Транзисторные инверторы напряжения с внешним управлением. Двухтактные транзисторные инверторы напряжения

Мостовая схема инвертора напряжения применяется на больших мощностях при повышенном уровне напряжения источника питания. Сигналы управления X1…X4 поступают таким образом, что в каждом полупериоде два транзистора включены, а два других выключены.

Рисунок 11.4 Мостовая схема инвертора напряжения

Существует два алгоритма управления ключевыми элементами инвертора напряжения: симметричный и несимметричный. На рисунке приведены временные зависимости токов и напряжений для этих двух алгоритмов. Рассмотрим принцип действия инвертора при симметричном управлении.

Рисунок 11.5 Временные зависимости токов и напряжений

При подачи управляющих импульсов X1, X4 на транзисторы VT1, VT4 на интервале времени [t₃ ;t₄] ток протекает по контуру: “+” U₁ ; коллектор- эмиттер VT1; обмотка трансформатора (T) в первичной цепи; коллектор- эмиттер VT4; “-“ U₁. На этом же интервале накапливается реактивная энергия в цепи намагничивания трансформатора T, происходит плавное нарастание тока в первичной цепи по экспоненциальному закону.

На интервале [t₄; t₅] осуществляется рекуперация энергии в источник U₁ через обратные диоды по контуру: “+” ЭДС (E₁); VD3; противоположное направление по отношению к U₁; VD2; “–“ E₁. Тока источника спадает до нуля.

В плече моста инвертора напряжения достаточно управлять одним ключом для осуществления стабилизации напряжения на выходе инвертора (U₂), другой ключ можно удерживать в открытом состоянии, что исключает воздействие инвертора на входной источник. Рассмотрим принцип действия инвертора при несимметричном алгоритме управления.

На интервале времени [t₀; t₂ ] за период работы второго и третьего ключей в цепи намагничивания трансформатора T накопилась реактивная энергия. На интервале [t₂; t₃] происходит рекуперация энергии в нагрузку по контуру: “+” ЭДС (E₁); VD1; коллектор- эммитер VT3; “-” E₁. Если на данном интервале ток I₁ не снизился до нуля (т.е. ток не поменял свой знак), то на интервале [t₃; t₄] энергия передается в источник по контуру: “+” ЭДС (E₁); VD1; противоположное направление по отношению к U₁; VD4; “–“ E₁, при этом образуется “полочка” в форме напряжения U₂.

11.4 Контрольные вопросы:

1. Какие элементы включает в себя конвертор?

2. Как работает транзисторный инвертор с насыщающимся трансформатором?

3. Как работает транзисторный инвертор с емкостным делителем напряжения (полумостовой инвертор)?

4. Каково назначение «мертвой зоны»?

5. Какова структурная схема ИП ПК АТ форм фактора и каково назначение элементов схемы?

6. Какова структурная схема ИП ПК АТХ форм фактора и каково назначение элементов схемы?

7. Каковы параметры ИП ПК АТ и АТХ форм факторов?

8. Какова структурная схема микросхемы ШИМ-контроллера и каков принцип ее работы?

9. Как осуществляется стабилизация напряжения в ИП ПК АТ и АТХ форм факторов?