RU2035835C1

RU2035835C1 - Direct-to-alternating voltage converter

Info

Publication number: RU2035835C1
Application number: SU4931703/07A
Authority: RU
Inventors: В.С. Кальва
Original assignee: Научно-производственное предприятие "Полет"
Priority date: 1991-04-30
Filing date: 1991-04-30
Publication date: 1995-05-20

Abstract

FIELD: secondary power supply sources. SUBSTANCE: direct-to-alternating voltage converter has four transistor 1-4 placed in circuit of bridge commutator, transformer 6, current-limiting resistors 11-14, stabilizer diode 5. Increased output power, efficiency and reliability of converter are achieved by limiting through currents with switching over of currents of transistors 1-4 by cross connection of one pair of transistors 3, 4 by digram with common base and other pair of transistors 1, 2 by diagram with common emitter. EFFECT: increased output power, efficiency and reliability. 1 dwg

Description

Изобретение относится к электpотехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания. The invention relates to electrical engineering and can be used in secondary power sources.

Преобразователи постоянного напряжения в переменное широко применяются в источниках питания с бестрансформаторным подключением к сети. DC / AC converters are widely used in power supplies with transformerless network connection.

Известен преобразователь постоянного напряжения в переменное [1]
Основным недостатком данного преобразователя является отсутствие режима самовозбуждения, что ведет к усложнению конструкции и ухудшению надежности.Known Converter DC to AC [1]
The main disadvantage of this converter is the lack of self-excitation mode, which leads to a complication of design and a deterioration in reliability.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является преобразователь постоянного напряжения в переменное [2] содержащий четыре транзистора, соединенные в схему мостового коммутатора, трансформатор с обмоткой, подключенной к выходу мостовой схемы, и обмотками обратной связи, включенными между базой и эмиттером соответствующих транзисторов через токоограничивающие резисторы. The closest in technical essence to the invention is a DC-to-AC converter [2] containing four transistors connected to a bridge switch circuit, a transformer with a winding connected to the output of the bridge circuit, and feedback windings connected between the base and emitter of the respective transistors through current-limiting resistors.

Недостатком такого преобразователя является низкое значение коэффициента использования транзисторов по току. Коммутируемый транзисторами ток необходимо выбирать в 10-20 раз меньше максимально допустимого значения для данного типа транзисторов, что обусловлено наличием сквозных токов через транзисторы в момент их переключения. По величине эти токи могут во много раз превышать коммутируемый ток, что снижает надежность, КПД и выходную мощность преобразователя постоянного напряжения в переменное. The disadvantage of this converter is the low value of the current transistor utilization coefficient. The current switched by transistors must be selected 10-20 times less than the maximum permissible value for this type of transistor, which is due to the presence of through currents through the transistors at the time of their switching. In magnitude, these currents can be many times higher than the switched current, which reduces the reliability, efficiency and output power of the DC-AC converter.

Целью изобретения является увеличение выходной мощности, КПД и надежности. The aim of the invention is to increase the output power, efficiency and reliability.

Цель достигается тем, что в преобразователе постоянного напряжения в переменное, содержащем четыре транзистора, соединенных в схему мостового коммутатора, трансформатор с обмоткой, подключенной к выходным выводам, и обмотками обратной связи, включенными между базами и эмиттерами соответствующих транзисторов через токоограничивающие резисторы, транзисторы одной перекрестно расположенной пары мостовой схемы включены по схеме с общей базой, а другой пары с общим эмиттером, при этом транзисторы пары с общим эмиттером противоположны по типу проводимости, а между их базами включен стабилитрон. The goal is achieved in that in a DC-to-AC converter containing four transistors connected to a bridge switch circuit, a transformer with a winding connected to the output terminals and feedback windings connected between the bases and emitters of the respective transistors through current-limiting resistors, transistors of one cross the located pairs of the bridge circuit are connected according to the scheme with a common base, and the other pair with a common emitter, while the transistors of the pair with a common emitter are opposite in t n, conductivity, and between their databases included zener diode.

На чертеже представлена электрическая схема преобразователя постоянного напряжения в переменного, где 1, 2 транзисторы, включенные по схеме с общим эмиттером, 3, 4 транзисторы, включенные по схеме с общей базой, 5 стабилитрон, 6 трансформатор, 7 рабочая обмотка трансформатора, 8, 9 обмотки обратной связи, 10 выходная обмотка, 11-14 токоограничивающие резисторы. The drawing shows an electrical diagram of a DC-DC to AC converter, where 1, 2 transistors included in the circuit with a common emitter, 3, 4 transistors included in the circuit with a common base, 5 zener diode, 6 transformer, 7 working transformer winding, 8, 9 feedback windings, 10 output windings, 11-14 current limiting resistors.

Работа преобразователя заключается в следующем. The operation of the converter is as follows.

В момент подключения преобразователя к источнику постоянного тока по электрической цепи, состоящей из базо-эмиттерных переходов транзисторов 1, 2 и включенного между ними стабилитрона 5, проходит ток, открывающий указанные транзисторы. Появившееся в результате этого на обмотке 7 трансформатора 6 напряжение трансформируется в обмотки 8 и 9, подтверждая открытое состояние транзисторов 1 и 2. Под действием тока, проходящего через обмотку, сердечник трансформатора намагничивается. At the time the converter is connected to a direct current source, an electric current passes through these circuits, passing through the base-emitter junctions of the transistors 1, 2 and the zener diode 5 connected between them. The resulting voltage on the winding 7 of the transformer 6 is transformed into the windings 8 and 9, confirming the open state of the transistors 1 and 2. Under the influence of the current passing through the winding, the transformer core is magnetized.

По достижении сердечником трансформатора 6 состояния насыщения резко уменьшается реактивное сопротивление обмотки 7. Обусловленное этим понижение напряжения на обмотках 8, 9 приводит к запиранию транзисторов 1 и 2, что приводит к изменению знака напряжения на обмотках и его возрастанию. При этом открываются транзисторы 3 и 4. Начавшийся таким образом автоколебательный процесс обуславливает повышение тока потребления и соответствующее увеличение падения напряжения на внутреннем сопротивлении источника постоянного тока, которое должно иметь определенную расчетную величину. В результате напряжение на входе преобразователя уменьшается настолько, что стабилитрон 5 обесточивается и на последующую работу преобразователя не влияет. When the core of the transformer 6 reaches the saturation state, the reactance of the winding 7 sharply decreases. The resulting decrease in voltage on the windings 8, 9 leads to the blocking of transistors 1 and 2, which leads to a change in the sign of the voltage on the windings and its increase. At the same time, transistors 3 and 4 open. The self-oscillating process that has begun in this way causes an increase in the consumption current and a corresponding increase in the voltage drop across the internal resistance of the direct current source, which should have a certain calculated value. As a result, the voltage at the input of the converter decreases so that the zener diode 5 is de-energized and is not affected by the subsequent operation of the converter.

В связи с тем, что для транзисторов 3 и 4, включенных по схеме с общей базой, предельное значение коэффициента усиления по току равно единице, коллекторные токи этих транзисторов, а следовательно, и сквозные токи, протекающие в момент переключения по цепи: эмиттер-коллектор транзистора 1 и коллектор-база транзистора 3, а также по цепи: база-коллектор транзистора 4 и коллектор-эмиттер транзистора 2, не превышают значения тока эмиттера транзисторов 3 и 4. Последнее определяется величиной токоограничивающих сопротивлений 13, 14 и выбирается приблизительно равным значению коммутируемого тока. Due to the fact that for transistors 3 and 4 connected according to the scheme with a common base, the limit value of the current gain is equal to unity, the collector currents of these transistors, and therefore the through currents flowing at the moment of switching along the circuit: emitter-collector transistor 1 and the collector-base of transistor 3, as well as in the circuit: the base-collector of transistor 4 and the collector-emitter of transistor 2, do not exceed the emitter current of transistors 3 and 4. The latter is determined by the value of current-limiting resistances 13, 14 and is selected approximately equal to the value of the switched current.

Таким образом, предлагаемый преобразователь постоянного напряжения в переменное не имеет ограничения по величине коммутируемого тока и, следовательно, выходной мощности, обусловленного наличием сквозных токов, что повышает надежность преобразователя. Дополнительным преимуществом является устойчивость запуска преобразователя постоянного напряжения в переменное, обеспечиваемого за счет включения стабилитрона между базами транзисторов перекрестно расположенной пары мостовой схемы, включенных по схеме с общим эмиттером и противоположных по типу проводимости. Когда транзисторы, включенные по схеме с общей базой, применяют одного типа проводимости, необходимо увеличить число обмоток управления трансформаторов. Thus, the proposed DC-to-AC converter does not have a limit on the value of the switched current and, therefore, the output power due to the presence of through currents, which increases the reliability of the converter. An additional advantage is the stability of starting the DC-DC to AC converter, which is ensured by the inclusion of a zener diode between the transistor bases of a cross-located pair of bridge circuits connected according to a common emitter circuit and opposite in conductivity type. When transistors connected in accordance with a common base circuit use the same type of conductivity, it is necessary to increase the number of transformer control windings.

Claims

A DC / DC CONVERTER containing four transistors connected to a bridge switch circuit, a transformer with a winding connected to the output terminals and feedback windings connected between the bases and emitters of the respective transistors through current-limiting resistors, characterized in that, in order to increase the output power, efficiency and reliability, transistors of one cross-located pair of bridge circuits are connected according to the scheme with a common base, and the other pair with a common emitter, while trans stories pair common emitter of opposite conductivity type, and between their databases included zener diode.