Понижающий бестрансформаторный инвертор

 

ПОНИЖАЮЩИЙ БЕСТРАНСФОРМАТОРНЫЙ ИНВЕРТОР, содержащий (П+1) входных и (И+1) дополнительных конденсаторов, (п+1) пару последовательно соединенных управляемых ключей, подключенных последовательно к входным вьшодам, причем каждая из П пар ключей шунтиро1 ана входными конденсаторами, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем обеспечения потенциальной развязки входных и выходных цепей при коэф()ициенте деления напряжения 2 (п+1), где tl 1, 2, Зит.д., оставшаяся пара ключей шунтирована последовательно соединенными входным и дополнительным конденсатором,точка соединения которых образует один из выходных вьшодов, а другой выс S ходной вывод образован точкой соединения ключей в этой паре, при (Л этом другие дополнительные конденсаторы соединяют общие точки ключей в каждой соседней паре.

ССЮЭ СОВЕТСКИХ

G0LLHAËÈÑTÈ×ЕСКИХ

РЕСПУБЛИК бр Н 02 М 7/537 (21) 3559111/24-07 (22) 03.03.83 (46) 30. 10.84. Бюл. N - 40 (72) А.И. Иванов-Цыганов, В.И. Хандогин, В.A. Даценко и Б.И. Рудяков (53) 621. 314.57 . (56) 1. Моин В.С., Лаптев Н.Н.

Стабилизированные транзисторные преобразователи. M. "Энергия", 1972, с. 113, р. 5-5 r, 2. Авторское свидетельство СССР

Р 1089740, кл. Н 02М 7/532, 1982.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 413590, кл. Н 02 M 7/537, 1963. (54)(57) ПОНИЖАЮЩИЙ БЕСТРАНСФОРМАТОРНЪ|Й ИНВГРТОР, содержащий (0+1) входных и (tl+1) дополнительных конденсаторов, (я+1) пару последовательно соединенных управляемых

„„SU„„1121761 ключей, подключенных последователь но к входным выводам, причем каждая из tl пар ключей шунтирована входными конденсаторами, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения надежности путем обеспечения потенциальной развязки входных и выходных цепей при коэффициенте деления напряжения 2 (n+1), где

11 = 1, 2, 3 и т.д., оставшаяся пара ключей шунтнрована последовательно соединенными входным и дополнительным конденсатором, точка соединения которых образует один из выходных выводов, а другой выходной вывод образован точкой соединения ключей в этой паре, при этом другие дополнительные конденсаторы соединяют общие точки ключей в каждой соседней паре.

11217

20

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в малогабаритных источниках вторичного электропитания.

Известен полумостовой инвертор, содержащий два последовательно соединенных управляемых ключа и два последовательно соединенных конденсатора, причем выходные выводы образованы точкой соединения ключей и точкой соединения конденсаторов (1).

Недостаток данного инвертора— высокое напряжение на закрытом ключе, равное напряжению источника питания.

Известен понижающий инвертор, содержащий по крайней мере две пары транзисторных ключей, соединенных последовательно и подключенных к входным выводам, причем каждая иэ этих пар шунтирована входным конденсатором, и выходные конденсаторы, первые выводы которых соединены со средними точками пар ключей, а вторые объединены и образуют первый выходной вывод, второй выходной вывод образован точкой соединения пар ключей (2) .

Недостатком известного инвертора является кратность коэффициента понижения напряжения четырем, что затрудняет его использование при бестрансформаторном выходе при кратности, отличной от четырех.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является бестрансформаторный инвертор, содержащий (0+1) входных и (0+1) дополнительных конденсаторов, (11+1) пару последовательно соединенных управ40 ляемых ключей, подключенных последовательно к входным выводам, причем каждая пара ключей шунтирована входными конденсаторами, а дополнитель45 ные конденсаторы одним из выводов подключены к точке соединения ключей в каждой паре, а их другие выводы объединены и образуют один из выходов инвертора, другой выход которого объединен с одним из входных выво50 дов (3) .

Недостаток такого инвертора непосредственное соединение одного иэ выходных выводов с входным, т.е. подача на нагрузку высокого потенциа-5> ла входного вывода, и, как следствие, отсутствие потенциальной развязки входных и выходных цепей.

Цель изобретения — повышение надежности путем обеспечения потенциалвной развязки входных и выходных цепей при коэффициенте деления 2 (8+1), где 11 = 1, 2, 3 н т.д.

Поставленная цель достигается тем, что в понижающем бестрансформаторном инверторе, содержащем (11+1) входных и (0+1) дополнительных конденсаторов, (пп+1) пару последовательно соединенных управляемых ключей,подключенных последовательно к входным выводам, причем каждая из t1 пар ключей, шунтирована входными конден. саторами, оставшаяся пара ключей. шунтирована последовательно соединенными входным и дополнительным конденсатором, точка соединения которых образует один из выходных выводов, а другой выходной вывод образован точкой соединения ключей в этой паре, при этом другие дополнительные конденсаторы соединяют общие точки ключей в каждой соседней паре.На чертеже представлена схема инвертора, содержащего две пары управляемых ключей.

Инвертор содержит последовательно соединенные входные конденсаторы

1 и 2, первый дополнительный конденсатор 3, последовательно соединенные нары ключей 4, 5 и 6, 7,включенные между входными выводами, второй дополнительный конденсатор 8.

Пара ключей 4 и 5 шунтирована конден. сатором 1, а пара ключей 6 и 7 последовательно соединенными конденсаторами 2 и 3. Выходные выводы образованы точкой соединения ключей

6 и 7 и точкой соедийения конденсаторов 2 и 3. Дополнительный конденсатор 8 включен между точками соединения ключей 4, 5 и 6, 7.

При большем чисел пар управляеных ключей соответственно увеличится число входных конденсаторов,шунтирующих эти пары ключей, и дополнительных конденсаторов, включенных между точками соединения ключей в каждой соседней паре.

Инвертор работает следующим образом.

В установившемся режиме напряжение на входном конденсаторе 1, шунтирующем пару ключей 4 и 5, и напряжение на дополнительном конденсаторе 8 равно

112176

3 где ll — напряжение на конденсас, торе 1, — напряжение на конденса8 торе 8, Š— напряжение питания, — число пар управляемых ключей, а напряжения на конденсаторах 2 и

3 равно

0 =Ц =Е

С1 с3 nl2n 7 где 0с — напряжение на конденса ? торе 2, — напряжение на конденса3 торе 3.

При замыкании управляемых ключей 4 и 6 в инверторе текут токи, обозначенные непрерывными линиями. Эти токи равны и суммируются на выходных выводах. Через полупериоды ключи 4 и 6 размыкаются и замыкаются ключи 5 и 7. При этом текут токи, обозначенные штриховыми линиями.

Они также суммируются на выходных выводах и равны токам первого полупериода, при протекании которых заряды конденсаторов изменяются следующим образом: конденсатора 1 на — 4() конденсатора 2 на - 2 конденсатора 3 - О, конденсатора 8 — на +й().

Во втором полупериоде: конденсатора 1 — О, конденсатора 2 на

+Щ, конденсатора 3 на — (), конденсатора 8 на — bg.

Таким образом, по истечении полного периода заряд дополнительного

1 4 конденсатора 8 не изменяется, а за-ряды конденсаторов 1-3 уменьшаются на величину дО. Это уменьшение компенсируется током питания

3„ nQ!Т = Q f, где Т и f — период и частота преобразования соответственно.

В то же время амплитуда тока на выходных выводах равна

"а н О 5т 2naQf 2n1n >

4 а амплитуда тока каждого ключа ь(3 -2aQk -2Jn

Амплитуда выходного напряжения инвертора равна

О „„*О,,-и Р„ г„, а напряжения на закрытых ключах

0„„="c =О,,+и,,=Е,(п.

Возможные выбросы напряжения, вызываемые индуктивностью нагрузки, подключаемой к выходным выводам, срезаются за счет замыкания токов через конденсаторы.

Использование изобретения позволяет получить на выходных выводах инвертора снижение выходного напряжения по отношению к входному с коэффициентом деления напряжения

2(И+1), при этом высокий потенциал на выходных выводах отсутствует.

1121761

g +dg

Ую9

+в9

Заказ 7994/42

Тираж 666 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ПП11 "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4

Составитель А. Обух

Редактор И. Ковальчук Техред Т.Фанта Корректор В. Синицкая