SU858192A1 - Инвертор с регулируемой шириной импульсов выходного напр жени - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к преобразо вательной технике и может быть испол зовано в системах вторичного электро питани  а именно в стабилизированных инверторах с широтно-импульсной моду л цией напр жени . Известны инверторы регулируемой длительностью импульсов выходного напр жени , содержание магнитный насыщающийс  элемент и задающий генера тор стабильной частоты Ц j. Недостатком этих устройств  а  ет с  инерционность изменени  и (аирины импульсов при изменении управл кв го напр жени . Больишм быстродействием обладают инверторы, содержаиие полумостовой несимметричный транзисторный автогенератор , в котором параллельно одному из транзисторов включена первична  обмотка насьвцающегос  трансформа тора через источник управл ющего нап р жени  2 . В таких инверторах не обеспечиваетс  посто нство частоты выхошога импульсов и низок КПД, так как приве денный ток нагрузки, проход  через источник управл ющего напр женр , в нем значительные потери мощности. Цель изобретени  - повышение КПД и стабильности частоты выходных импульсов . Эта цель достигаетс  тем, что в инвентрре, содержащем прлумостовой транзисторный автогенератор и насыщахшшйс  трансформатор, первична  обмотка которого через источник управл ющего напр жени  подключена паргшлельно однсллу из транзисюров автогенератора , введен дополнительный выходной трансфО  атор, первична  обмотка которого шунтирована через диод и резистор первой дополнительной оСМоткой насьидающегос  трансформатора и подк1шчена параллельно транзистору автогенератора через дополнительный транзистор, вход которого соедииен со второй дополннтельной обмоткой иасыпа1ав|егос  трансформатора. На чертеже прнведена электрическа  схема предла1:аемого устройства. Иивеитор состоит из насыщающегос  трансформатора 1, дополнительного чрамсформатора 2, транзисторов 3-5 (в качестве элемента 4 может использоватьс  не только транзистор, а лювой ключ, например, зa вiкaющий диод силового каскада импульсиого стабилизатора ). Первична  обмотка 6 траисформатора одним концом присоединена к источнику управл юсцэго напр жени  Vy, другим концом- к точке соединени  транзисторов 3 и 4. Базы этих транзисторов через ре.зистрр 7 подключены к обмотке обратной св зи 8. Источник питани  Vn и источник управл ющего напр жени  соединены .одноименными полюсами, Обмотка 9 дополнительного трансформатора 2 одним концом подсоединена к общей точке транзисторов

3и 4, другим концом через транзистор 5 - к точке соединени  источников V и Vjj, а через диод 10 и резистор 11к дополнительной обмотке 12 основного трансформатора. Выходна  обмотка

13 расположена на сердечнике трансформатора 2. Базова  цепь транзистора 5 подключена к обмотке 14 трансформатора 1 через резистор 15.

Схема работает следующим образом.

В течение первого интервала времени (t ) напр жени ми на обмотках 8 и 14 транзисторы 3 и 5 открыты и наход тс  в насыщении, а транзистор

4закрыт. ДиоД 10 заперт напр жением на обмотке 12. При этом к обмотке 6 трансформатора 1 через транзистор 3 приложена разность напр жени  V

а к обмотке 9 трансформатора 2 через транзисторы 3 и 5-(напр женйе V). В течение этого интервала происходит перемагничивание сердечников обоих трансформаторов от состо ни  насшцени , до которого сердечники были размагничены в предыдущем интервгше. Параметры трансформаторов выбраны такими , что в течение временн t сердечник трансформатора 2 перемагничиваетс  полностью, а сердечник трансформатора 1- неполностью.

При насыщении сердечника трансформатора 2 возрастает ток его намагничивани , протекающий через обмотку 9, а а следовательно, и коллекторные токи транзисторов 3 и 5, Режим базовых цепей этих транзисторов выбран таким, что при увеличении иамагничивамиего тока первым из насьвцени  выходит транзистор З.При этом напр жение на обмотках 6 и 8 падает, что способствует выходу из насыщени  транзистора 3, и развиваетс  лавинс образный процесс переключени  схемы, как в обычном магнитном мультивибраторе. В результате транзисторы 3   5 оказываютс  запертыми, а транзистор 4 открытым . Врем  полного перемагничивини  сердечника трансформатора 2 определ ес  известны выражением

2 BS2 QaWa

n)

t,Vn

где 85 HQi -индукци  насыщени  и площадь поперечного сечени  трансформато-. ра 2} Wj- число витков обмотки 9

Изменение индукции в сердечнике трансформатора 1 в течение времени t происходит на величину М (Уп - Уу)

U.B

(2)

где. Q - площадь поперечного сечени  сердечника трансформатора 1J

W;j - число витков обмотки 6. В следующим интервале (t ) к обмотке 6 через транзистор 4 приложено напр жение V/ , а к обмотке 9 через открытый диод 10 и токоограничивающий резистор 11 - напр жение на обМотне 12. Это напр жение должно быть такой величины чтобы полное обратное перемагничивание сердечника трансформатора 2 происходило за врем , меньшее времени t. После насыщени  сердечника трансформатора 2 ток через обмотки 12 и 9 будет ограничиватьс  резистором 11, Поэтому.насыщение сердечника трансформатора 2 не приведет к зна читальному увеличению коллекторного тока транзистора 4 и не вызовет переключени  схемы. При насыщении же сердечника трансформатора 1 ток обмотки 6 начинает возрастать, привод  к выходу Транзистора 4 из насьицени , в результате чего, транзисторы 3 и 5 открываютс , а транзистор 4 и диод 10 запираютс . Процесс повтор етс .

Величина интервала t определ етс  временем перемагничивани  сердечника трансформатора 1 на величину ДВ

/SB,W,G|.

(3)

2V,

Коэффициент заполнени  выходных импульсов (на обмотке 13) равен

JiZ , (Ц)

Т

t4+ t2 Vn

а период модул ции равен

2Вьа Q Уа.

(5)

Т t, + t,,

vy

Из выражени  4 гидно что в пред лагаемом инвентрторе обеспечиваетс  же эависдаюсть от Vn и Vy, КАК и в известных схемах. Однако период модул ции зависит только от параметров трансформатора 2 и от управл ющего напр жени , а поскольку это иаправлеиие обычно мен етс  незначительно в параметрических стабилизаторах напр жени  vy const и  вл етс  опорным напр жением), период будет также измен тьс  незначительно,

Claims (2)

1. В предлагаемом инвенторе мощность через трансформатор 2 поступает в нагрузку полностью от источника питани . От источника управл х цего напр  жени  потребл етс  только мо1вность/ необходима  дл  перемагничивани  сердечника трансформатора 1 в обоих направлени х и сердечника трансформатора 2 в одном.направлении. Эта мощность |1евелика, что упрощает схему управлени .. Таким образом, пpeдлaгae вJй инвенртор , обеспечива  такой же алгоритм управлени , как и известные схе мы, имеет посто нную частоту модул ции и требует меньшей мощности управ лени , что позвол ет оптимизировать фильтр силовых каскадов и повысить КПД. Формула изобретени  Инвертор с регулируемой шириной импульсов выходного напр жени , соде жавши полумостовой автогенератор н насыцаювшйс  трансформатор, первична обмотка которого через источник управл ющего напр жени , включена napa лельно одному из силовых ключевых элементов автогенератора, отличающийс  тем, что, с целью повшнени  КПД и стабильности частоты насыщающийс  трансформатор снабжен двум  дополнительными обмотками до полнительным выходным трансформатором, транзистором, диодом и резистором причем первична  обмотка дополнительного трансформатора .Ь1унтирована череа диод и резистор первой дополнительной обмоткой нас лт ающегос  трансфсфматора н подключена параллельно ключевое MX элементу автогенератора через дополнительный транзистор, управл юЕций вход которого соединен со второй дополнительный обмоткой насыщающегос  трансформатора. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 543928, кл. G 05 F 1/64, 1974.
2. 2. Авторское свидетельство СССР 373712, кл. G 05 F 1/56, 1970(протЬтип ) .. ,