SU1001394A2 - Инвертор - Google Patents

Description

() ИНВЕРТОР

1

Изобретение относитс  к преобра- . зовательной технике и может быть использовано в стабилизированных преобразовател х напр жени  с широт но-импульсным регулированием.

По основному а ВТ, с в. N 7 1398 известно устройство, содер ха1цее блок управлени  с трансформатором, выходом соединенным с.управл ющим входом каждого транзистора двухтактного усилител  мощности через последовательно соединенные базовые резистор и диод, шунтированные обратно включенным диодом, причем коллек тор транзистора св зан с точкой соединени  базовых резистора и диода через вспомогательный диод, при этом кажда  пара соответствующих транзисторов двухтактного усилител  мощности снабжена дополнительным двухобмоточным насыщающимс  трансформатором , а кажда  из этих обмоток включена последовательно со вспомогательным диодом, причем к одноименным электродам вспомогательных диодов этой пары подключены .разноименныеконцы этих обмоток 13

Недостатком известного инвертора  вл етс  низкий КПД из.-за значительных потерь мощности на базовых резисторах , вызванных протеканием по ним тока намагничивани  насыщающегос  трансформатора,вход щего в цепь нели1 ейной обратной св зи. Так как во

Claims (2)

10 врем  намагничивани  напр жение на обмотке насыщающегос  трансформатора имеет величину равную падению напр жени  на переходе коллектор-база насыщенного транзистора и составл ет около 0,5-0,7 В, то количество витков обмоток трансформатора насыщени  - незначительное и ток намагничивани  имеет большую величину.Кроме того, врем  перемагничивани  транс20 форматора насыщени  в разные полупериоды - неодинаковое, так как падени  напр жени  на переходах коллектор-база различных насыщенных тран3JO зисторов отличаютс  по величине. Это приводит к по влению дополнительной асимметрии в выходном напр жении, в результате чего возникает подмагничива .ние магнитопровода силового тран форматора, ведущее к увеличению тока намагничивани  в один из полупериодо и перегрузке силовых трансформаторов Цель изобретени  - повышение КПД инвертора и улучшение симметрии выходного напр жени . Поставленна  цель достигаетс  тем что в инверторе последовательно с ка дой обмоткой насыщающегос  трзнс; форматора введен диод, анод которого подсоединен к точке соединени  базовых резистора и диода, а точка соединени  его катода и упом нутой обмотки подключена к одному из концов введенного резистора , второй конец которого подключен к точке соединени  обратно включенного диода и базового резистора. На фиг,1 приведена принципиальна  схема инвертора; на фиг.2 временные диаграммы, по сн ющие его работу. Инвертор состоит из ключевых транзисторов 1- и выходного трансформатора 5, включенного в диагональ моста, образованного указанными тран зисторами, ко вторичной обмотке которого подключено сопротивление нагрузки 6. Импульсы управлени  транзисторами .снимаютс  со вторичных обмоток согласующих трансформаторов 7 и 8, вход щих в оконечный каскад блока управлени , и через последовательно соединенные базовые резисторы 9-12 и базовые диоды подаютс  на управл ющие входы транзисторов инвертора. К коллекторам каждого транзистора подключены диоды 17-20, которые совместно с базовыми диодами 13-16, одной из обмоток насыщающихс  трансформаторов 21 и 22 и дополнительными диодами 23-26 образуют цепи нелинейной обратной св зи. Резисторы 27-30 ограничивают ток перемагничивани  насыщающихс  трансформаторов 21 и 22, которые выполнены на сердечнике в пр моугольной петлей гистерезиса и имеют по две одинаковые обмотки W и W , разноименными концами включенные между одноименными выводами базовых диодов и вспомогательных диодов обратной св зи. Цепочка , состо ща  из последовательн соединенных базового диода, дополни .. 4 тельного диода, вспомогательного диода обратной св зи и обмотки насыщающегос  трансформатора, шунтирует коллекторно-базовый переход транзистора . Импульсы управлени , поступающие на транзисторы 1, 2 и вход щие в разные стойки моста, наход тс  в противофазе. Формы импульсов базового тока транзисторов 1,2 и З, приведены на фиг.2О-г. Между импульсами , управлени , поступающими со вторичных обмоток трансформаторов 7 и 8, имеетс  некоторый фазовай сдвиг ( фиг.2). Благодар  такому закону переключени  транзисторов выходное напр жение инвертора имеет паузу на нуле (фиг.2ж. Измен   с помощью системы управлени  величину фазового сдвига управл ющих импульсов можно осуществить широт но-импульсное регулирование выходного напр у,(ени . Дл  уменьшени  времени включени  транзисторов базовые резисторы и базовые диоды зашунтированы обратно включенными запирающими диодами 31З , которые включаютс  при по влении на вторичной обмотке согласующего трансформатора запирающего напр жени . Так как процессы, происход щие при переключении транзисторов 1,2 и З, идентичны, дл  объ снени  работы инвертора рассмотрим процесс переключени  транзисторов 1-2. Предположим, что в момент времени -Ь( фиг.2а ) сердечник насыщающегос  трансформатора 21 в .результате процессов, происходивших в предыдущем полупериоде, находитс  в состо нии отрицательного насыщени  f- Bg ). ( где Bg - индукци  насыщени  материа ла сердечника). В момент Q на вторичной обмотке согласующего трансформатора 7 по вл етс  управл ющее напр жение с пол рностью, котора  дл  транзистора 1  вл етс  отпирающей . Транзистор 1 начинает отпираетс  и по истечении времени- ф, которое определ етс  частотными свойствами транзистора, переходит в состо ние насыщени . С момента -fc-Q начинаетс  перемагничивание сердечника насыщающегос  трансформатора из состо ни  ( состо ние ( +В. На интервале перемагничивани  индуктивное сопротивление обмотки 1 дл  всех гармони к входного тока транзистора 1 велико и в цепи резистора 27 и диода 5 1 протекает ток намагничивани  сер дечника, имеющий весьма малую велич ЭТО врем  диод 23 заперт, це ну. В нелинейной отрицательной обратной св зи оказываетс  разомкнутой, ток базы транзистора 1 равен входному току-Звх - транзистор 1 поддерживаетс  в режиме насыщени . При этом напр жение между эмиттером и коллектором транзистора равно ..2Э). Т(занзистор 2 в интервале 12 заперт отрицательным напр х ением обмотки управлени  трансформатора 7 и напр жение на его коллекторе примерно равно напр жению источника питани  F. (,-Чиг.2е). Параметрынасыщающегос  трансфор матора 21 ( 22)выбраны так, что врем его перемагничивани  из состо ни  (-В в состо ние (+Р)несколько . меньше длительности отпирающего импульс  тока ( фиг.2а ); В момент времени -t/i-сердечник трансформатора насыщаетс , индуктивное сопротивление обмотки W-j резко уменьшаетс  отпираютс  диоды 17 и 23 и начинает действовать цепь нелинейной отрицательной обратной св зи. В результате ее действи  ток базы транзистора уменьшаетс  до величины (Лиг,2а}, а рабоча  точка транзистора оказываетс  на границе области насыщени . Напр жение между эмиттером и коллектором при этом возрастает, до величины UgicH (фиг. 2) . В интервале времени t., - t благодар  действию - нелинейной отрицательной обратной св зи величина тока базы транзистора автоматически поддерживаетс  такой , что транзистор находитс  на гр нице активной области и области насыщени . В таком режиме схема находитс  до момента времени to,пока непроизо дет смена пол рности управл ющих на пр жений на вторичных обмотках тран форматора 7- Так как в результате действи  обратной св зи транзистор 1 к моменту t/, находитс  на границе области насыщени , то при по влении запирающего напр жени  уменьшение е коллекторного тока начинаетс  одновременно с увеличением тока коллект ра транзистора 2, на базе которого действует отпирающее напр х ение. Следовательно, в интервале коммутации транзисторы 1 и 2 наход тс  в активном режиме .2 д, ж . А6 После запирани  транзистора сер дечник насыщающегос  трансформатора перемагничиваетс  из состо ни  C+Pg) в состо ние ( действием пр жени , действующего на оЗмотке

2. В дальнейшем процессы в инверторе повтор  ютс . В момент намагничивани  к обмотке трансформатора насыщени  прикладываетс  разность напр жени  на выходной обмотке согласующего трансформатора блока управлени  и падени  напр жени  на переходе коллекторэмиттер насыщенного транзистора. В результате количество витков обмоток трансформатора насыщени  увеличиваетс  и тем самым уменьшаетс  ток намагничивани . Учитыва , что сердечники (в частности ферритовые) имеют петлю гистерезиса , отличную.от идеально по моугольной , то дл  получени  фиксированного (резкого насыщени  трансформаторов рекомендуетс  создать ток .намагничивани  в несколько раз превышающий ток, соответствующий началу горизонтального участка петли . Кроме того, если -выходное напр жение системы управлени  стабилизировано по амплитуде, врем  перемагничивани  трансформаторов насыщени  будет почти одинаковым, так как. разброс напр жений .ч переходах коллектор-эмиттер насыщенных транзисторов меньше сказываетс  на величине напр жени  перемагничивани . Благодар  этому достигаетс  симметри  выходного напр жени  инвертора. Таким образом, предлагаемое техническое решение позвол ет повысить КПД устройства и устранить, несиммет рию выходного напр жени . Формула изобретени  Инвертор по авт. св. № 74l398, отличающийс  тем, что, с целью повышени  КПД инвертора и улучшени  симметрии выходного напр жени  , последовательно с каждой обмоткой насыщающегос  трансформатора введен диод, анод которого подсоединен к точке соединени  базовых резисторов и диода, а точка соединени  его катода и упом нутой обмотки подключена к одному из концоввведен-.

7100139

ного зистора,второй конец которогоi Источники информации,

ПодкНЙчен к точке соединени  обрат-гчзин тые во внимание при экспертизе

свидетельство

, кл. Н 02 М 7/537; 1978.