Изобретение относитс к преобразоватейьной технике и может быть испопьзо- йзно в системах электропитани и автоматики дл преобразовани посто нного напр жени в переменное.. Известен двухтактовый инвертор, содержащий источник питани , два полевых транзистора, выходной трансформатор с пе|рвичной, вторичной обмотками и обмот кой обратной св зи, стоки полевых трешаиЬторов соединены с концами первичной обыотки, отвод от средней точки которой сорцинен с одним из полюсов Источника Питани , другой полюс которого соедш1ен с обоими затворами полевых транзистоpofe и со средней точкой обмотки ной св зи, концы которой соединены с истоками полевых транзисторов С1 3 i Однако данный инвертор имеет низ кйй КПД, обусловленный потер ми мощнсюти внутри канала полевого транзистора , так как падение напр жени на откры том полевом транзисторе вл етс линейной функцией протекающего через него тока. При увеличении мощности преобразовани потери возрастают, что не no.iвол ет создавать мощных инверторов на полевых транзисторах с высоким КПД. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности вл етс двухтактный инвертор, содержащий выходной трансформатор со средней точкой первичной обмотки,- подключенной к входному выводу , крайние выводы первичной обмотки которого подключены к коллекторам двух бипол рных транзисторов, при этом эмиттйры последних объединены и подключены к общему входному выводу и через резисторы к базам, а также два полевых транзистора, затворы которых образуют управл ющие входы инвертора и соедкснены с крайними выводами первичной.о( 4oтки , причем истоки полевых транзисторов соединены со средней точкой ,1©рвичрюй обмотки, а каждый из стоков соединен с базой соответствующего бипол рного транзистора L2 3 Недостатком известного инвертора вл етс низкий КПД при переменной в течение полупериода нагрузке, так как дл насыщени бипол рных транаисто{юв приходитс задавать в течение всего полу периода ток базы в расчете на максимальную нагрузку. Кроме того, управл ю щий ток базы транзистора, задаваемьхй о йсточншга питани через полевой транзис тор, не проходит по первичной обмотке трансформатора, следовательно, мощности цепи управлени не вл етс полезной. При переключении бипол рных транзисторов из режима насьпцени в режим отсечки в процессе рассасьшани неосновных носителей зар да в первичной обмотке трансформатора возникают сквозные токи, привод щие к дополнительным потер м энергии. Наибольша мощность, котора может быть преобразована инвертором, ограничиваетс максимально допустимым значением коллекторного тока и напр жени дл данного типа бипол рного транзистора . Цель изобретени - повьпление КПД при переменной в течение полупериода нагрузке. Поставленна цель постигаетс тем, что в двухтактный инвертор, содержащий выходной трансформатор со средней точкой первичной обмотки, подключенной к входному выводу, крайние выводы первичной обмотки которых подключены к коллекторам двух бипол рных транзисторов, при этом эмиттеры последних объединены и подключены к общему входному выводу и через резисторы - к базам, а также два полевых транзистора, затворы которых образуют управл ющие входы инвертора, введены два Д -диода, катод каждого из которых подключен к базе соответствую- щего бипол рного транзистора, а анод - к его коллектору и стоку полевого транзистора , причем истоки полевых транзисторов соединены с общим входным вывоНа ф1Йг. 1 представлена принципиальна схема транзисторного двухтактного инвертора) на фиг. 2 - временные диаграммы работы преобразовател ; -ct - последовательность входных импульсов на затворе полевого транзистора; - последовательность импульсов на переходе исток-сток, полевого транзистора; в коллекторный ток бипол рного транзис . ixjpaj т. - последовательность импупьсов на вторичной обмотке трансформатора; Э - последовательность импульсоё на одном плече первичной обмотки; е - изменение сопротивлени нагрузки; - последовательность импульсов на электродах Д -диода. Двухтактный инвертор содержит два бипол рных транзистора 1 и 2, два полевых транзистора 3 и 4, выходной трансформатор 5 с первичной обмоткой 6 и вторшной обмоткой 7, источник 8 питани , динамическую нагрузку 9, резисторы 1О и 11, которые шунтируют эмиттерно-базовые переходы бипол рных транзисторов , сдаа Л -диода 12 и 13 и управЯ нмцие входы 14 и 15. Один конец первичной обмотки 6 соединен с коллектором бипол рного транзистора 2 и со сто ком полевого транзистора 4. Отвод от средней точки первичной обмотки 6, разцел ющий ее на два плеча, соединен с по ложительной шиной источника питани и входной вывод инвертора. Концы вторичной обмотки 7 соединены с динамической нагрузкой 9, прецставл кк шей собой, например, паратранс или ва- ристор. Резисторы 1О и 11 шунтируют эмиттерно-базовые переходы Соответствен но бипол рных транзисторов 1 и 2, а параллельно коплекторио-бааовым переходам бипол рных транзисторов 1 и 2 включены диоды 12 и 13. Катод каждого из диодов 12 и 13 соединен.с базой соответствующего бипол рного транзистора 1 и 2. Параметры каждого из Л -диодов 12 и 13 выбираютс такими, чтобы рабоча точка лежала на левом скате характеристики диода, причем напр жение рабочей точки Л-диодов 12 и 13 должно быть бсхпьше остаточного напр жени на открытых полевых транзисторах 3 и 4 при максимальном сопротивлении нагрузки ( nicfx минимальный ток нагрузки) и меньше остаточного .напр жени насьшенных бипол рных тран зисторов 1 и 2 при минимальном сопротивлении нагрузки (, фиг. 2, максимальный ток нагрузки). Ток рабочей точки 71 -диодов 12 и 13 должш быть достаточен дл насыщени бипол рных транзисторов 1 и 2. Эмиттеры бипол рных транзисторов и стоки волевых транзисторов 3 и 4 соединены с обшей отрицательной шиной источника 8 питани , образукидей общий входной вывод. Затворы полевых транзисторов 3 а 4 соединены соответственно с управл ющими входами инвертора 14 и 15. Инвертор работает следующим образом На управл ющие входы 14 и 15 (за-гворы полевых транзисторов 3 и 4) поступают с задающего генератора (не показан ) двухпол рные пр моугольные импульсы меандр (фиг. 2,а). На затворах полевых транзисторов 3 и 4 пол рности напр жени поступающих в течение полупериода импульсов противоположны. Момент времени to соответствует началу полупериода, а момент времени -Ь, - концу полупериода. В интервал времени первого полупериода t-j-t Ha затвор полевого транзистора 3 действует, например, положительный импульс напр жени , а на затворе полевого транзистора 4 отри- цательный импульс напр жени . Полевой транзистор 3 открыт (фиг. 2,5), полевой транзистор 4 закрыт. Напр жение исток- CTOK открытого полевого транзистора 3 полностью приложено к Л -диоду 12. При этом падение напр жени на открытом полевом транзисторе 3 (фиг. 2,5), обусловленное внутренним сопротивлением канала полевого транзистора, меньще нижнего предела отпирани Л -диода 12, следовательно , бипол рный транзистор 1 закрыт, коллекторный ток бипол рного транзистора 1 равен нулю (фиг. 2,В). К переходу исток-сток закрытого полевого транзистора 4 и переходу коллектор-эмиттер, закрытого бипол рного транзистора 2 приложено напр жение, равное сумме напр жений источника 8 питани (, ) и неработающего плеча первичной обмотки 6 трансформатора 5. При этом на Л -диоде 13 действует напр жение, больщее верхнего предела отпирани . Диод 13 также закрыт. Выходное напр жение вторичной обмотки 7 трансформатора 5 (фиг. 2,3), повтор к цеа форму напр жени на одном из плеч первичной обмотки 6 трансформатора 5 (фиг. 2.,д} поступает на паратранс 9. Паратранс имеет собственное сопротивление, которое измен етс в течение прлупериода (фиг. 2,е). Уменьщение сопротивлени паратранса 9 вызывает увеличение тока вторичной обмотки 7, что приводит к увеличению тока работающего плеча обмотки 6 и тока полевого транзистора 3. Увеличение тока полевого транзисто;ра 3 вызывает увеличение напр жени исток-сток, которое вл етс линейной функцией протекающего через полевой транзистор 3 тока. При достижении в момент времени t-, напр жением на переходе исток-сток полевого транзистора 3 нижнего порога отпирани Л -диод 12 открьшаетс (фиг. 2,ж), что приводит к открыванию бипол рного транзистора 1. Открытый переход коллектор-эмиттер бипол рного транзистора 1 шунтирует открытый переход исток-сток полевого транзистора 3. Ток работающего плеча обмотки 6 будет равен сумме коллекторного тока бипол рного транзистора 1 и тока исток-сток полевого транзистора 3. Поскольку .переход коллектор-эмиттер транзистора 1 имеет меныиее внутреннее сопротивление, чем внутреннее сопротивление затвора полевого транзистора 3, то потери мощности на этих транзисторах снижаютс . В течение времени y-t, когда Л -диод 12 и бипол рный транзиоtop 1 откраыты, схема ахоаитс в пи наМическом равновесии. Дальнейшее увеличение тока нагрузки ведет к увеличени тока рабочего плеча первичной обмотки 6 а также к увеличению падени налр$1жени на переходе коллектор-эмиттер бипо рного транзистора 1, которое приложено к последовательно соединенным Л «-диоду 12 и резистору 1О. Увеличение тока -аиоаа 12 приводит к увеличению базы бипол рного транзистора 1 и, схюдовательно, уменьшению напр жени ,кЫшектор-эмиттвр этого транзистора. Т4ким образом, в течение интервала време|ни напр жение коллектор-эмиттер бЦюл рного транзистора 1 стабилизирова|но . В дальнейшем сопротивление паратр са 9 возрастает, снижаетс ток нагру ки и ток рабочего плеча первичной о&мфгки 6. Уменьшаетс падение напр$ш:еnvia на участке коллекто{ миттер транзистора 1, что приводит к снижению напр жени на Л -аиоде 12. В момент вр|емени i.2 напр жение на Л -диоде 12 становитс меньше нижнего порога ерабатывани Л -диод 12 и бипол рный тр|анаистор 1 закрываютс . В jaHTepBajie в(1эмени tj-tjb открытом состо нии остаетс только полевой транзистор 3 (фиг. 2,). В момент времени t2 происходит смена пол рности управл ющих напр жений на затворах полевых транзисторов 3 и 4 (фиг. 2,с(). Состо ние полевых транзисторов 3 и 4 измен етс на противоположное. Полевой транзисTcip 4 открываетс , а полевой транзио тор 3 аахрь1ваетс . Поскольку схема инвертора симметрична, работа во втором полупериоде происходит аналогично .
Введение двух Л -диодов и включение каждого из них между базой бипол рного транзистора и стоком полевого транзистора , а также подключение перехода истоксток полевого транзистора параллельно переходу эмиттеру-коллектор бипол рног транзистора обеспечивают включение бипол рных транзисторов только при опре- деленньгх значени х напр жени на пер вичной обмотке трансформатора, по вл ющихс при изменении сопротивлени нагрузки в течение полупериода. При этом управл ющий ток базы бипол рного транзистора, обеспечивающий его насыщение , протекает только в течение части времени полупериода, что снижает потери в цепи управлени бипол рным транзистором . Кроме того, управл ющий ток базы протекает через рабочее плечо первичной обмотки, следовательно, мощность, затраченна в цепи управлени бипол рным транзистором, увеличивает полезную мощность инвертора.
При смене пол рности управл ющего напр жени крутизна фронтов импульсов напр жени первичной обмотки трансформатора определ етс только временем переключени полевых транзисторов, которое мало по сравнению с переключени бипол рного транзистора, следовательно, уменыиаютс дополнителы ные потери мшшости, обусловленные сквозными токами. Таким образом, снижение потерь мощности на транзисторах обеспечивает увеличение КПД инве{ тора.
iffittf 3
Фие.г