Повышение частоты преобразования электроэнергии в источниках вторичного электропитания. Допускаемое отклонение читающего напряжения от номинального, страница 30

Если инвертор выполнен на сплавных низкочастотных транзисторах типа П210, П214 – П217 и др., а частота переключения относительно невелика (1-5кГц), то длительность фронтов переключения и мощность, рассеиваемую в транзисторах при переключении, можно уменьшить, включив блокирующие конденсаторы  параллельно каждому из базовых резисторов  (эти конденсаторы показаны на рис. 6.3, а, б пунктиром).

В моменты включения и выключения транзисторов эти конденсаторы обеспечивают всплески базового тока, которые и способствуют более быстрому переключению транзисторов. Емкость конденсатора  выбирается из условия

.

И обычно составляет 0,5-2 мкФ.

В схемах инверторов, выполненных на высокочастотных транзисторах с малыми значениями времени переключения, блокирующие конденсаторы, как правило, не принимаются.

В схеме инвертора, приведенной на рис. 6.3, в, имеется только одна базовая обмотка  и один резистор . Сопротивление резистора  определяется из выражения

Базовый ток открытого резистора (например ), создаваемый напряжением  обмотки , протекает по цепи, образованной переходом эмиттер – база , диодом  и резистором . Падение напряжения  на диоде  является запирающим для транзистора . В следующий полупериод откроется транзистор , а  будет закрыт прямым напряжением диода  при протекании через него базового тока . В качестве диодов  и  следует использовать маломощные импульсивные диоды ( один или два, включенные последовательно).

Мостовая схема инвертора (рис. 6.3, г) содержит в два раза большее число транзисторов, чем схемы приведенные на рис. 6-3, а, б, в. Достоинство этой схемы заключается в том, что они может работать от источника питания с более высоким напряжением, поскольку напряжение на коллекторе закрытого транзистора равно напряжению питания, в то время как в предыдущих схемах это напряжение равно удвоенному напряжению питания.

Другим достоинством мостовой схемы является возможность подключения нагрузки без трансформатора (непосредственно к коллекторам транзисторов  и ). Это позволяет значительно уменьшить мощность трансформатора Тр, его массу и объем. Инвертор, выполненный по мостовой схеме, имеет меньший к. п. д., так как в этой схеме на переходах коллектор – эмиттер открытых транзисторов и в их базовых цепях рассеивается вдвое большая мощность. Существенным недостатком мостовой схемы является возможность появления «сквозных» токов. Это явление особенно заметно в том случае, когда время включения и выключения транзисторов значительно меньше времени рассасывания избыточного заряда не основных носителей в областях их баз. Полное открывание транзистора  может произойти в тот момент, когда в транзисторе  происходит момент рассасывания и его сопротивление так же мало. В этом случае в цепи питания инвертора возникает режим, близкий к короткому замыканию источника питания . Ток, протекающий через транзисторы  и , достигает недопустимо больших значений, резко возрастает рассеиваемая в транзисторах мощность.

Простейшие способы устранения режима «сквозных» токов состоят в увеличении времени включения транзисторов (например, с помощью индуктивности, включенной последовательно в цепь питания инвертора). Инверторы с самовозбуждением по мостовым схемам выполняются сравнительно редко.

Полумостовой инвертор (рис. 6.3, д) может быть получен из мостовой схемы заменой последовательно соединенных транзисторов  и  емкостным делителем напряжения , . Каждый из конденсаторов заряжается во время работы до напряжения, равного половине напряжения питания. При поочередном открывании транзисторов эти конденсаторы разряжаются на сопротивление нагрузки, а к обмотке  прикладывается напряжение, равное 0,5. Емкость конденсаторов должна быть достаточно большой для того, чтобы во время работы напряжение на конденсаторах изменялось незначительно, т.е. что бы переменная составляющая напряжение на каждом конденсаторе не превышала её максимально допустимого значения для данной рабочей частоты переключения инвертора.