RU2176847C1 - Half-bridge self-excited oscillator - Google Patents

Abstract

FIELD: converter engineering; control systems for fluorescent, mercury, sodium (electronic ballast), and halogen lamps, secondary power supplies. SUBSTANCE: oscillator has power rectifier whose leads are connected to inputs of capacitive divider and also to plus and minus power buses of which one is connected to collector of one of power transistors and other, to emitter of other power transistor; switching transformer incorporating one feedback winding and two identical control windings each of them being connected through one lead to base of respective power transistor and through other, to emitter of respective transistor; current-limiting reactor one of whose leads is connected to output of self-excited oscillator and other one, to load; the latter is connected to center tap of capacitive divider. Control windings of switching transformer are connected in phase opposition to power transistors through diode-capacitor circuits; connected in parallel with feedback winding of switching transformer is blocking capacitor; additional shaping capacitor is inserted between midpoint of divider capacitors and that of power transistors; isolating diodes are inserted in addition into collector circuits of power transistors. Load is connected through current-limiting reactor. EFFECT: enhanced efficiency and safety in operation. 3 dwg

Description

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано, например, для построения автоколебательных систем управления люминесцентными лампами, дроссельно-ртутными лампами, дроссельно-натриевыми лампами (электронные балласты), а также галогенными лампами, вторичными источниками питания. The invention relates to a conversion technique and can be used, for example, to build self-oscillating control systems for fluorescent lamps, throttle-mercury lamps, throttle-sodium lamps (electronic ballasts), as well as halogen lamps, secondary power sources.

Известен автогенератор, содержащий силовой транзистор, трансформатор, управляющая обмотка которого через токоограничивающий резистор подключена к эмиттер-базовому переходу силового транзистора, цепь форсированного запирания силового транзистора, состоящая из накопительного конденсатора, шунтирующего эмиттер-базовый переход силового транзистора через дополнительный транзистор обратного типа проводимости, базового резистора дополнительного транзистора, первого и второго диодов (Авт. свид. N 544075, кл. H 02 M 1/08, опубл. 1977 г.). A known oscillator comprising a power transistor, a transformer, the control winding of which is connected through a current-limiting resistor to an emitter-base junction of a power transistor, a forced locking circuit of a power transistor, consisting of a storage capacitor shunting an emitter-base junction of a power transistor through an additional transistor of the reverse conductivity type, is a base the resistor of the additional transistor, the first and second diodes (Auth. certificate. N 544075, class H 02 M 1/08, publ. 1977).

Недостаток этой схемы автогенератора заключается в том, что накопительный конденсатор к моменту запирания силового транзисторного ключа несколько разряжается через обмотку управления трансформатора, в результате чего снижается эффективность форсирования процессы запирания. The disadvantage of this oscillator circuit is that the storage capacitor at the time of locking the power transistor key is somewhat discharged through the transformer control winding, as a result of which the efficiency of forcing locking processes is reduced.

Наиболее близким к заявляемому объекту является полумостовой автогенератор, содержащий верхний и нижний силовые транзисторы, соединенные по полумостовой схеме, каждый с обратным диодом, и схему запуска. К силовым транзисторам полумостового генератора подключены схемы управления, идентичные для верхнего и нижнего транзистора, полумоста, которые для уменьшения рассеиваемой мощности преобразуют синусоидальное напряжение вторичных обмоток трансформатора в ток прямоугольной формы, передаваемый в базы силовых транзисторов при их выключении. Кроме того, по крайней мере, нижний силовой транзистор имеет схему защиты по току с возможностью внешней регулировки ее уровня и через схему блокировки выключает силовой транзистор при превышении заданного уровня выходного тока (Патент РФ N 2141717, кл. H 02 M 5/257, H 05 B 37/02, 41/29, 1999 г.). Closest to the claimed object is a half-bridge oscillator containing the upper and lower power transistors connected in a half-bridge circuit, each with a reverse diode, and a start-up circuit. Control circuits identical to the upper and lower transistors and half-bridges are connected to the power transistors of the half-bridge generator, which, to reduce the dissipated power, convert the sinusoidal voltage of the secondary windings of the transformer into a rectangular current transmitted to the base of the power transistors when they are turned off. In addition, at least the lower power transistor has a current protection circuit with the possibility of external adjustment of its level and, through the blocking circuit, turns off the power transistor when the specified output current level is exceeded (RF Patent N 2141717, class H 02 M 5/257, H 05 B 37/02, 41/29, 1999).

Недостатки этой схемы полумостового автогенератора - жесткий режим работы силовых транзисторов по напряжению и току, сложная схема управления, не исключающая появления сквозных токов при переходных процессах, и, как следствие, низкий КПД. The disadvantages of this half-bridge self-oscillator circuit are the strict mode of operation of power transistors for voltage and current, a complex control circuit that does not exclude the appearance of through currents during transients, and, as a result, low efficiency.

Изобретение направлено на повышение КПД полумостового автогенератора за счет исключения сквозных токов при переходных процессах и исключения коммутационных потерь с одновременным повышением безопасности работы схемы автогенератора при любых режимах нагрузки от холостого хода до короткого замыкания за счет формирования безопасной траектории переключения силовых транзисторов. The invention is aimed at increasing the efficiency of a half-bridge oscillator by eliminating through-currents during transients and eliminating switching losses while increasing the safety of the oscillator circuit under any load conditions from idle to short circuit due to the formation of a safe switching path of power transistors.

Это достигается тем, что в полумостовом автогенераторе, содержащем сетевой выпрямитель, емкостной делитель, коммутирующий трансформатор с двумя идентичными управляющими обмотками и одной обмоткой обратной связи, защитный дроссель, силовые транзисторы и нагрузку, к силовым транзисторам противофазно подключены через диодно-емкостные цепи управляющие обмотки коммутирующего трансформатора, при этом параллельно обмотке обратной связи коммутирующего трансформатора подключен задерживающий конденсатор, между точкой соединения конденсаторов емкостного делителя и точкой соединения силовых транзисторов установлен дополнительный формирующий конденсатор, а в коллекторные цепи силовых транзисторов дополнительно включены разделительные диоды. This is achieved by the fact that in a half-bridge oscillator containing a network rectifier, a capacitive divider, a switching transformer with two identical control windings and one feedback winding, a protective inductor, power transistors and a load, the control windings of the switching commutator are out of phase connected to the power transistors through diode-capacitive circuits a transformer; in this case, a delay capacitor is connected parallel to the feedback winding of the switching transformer, between the connection point is condensate The capacitor divider and the connection point of the power transistors are equipped with an additional forming capacitor, and diodes are additionally included in the collector circuits of the power transistors.

Кроме того, для обеспечения безопасной работы в режимах короткого замыкания на выходе нагрузку подключают через токоограничивающий дроссель. In addition, to ensure safe operation in output short circuit modes, the load is connected via a current-limiting inductor.

На фиг. 1 изображена схема вторичного источника питания для дроссельно-ртутных ламп; на фиг. 2 - то же, для люминесцентных ламп; на фиг. 3 - то же, для сварочного аппарата. In FIG. 1 shows a diagram of a secondary power source for a choke lamp; in FIG. 2 - the same for fluorescent lamps; in FIG. 3 - the same for the welding machine.

Полумостовой генератор содержит коммутирующий трансформатор с обмоткой обратной связи 2 и двумя идентичными управляющими обмотками 3 и 4, соединенными соответственно началом и концом с анодами диодов 5 и 6, параллельно которым подключены конденсаторы отрицательного смещения 7 и 8. Катоды диодов 5 и 6 с подключенными к ним конденсаторами 7 и 8 соединены соответственно с базами силовых транзисторов 9 и 10 и первыми выводами соответствующих резисторов положительного смещения 11 и 12. К коллектору силового транзистора 9 подключен катодом разделительный диод 13, к аноду которого подсоединен вторым выводом резистор положительного смещения 11, катод обратного диода 14, положительный вывод конденсатора 15 емкостного делителя напряжения и являющейся плюсовой шиной питания положительный выход сетевого диодного моста 16. Эмиттер силового транзистора 9 соединен с концом управляющей обмотки 3 коммутирующего трансформатора 1, с анодом разделительного диода 17, с первым выводом резистора положительной обратной связи 18, со вторым выводом резистора положительного смещения 12, с анодом обратного диода 19, с первым выводом формирующего конденсатора 20 и первым выводом защитного дросселя 21. Силовой транзистор 10 коллектором соединен с катодом разделительного диода 17, а эмиттером - с началом управляющей обмотки 4, с анодом обратного диода 19, с отрицательным выводом конденсатора 22 емкостного делителя, с являющимся минусовой шиной питания отрицательным выводом сетевого диодного моста 16. Второй вывод формирующего конденсатора 20 соединен с минусовым выводом конденсатора 15 и плюсовым выводом конденсатора 22, образующих емкостной делитель напряжения, куда также подключен и конец обмотки обратной связи 2 коммутирующего трансформатора 1, причем параллельно этой обмотке обратной связи 2 подключен задерживающий конденсатор 23, а начало этой же обмотки 2 соединено со вторым диодом резистора положительной обратной связи 18. Нагрузку 24, например, дроссельно-ртутную лампу (см. фиг. 1), или выходной трансформатор для люминесцентной лампы (см. фиг. 2), или сварочный аппарат (см. фиг. 3) подключают между точкой соединения конденсаторов 15 и 22 и вторым выводом защитного дросселя 21. Напряжение питания подают на вход сетевого диодного моста 16 через предохранитель 25. The half-bridge generator contains a switching transformer with feedback winding 2 and two identical control windings 3 and 4, connected respectively to the beginning and end of the anodes of the diodes 5 and 6, in parallel with which negative capacitors 7 and 8 are connected. The cathodes of the diodes 5 and 6 are connected to them capacitors 7 and 8 are connected respectively to the bases of power transistors 9 and 10 and the first terminals of the corresponding positive bias resistors 11 and 12. A separator cathode is connected to the collector of the power transistor 9 a diode 13, to the anode of which a positive bias resistor 11, a cathode of the inverse diode 14, a positive terminal of the capacitor 15 of the capacitive voltage divider and a positive power bus, the positive output of the network diode bridge 16. The emitter of the power transistor 9 is connected to the end of the control winding 3 of the switching transformer 1, with the anode of the diode diode 17, with the first output of the positive feedback resistor 18, with the second output of the positive bias resistor 12, with the anode of the reverse diode yes 19, with the first output of the forming capacitor 20 and the first output of the protective inductor 21. A power transistor 10 is connected to the cathode of the isolation diode 17 by a collector and by an emitter to the start of the control winding 4, to the anode of the return diode 19, with a negative output of the capacitor 22 of the capacitor divider, with the negative terminal of the power supply being the negative terminal of the network diode bridge 16. The second terminal of the forming capacitor 20 is connected to the negative terminal of the capacitor 15 and the positive terminal of the capacitor 22 forming a capacitive voltage divider voltage, where the end of the feedback winding 2 of the switching transformer 1 is also connected, and a delaying capacitor 23 is connected in parallel with this feedback winding 2, and the beginning of the same winding 2 is connected to the second diode of the positive feedback resistor 18. Load 24, for example, throttle mercury lamp (see FIG. 1), or an output transformer for a fluorescent lamp (see Fig. 2), or a welding machine (see Fig. 3) is connected between the connection point of the capacitors 15 and 22 and the second output of the protective inductor 21. The supply voltage is supplied to the input of the network diode bridge 16 through fuse 25.

Полумостовой автогенератор работает следующим образом. Half-bridge oscillator operates as follows.

При подаче напряжения питания развивается процесс запуска автогенератора, заряжаются конденсаторы емкостного фильтра 15 и 22 и одновременно с этим ток начинает течь через резисторы положительного смещения 11 и 12, в результате чего заряжаются емкости отрицательного смещения 7 и 8. Как только напряжение на этих конденсаторах достигает уровня открывания база - эмиттерных переходов силовых транзисторов 9 и 10, последние приоткрываются, входят в зону активного неустойчивого состояния, при этом за счет резистора положительной обратной связи 18 происходит скачкообразное открывание одного из транзисторов, предположим верхнего 9, и одновременное закрывание нижнего транзистора 10. Ток базы силового транзистора 9, величина которого определяется резистором положительной обратной связи 18 и коэффициентом трансформации между обмотками 2 и 3, 4, перезаряжает конденсатор отрицательного смещения 7 до уровня прямого падения напряжения на диоде 5, при этом напряжение на управляющей обмотке 3 коммутирующего трансформатора становится равным сумме прямых падений напряжений на переходах база-эмиттер транзистора 9 и диода 5 и составляет примерно 2 В. Точно такая же величина, но противоположная по знаку, устанавливается и на идентичной обмотке того же трансформатора, удерживая транзистор 10 в закрытом состоянии. После отпирания силового транзистора 9 через него начинает с нуля течь ток по цепи: первый вывод источника питания - плюсовая шина питания - прямо смещенный развязывающий диод 13 - коллектор транзистора 9 - эмиттер транзистора 9 - токоограничивающий дроссель 21 - нагрузка 24 - средняя точка емкостного делителя 15, 22 - минусовая шина питания - второй вывод источника питания. При этом формирующий конденсатор заряжается до уровня, равного половине напряжения питания в данный момент, и происходит накопление энергии в токоограничивающем дросселе 21. Через некоторый промежуток времени, определяемый магнитными свойствами сердечника коммутирующего трансформатора 1, произойдет насыщение последнего, что вызовет исчезновение напряжения в его обмотках, в результате чего конденсатор обратного смещения 7 окажется подключенным параллельно база-эмиттерному переходу транзистора 9, причем напряжение заряда этого конденсатора 7 будет обратным для база-эмиттерного перехода транзистора 9, что вызовет форсированное закрывание последнего, в результате чего протекание тока через транзистор 9 прекратится. When the supply voltage is applied, the self-oscillator starting process develops, the capacitors of the capacitive filter 15 and 22 are charged and at the same time the current begins to flow through the positive bias resistors 11 and 12, as a result of which the negative bias capacities 7 and 8. are charged. As soon as the voltage on these capacitors reaches the level openings of the base - emitter junctions of power transistors 9 and 10, the latter open slightly, enter the zone of an active unstable state, at the same time due to the positive feedback resistor 18 an abrupt opening of one of the transistors, suppose the upper one 9, and simultaneously closing the lower transistor 10 occurs. The base current of the power transistor 9, the value of which is determined by the positive feedback resistor 18 and the transformation coefficient between the windings 2 and 3, 4, recharges the negative bias capacitor 7 to the level a direct voltage drop across the diode 5, while the voltage on the control winding 3 of the switching transformer becomes equal to the sum of the direct voltage drops at the base-emitter junctions ep transistor 9 and diode 5, and is approximately 2 V. The same magnitude, but opposite in sign, and installed on an identical winding of the same transformer, keeping transistor 10 in a closed state. After the power transistor 9 is unlocked, a current starts flowing through it from zero: the first output of the power source is a positive power bus - a directly biased decoupling diode 13 - transistor collector 9 - transistor emitter 9 - current-limiting inductor 21 - load 24 - midpoint of the capacitive divider 15 , 22 - negative power bus - the second output of the power source. In this case, the forming capacitor is charged to a level equal to half the supply voltage at the moment, and energy is accumulated in the current-limiting inductor 21. After a certain period of time, determined by the magnetic properties of the core of the switching transformer 1, the latter will be saturated, which will cause the voltage to disappear in its windings, as a result, the reverse bias capacitor 7 will be connected in parallel with the base-emitter junction of the transistor 9, and the charge voltage of this condenser Ator 7 will be the inverse of the base-emitter junction of transistor 9, which will cause a forced closure of the latter, whereby the current flowing through transistor 9 stops.

В течение времени, пока рассасываются неосновные носители в базовой области транзистора 9, иными словами, существует инверсная проводимость база-эмиттерного перехода транзистора 9, заряд конденсатора 7 будет препятствовать появлению напряжения отпирания транзистора 10 за счет жесткой связи между обмотками 3 и 4 трансформатора. После того как протекание тока через транзистор 9 прекратится, напряжение на нем будет оставаться еще неизменным за счет заряженного формирующего конденсатора 20, а ток нагрузки, протекающий через транзистор 9, теперь пойдет из формирующего конденсатора 20, постепенно разряжая его. During the time that minority carriers are absorbed in the base region of the transistor 9, in other words, there is an inverse conductivity of the base-emitter junction of the transistor 9, the charge of the capacitor 7 will prevent the unlocking voltage of the transistor 10 due to the hard coupling between the windings 3 and 4 of the transformer. After the flow of current through the transistor 9 stops, the voltage on it will remain unchanged due to the charged forming capacitor 20, and the load current flowing through the transistor 9 will now go from the forming capacitor 20, gradually discharging it.

Таким образом, в момент выключения транзистора 9 отсутствуют коммутационные потери, так как на транзисторе при разрыве тока нет напряжения, что свидетельствует о формировании траектории выключения транзистора 9, исключающей коммутационные потери. После того как напряжение на конденсаторе 20 станет равным нулю, он начнет перезаряжаться за счет накопленной энергии в токоограничивающем дросселе 21, что вызовет смену полярности напряжения на формирующем конденсаторе 20 и, следовательно, на выходе автогенератора и на резисторе обратной связи 18. Thus, at the time of turning off the transistor 9, there is no switching loss, since there is no voltage on the transistor when the current is broken, which indicates the formation of the switching path of the transistor 9, excluding switching losses. After the voltage on the capacitor 20 becomes zero, it will begin to recharge due to the accumulated energy in the current-limiting inductor 21, which will cause a change in the polarity of the voltage at the forming capacitor 20 and, therefore, at the output of the oscillator and at the feedback resistor 18.

Напряжение на выходе автогенератора будет продолжать линейно уменьшаться до момента отпирания обратного диода 19, через который далее будет протекать оставшийся накопленный ток в дросселе 21. После того как произошла смена полярности напряжения на формирующем конденсаторе 20, то есть на выходе автогенератора и на резисторе обратной связи 18, необходимо не допустить отпирания ранее закрытого силового трансформатора 10 во избежание появления скачкообразного тока заряда формирующего конденсатора 20, что обеспечивается задерживающим конденсатором 23. Как только напряжение на этом конденсаторе 23 достигнет через коэффициент трансформации трансформатора 1 величины, достаточной для отпирания силового транзистора 10, последний откроется. Причем к моменту отпирания напряжение на нем будет нулевым, и ток через транзистор 10 еще какое-то время не будет протекать, так как токоограничивающий дроссель 21 будет отдавать накопленную в нем энергию через диод 19. С момента времени, когда энергия в токоограничивающем дросселе 21 закончится, ток пойдет через разделительный диод 17 и открытый транзистор 10 с нулевого значения. Таким образом, в момент отпирания транзистора 10 напряжение на нем было уже нулевым, а тока нет, следовательно, полностью отсутствуют коммутационные потери в момент отпирания транзистора. Разделительный диод 17 необходим для того, чтобы исключить прохождение через открытый диод 10 инверсного тока токоограничивающего дросселя 21 с целью уменьшения мощности, выделяемой на транзисторе. Далее транзистор 10 удерживается в открытом состоянии током базы, величина которого так же, как и для транзистора 9 определяется резистором положительной обратной связи 18 и коэффициентом трансформации между обмотками 2 и 3, 4, кроме того, этим же током базы также заряжается конденсатор отрицательного смещения 8 до уровня прямого падения напряжения на диоде 6. При этом напряжение на управляющей обмотке 4 коммутирующего трансформатора 1 становится как и в предыдущей полуволне равным сумме прямых падений напряжения на переходах база-эмиттер транзистора 10 и диода 6 и составляет примерно 2 В. В это время на базе транзистора 9 устанавливается напряжение, равное сумме напряжений на обмотке 3 и на конденсаторе 7, что составляет примерно минус 3 В, которое надежно удерживает транзистор 9 в закрытом состоянии, создавая ему отрицательное смещение. После чего через транзистор 10 начнет протекать ток по цепи: первый вывод источника питания - плюсовая шина питания - первый вывод конденсатора 15 емкостного делителя - средняя точка емкостного делителя 15, 22 - второй вывод нагрузки 24 - первый вывод нагрузки 24 - второй вывод токоограничивающего дросселя 21 - первый вывод токоограничивающего дросселя 21 - анод разделительного диода 17 - катод разделительного диода 17 - коллектор транзистора 10 - эмиттер транзистора 10 - минусовая шина питания - второй вывод источника питания. При этом так же, как и в предыдущей полуволне формирующий конденсатор 20 заряжен до уровня, равного половине напряжения питания, но противоположного по знаку значения, и также происходит накопление энергии в токоограничивающем дросселе противоположного знака. Через тот же промежуток времени, определяемый также магнитными свойствами сердечника коммутирующего трансформатора 1, произойдет насыщение последнего, что вызовет исчезновение напряжения в его обмотках, в результате чего конденсатор обратного смещения 9 окажется подключенным параллельно база-эмиттерному переходу транзистора 10, причем напряжение заряда этого конденсатора 8 будет обратным для база-эмиттерного перехода транзистора 10, что вызовет форсированное закрытие последнего. В результате этого протекание тока через транзистор 10 прекратится, а напряжение на нем будет еще оставаться неизменным за счет заряженного формирующего конденсатора 20. Кроме того, ток нагрузки, протекающий через транзистор 10, теперь будет течь из емкости формирующего конденсатора 20, постепенно разряжая его, как и в переходном процессе предыдущей полуволны, но противоположного знака. Таким образом, при выключении транзистора 10 отсутствуют коммутационные потери, так как на транзисторе при разрыве тока нет напряжения, что свидетельствует о формировании траектории выключения транзистора 10, исключающей коммутационные потери. После того как напряжение на конденсаторе 20 станет опять равным нулю, он начнет перезаряжаться за счет накопленной энергии в токоограничивающем дросселе 21, что вызовет смену полярности напряжения на формирующем конденсаторе 20 и, следовательно, на выходе автогенератора и на резисторе обратной связи 18. Напряжение на выходе автогенератора будет продолжать линейно увеличиваться до момента отпирания обратного диода 14, через который далее будет идти оставшийся накопленный ток в дросселе 21. После того как снова перезарядится через резистор обратной связи 18 задерживающий конденсатор 23, произойдет отпирание транзистора 9, и процесс повторится. The voltage at the output of the oscillator will continue to decrease linearly until the reverse diode 19 is unlocked, through which the remaining accumulated current will flow in the inductor 21. After the voltage polarity has changed at the forming capacitor 20, that is, at the output of the oscillator and at the feedback resistor 18 , it is necessary to prevent the unlocking of the previously closed power transformer 10 in order to avoid the appearance of an abrupt charge current of the forming capacitor 20, which is provided by a delaying capacitor torus 23. As soon as the voltage on this capacitor 23 will reach through the transformation ratio of the transformer 1, the quantities sufficient for unlocking the power transistor 10, the latter opens. Moreover, by the time of unlocking, the voltage across it will be zero, and the current through the transistor 10 will not flow for some time, since the current-limiting inductor 21 will give off the energy stored in it through the diode 19. From the moment when the energy in the current-limiting inductor 21 ends , the current will go through the isolation diode 17 and the open transistor 10 with a zero value. Thus, at the moment of unlocking the transistor 10, the voltage on it was already zero, and there was no current, therefore, there were no switching losses at the moment of unlocking the transistor. A separation diode 17 is necessary in order to prevent the passage of an inverse current through the open diode 10 of the current-limiting inductor 21 in order to reduce the power allocated to the transistor. Next, the transistor 10 is kept open by the base current, the value of which is determined, as for the transistor 9, by the positive feedback resistor 18 and the transformation coefficient between the windings 2 and 3, 4, in addition, the negative bias capacitor is also charged with the same base current 8 to the level of direct voltage drop across the diode 6. In this case, the voltage at the control winding 4 of the switching transformer 1 becomes, as in the previous half-wave, equal to the sum of the direct voltage drops at the base-emitter junctions Nzistor 10 and diode 6 and is approximately 2 V. At this time, based on the transistor 9, a voltage is set equal to the sum of the voltages on the winding 3 and on the capacitor 7, which is approximately minus 3 V, which reliably holds the transistor 9 in the closed state, creating it negative bias. After that, current flows through the transistor 10 through the circuit: the first output of the power supply - the positive power rail - the first output of the capacitor 15 of the capacitive divider - the middle point of the capacitive divider 15, 22 - the second output of the load 24 - the first output of the load 24 - the second output of the current-limiting inductor 21 - the first output of the current-limiting inductor 21 - the anode of the isolation diode 17 - the cathode of the isolation diode 17 - the collector of the transistor 10 - the emitter of the transistor 10 - the negative power bus - the second output of the power source. At the same time, as in the previous half-wave, the forming capacitor 20 is charged to a level equal to half the supply voltage, but of the opposite sign in value, and energy also accumulates in the current-limiting inductor of the opposite sign. After the same period of time, also determined by the magnetic properties of the core of the switching transformer 1, the latter will saturate, which will cause the voltage in its windings to disappear, as a result of which the reverse bias capacitor 9 will be connected in parallel with the base-emitter junction of the transistor 10, and the charge voltage of this capacitor 8 will be the opposite for the base-emitter junction of the transistor 10, which will cause a forced closure of the latter. As a result of this, the current flow through the transistor 10 will stop, and the voltage on it will still remain unchanged due to the charged forming capacitor 20. In addition, the load current flowing through the transistor 10 will now flow from the capacitance of the forming capacitor 20, gradually discharging it, as and in the transition process of the previous half-wave, but of the opposite sign. Thus, when the transistor 10 is turned off, there is no switching loss, since there is no voltage on the transistor when the current is broken, which indicates the formation of the shutdown path of the transistor 10, excluding switching losses. After the voltage at the capacitor 20 becomes zero again, it will begin to recharge due to the accumulated energy in the current-limiting inductor 21, which will cause a change in the polarity of the voltage at the forming capacitor 20 and, therefore, at the output of the oscillator and at the feedback resistor 18. Output voltage the oscillator will continue to increase linearly until the reverse diode 14 is unlocked, through which the remaining accumulated current in the inductor 21 will go further. After it is recharged through the resistor get feedback capacitor 18 retaining 23 will unlock the transistor 9, and the process is repeated.

Таким образом, в заявленном устройстве исключены сквозные токи и сформирована безопасная траектория переключения силовых транзисторов, исключающая наличие коммутационных потерь. Thus, in the claimed device excluded through currents and formed a safe path of switching power transistors, eliminating the presence of switching losses.

Предлагаемый полумостовой автогенератор может быть использован в качестве источника питания для дроссельно-ртутных ламп, люминесцентных ламп, сварочного аппарата и т. п., в то время как полумостовой автогенератор по прототипу может быть использован лишь для люминесцентных и галогенных ламп. При этом предлагаемый автогенератор по сравнению с прототипом позволит обеспечить более высокий КПД за счет исключения сквозных токов при переходных процессах и исключения коммутационных потерь, а также более безопасную работу схемы автогенератора при любых режимах нагрузки от холостого хода до короткого замыкания за счет формирования безопасной траектории переключения силовых транзисторов. The proposed half-bridge oscillator can be used as a power source for choke-mercury lamps, fluorescent lamps, a welding machine, etc., while the half-bridge oscillator according to the prototype can be used only for fluorescent and halogen lamps. At the same time, the proposed autogenerator in comparison with the prototype will allow for higher efficiency by eliminating through-currents during transients and eliminating switching losses, as well as safer operation of the autogenerator circuit under any load conditions from idle to short circuit due to the formation of a safe power switching path transistors.

Claims (1)

Полумостовой автогенератор, содержащий сетевой выпрямитель, соединенный своими выводами со входами емкостного делителя, а также с плюсовой и минусовой шиной питания, одна из которых соединена с коллектором одного силового транзистора, другая - с эмиттером второго силового транзистора, коммутирующий трансформатор с одной обмоткой обратной связи и двумя идентичными управляющими обмотками, соединенный одними выводами с базами силовых транзисторов, а другими выводами - с эмиттерами силовых транзисторов, токоограничивающий дроссель, соединенный одним выводом с точкой соединения силовых транзисторов, а другим - с нагрузкой, которая соединена со средней точкой емкостного делителя, отличающийся тем, что к силовым транзисторам противофазно подключены через диодно-емкостные цепи управляющие обмотки коммутирующего трансформатора, при этом параллельно обмотке обратной связи коммутирующего трансформатора подключен задерживающий конденсатор, между точкой соединения конденсаторов емкостного делителя и точкой соединения силовых транзисторов установлен дополнительный формирующий конденсатор, а в коллекторные цепи силовых транзисторов дополнительно включены разделительные диоды. A half-bridge oscillator containing a network rectifier connected with its terminals to the inputs of the capacitive divider, as well as with the plus and minus power bus, one of which is connected to the collector of one power transistor, the other to the emitter of the second power transistor, a switching transformer with one feedback winding and two identical control windings, connected by one terminal with the bases of power transistors, and by other terminals with emitters of power transistors, current-limiting inductor, connected to one terminal with a power transistor connection point, and the other to a load that is connected to the midpoint of a capacitive divider, characterized in that the control transformer windings are out of phase connected to the power transistors through diode-capacitive circuits, while parallel to the feedback winding of the switching transformer a delay capacitor is connected, between the connection point of the capacitors of the capacitive divider and the connection point of the power transistors, an additional form a capacitor, and isolation diodes are additionally included in the collector circuits of the power transistors.

Images