конденсаторы 20-23 отсутствовали, то транзисторы 2 и 3 начали бы открываться и через открьшающийся транзистор 3 и еще не вышедигай из состояния насыщения транзистор 4 протекал бы сквозной ток. Однако под действием напряжений предварительно заряженных конденсаторов 21 и 23 транзисторы 2 и 3 продолжают ост таваться в закрытом состоянии. При выходе транзистора 4 из насыщения ток начинает замыкаться через обратный диод 6, первичную обмотку 10, обратный диод 7, шину 28 и шину 29. Для такого состояния инвертора полярности напряжения на обмотках трансформатора 9 показаны на схеме в скобках. Теперь напряжения на дополнительных обмотках 13 и 14 компенсирзтат встречно направленные напрялсения на конденсаторах 21 и 22 к транзисторы 2 и 3 под действием отпирающих токов блока 30 управления открываются, при этом сквозные токи отсутствуют, в дальнейшем работа схемы происходит аналогично. Введение в базовые цепи конденсаторов и диодов позволяет устранить сквозные токи в транзисторах, снизить динамические потери и повысить КПД инвертора. Снижение потерь в транзисторах улучшает их тепловой режим и повышает надежность работы схемы. Формула изобретения Транзисторньй мостовой инвертор, содержащий транзисторы, силовые цепи