Uk3vt4 на переходах коллектор-эмиттер и напряжения U2 на вторичной обмотке трансформатора.

К недостаткам мостовой схемы инвертора можно отнести сложность устройства управления в связи с необходимостью использования четырех транзисторов и возможностью намагничивания трансформатора из-за неидентичности параметров транзисторов и устройств У У1... У У 4 формирования импульсов управления.

Для исключения намагничивания используют схемы ограничения насыщения трансформатора или включают последовательно с первичной обмоткой трансформатора конденсатор С1 с минимальной емкостью

С1 > 0,36 1к / (fnpUc),

где fnp - частота преобразования, равная 1/Т;

Uc- - допустимая переменная составляющая для определенного типа конденсатора.

Полумостовая схема инвертора приведена на рис. 3.12, а. Она содержит транзисторы VT1, VT2 в одной цепи и конденсаторы С1, С2 в другой цепи. В диагональ моста, образованного транзисторами и конденсаторами, включен трансформатор VT1. Транзисторы инвертора шунтируются обратными диодами VD1, VD2 для замыкания выбросов напряжения, возникающих при коммутации тока в цепи с индуктивностью рассеивания трансформатора TV1. Транзисторы VT1, VT2 открываются поочередно на время у Т/2, вследствие чего в форме напряжения на первичной обмотке трансформатора имеется пауза, в течение которой напряжение равно нулю, при этом максимальное значение напряжения близко к Ubx/2 (рис. 3.12, б).

В течение одного полупериода, когда транзистор VT1 открыт, а транзистор VT2 закрыт, конденсатор С1 разряжается на первичную обмотку трансформатора. В это время конденсатор С2 заряжается. В другой полупериод, при открытом транзисторе VT2 и закрытом транзисторе VT1, конденсатор С1 заряжается, а конденсатор С2 разряжается. Конденсаторы С1 и 02 рекомендуется применять ла-копленочные или керамические, допускающие работу на частоте преобразования fnp со значительной пульсацией напряжения.

Минимальные емкости конденсаторов определяются по формуле

01 = С2 = 0,21ктах / (fnpUc). (2.3)

Максимальное напряжение на коллекторах транзисторов в полумостовой схеме равно Ubx- Максимальное значение импульсов тока транзисторов в два раза больше по сравнению с мостовой схемой и определяется из соотношения

1Кимп ~ 2,2 Рвых / (TlUBxminYmax)-

Основным преимуш;еством схемы является отсутствие подмагни-чивания магнитопровода трансформатора, вызванного разбросом максимальных значений импульсов разной полярности и их длительностей. Полумостовые схемы рекомендуется использовать при выходной мощности источника электропитания от 100 до 500 Вт в зависимости от типа выбранного транзистора инвертора.

Полумостовая схема инвертора с последовательно соединенными транзисторами VT1...VT4 и возвратными диодами VD3, VD4 показана на рис. 3.13, а. Она позволяет снизить напряжение на закрытых транзисторах до 0,5 Ubx-

Управление транзисторами осуществляется следующим образом. Средние транзисторы VT2 и VT3 управляются от задающего генератора сигналами длительностью Т/2. Крайние транзисторы VT1 и VT4 управляются широтно-модулированными сигналами длительностью у Т/2. В один из полупериодов открыты транзисторы VT1 и VT2, а транзисторы VT3 и VT4 закрыты, напряжение от конденсатора С1 поступает на нагрузку. По окончании рабочего такта транзистор VT1 закрывается, при этом ток в индуктивности нагрузки протекает через открытый тргшзистор VT2 и диод VD3. Напряжение на закрытом транзисторе в это время будет равно Ubx/2, так как ток в нагрузке не прерывается, а следовательно, отсутствует перенапряжение.

В следующем такте закрывается транзистор VT2, а открывается VT3, VT4. К нагрузке прикладывается напряжение конденсатора 02.

В последующем такте закрывается транзистор VT4 и открывается транзистор VT3. Ток нагрузки протекает через открытый транзистор VT3 и диод VD4. Перенапряжение при этом не возникает. В данной схеме динамические потери ниже, чем у схемы на рис. 3.12, а. Увеличению КПД способствует рекуперация энергии в нагрузку. Диаграммы напряжений рассматриваемой схемы представлены на рис. 3.13, б. Максимальное значение импульса тока через переходы коллектор-эмиттер транзисторов соответствует максимальному значению тока полумостовой схемы на рис. 3.12, а. Емкости конденса-

Рис. 3.13. Полумостовой инвертор с четырьмя последовательно

соединенными транзисторами: а - электрическая схема; б - диаграммы напряжений (штриховыми линиями показано влияние паразитных параметров)

торов С1 и С2 определяются из выражения (2.3). Недостатком схемы являются увеличенные в два раза статические потери в транзисторах инвертора, а также сложность управления, вызванная применением четырех транзисторов.