Інвертуючий широтно-імпульсний перетворювач рис. 2а, б — це перетворювач, дросель фільтра якого включений паралельно, а потужний транзистор — послідовно по відношенню до навантаження.

Принцип роботи

При відкритому стані силового транзистора  діод , закритий під дією сум напруг джерела живлення і навантаження, доданих до неї в зворотному напрямку, внаслідок чого навантаження від джерела електроенергії відключена рис. 2,в. При цьому паралельно джерелу підключений дросель , в якому відбувається накопичення енергії. У момент закривання транзистора  енергія, накопичена в дроселі, надходить в конденсатор і навантаження, через що відкривається діод рис. 2,г, а полярність вихідної напруги перетворювача буде протилежною полярності напруги живлення. Для режиму безперервного струму враховуємо, що при відкритому стані транзистора до дроселя докладено напруга живлення  , а при закритому —   рис. 3.

Максимальне і мінімальне значення струму дроселя, транзистора і діода Для режиму безперервного струму враховуємо, що при відкритому стані транзистора до дроселя прикладена напруга живлення  , а при закритому —  .

Максимальне і мінімальне значення струму дроселя, транзистора і діода:

, де

- сумарний опір контуру струму дроселя на першому і другому інтервалі

Часові діаграми перетворювача в режимах безперервного і переривистого струмів

Амплітуда пульсацій:

Залежність вихідної напруги від коефіцієнту заповнення:

де  – тривалість відкритого стану транзистора  ;

 — відносна тривалість відкритого стану транзистора , або коефіцієнт заповнення імпульсів   .

Середнє значення струму навантаження:

При збільшенні опору струм зменшиться швидше і може наступити режим переривних струмів дроселя рис. 4

Межа між режимами безперервного і перервного струмів може бути визначена нерівністю:

де   відносна тривалість відкритого стану транзистора .

При виконанні зазначеної нерівності має місце режим безперервного струму. У режимі безперервної струму пристрій працює стійкіше і надійніше. Виняток — випадки, коли потрібна дуже велика потужність або низький рівень завад. Для режиму безперервних струмів характерні менші пульсації вихідної напруги, більш рівномірне навантаження на силовий ключ і менші високочастотні електромагнітні перешкоди.

Переваги, недоліки, застосування

Інвертуючий ШІП, як і підвищуючий перетворювач, дозволяє отримувати вихідну напругу вище напруги джерела живлення. У вітчизняній літературі зустрічаються й інші назви, наприклад «ШІП з послідовним включенням ключа і паралельним включенням дроселя». Необхідно відзначити, що підвищуючі та інвертуючі перетворювачі характеризуються: гіршим використанням елементів фільтра, значно більшими габаритами і масою, великим внутрішнім опором, гіршим використанням по струму регулюючого транзистора і діода в порівнянні із понижуючим перетворювачем. Втрати енергії в інвертуючому перетворювачі, також як і в понижуючому, і в підвищуючому, пропорційні відношенню вхідної і вихідної напруг. Тому інвертуючі перетворювачі застосовуються, якщо модуль вхідної напруги не більше ніж в 4 рази відрізняється від модуля вихідної. В такому перетворювачі не застосовується вихідний трансформатор, отже немає паразитної індуктивності розсіювання між обмотками — головної причиною, що обмежує потужність імпульсних перетворювачів. З іншого боку, нема можливості розв'язати вхід та вихід перетворювача.

Примітки

Джерела Руденко В. С., Ромашко В. Я., Морозов В. Г. Перетворювальна техніка. Частина 2: Підручник. — К.: ІСДО, 1996. — 329с. Руденко В. С., Сенько В. И., Чиженко И. М. Преобразовательная техника. — К.: Вища школа, 1983.