SU970598A1 - Инвертор - Google Patents

Description

(54) ИНВЕРТОР

Изобретение относитс  к электротехнике и может использоватьс  во вторичных источниках питани  дл  радиоаппаратуры.

Известен преобразователь с широтно-импульсной модул цией, обеспечивающий коррекцию асимметрии и контроль тока, содержащий каскад ииротно-импульсной модул ции, обеспечивающий поддержание выходного посто нного напр жени  на заданном уровне, а также каскад контрол  симметрии выходного сигнала, состо щий из трансформатора, включенного в общую выходную цепь, дл  съема с его отводов сигналов, пропорциональных токам в обоих полупериодах, и цепь, реагирующую на сигнал большей амплитуды, когда первый и второй контрольные сигналы отличаютс , с целью генерировани  сигнала, регулирующего симметрию . Этот сигнал объедин етс  с сигналами широтно-импульсного модул тора с целью генерировани  вто.рого сигнала, регулирующего симметрию . Сигналы управл ют работой ключевых элементов, включенных в цеп х обмоток выходного трансформатора, с целью изменени  времени их включенного состо ни  в различных направлени х .

Известен двухтактный инвертор с выходным трансформатором, содержащий компенсационную систему симметрировани  длительности полупериодов, состо щую из датчика несимметрии на магнитодиоде, расположенном в зазо10 ре магнитопровода выходного трансформатора , интегрирующей и усилительной цепочек и управл емого мультивибратора 2.

Наиболее близок к предлагаемому преобразователь напр жени  на тран15 зисторах и управл емых от индивидуальных трансформаторов тока, включенных в цепи положительной обратной св зи, выводы первичной обмотки выходного трансформатора объединены

20 с зажимом одной пол рности источника посто нного тока через первый и второй силовые транзисторы, зажим другой пол рности данного источника подключен к отводу от средней точки

25 первичной обмотки трансформатора, генератор управл ющих сигналов вырабатывает первую и вторую последовательности импульсов, которые подвод тс  к первому и второму силовым

30 . транзисторам с целью попеременного

отпирани  и запирани  последних. Эти последовательности импульсов вирабатываютс  в результате совместного действи  широтно-импульсного модул тора , обеспечивающего скважность импульсов, необходимую дл  подцержани  выходного, напр жени  на заданном уровне, и компенсационной системы симметрировани , контролирующей посредством трансформаторов тока намагничивающие токи в полуобмотках пер- вичной обмотки трансформатора и реагирующей на их разность f3j,

В результате длительность импульсов первой и второй последовательностей таковы, что длительности импульсов тока на выходе силовых транзисторов практически равны. Этим исключаетс  подмагничивание трансформатора посто нным током.

Устройства 2 и З содержат компенсационные системы симметрировани , основанные на регулировании скважности работы силовых ключевых элементов в зависимости от разности значений токов намагничивани , протекающих в плечах инвертора (дл  устройств 1 и 3J) или от величины средней составл ющей магнитного потока в сердечнике трансформатора (дл  устройства 2).

Недостатком известных устройств  вл етс  значительна  сложность и, как следствие, низка  надежность компенсационных систем симметриро вани . Кроме того,- введение, в контур регулировани  интегрирующих звеньев, принципиально необходимых при компенсационных способах симметрировани , ухудшает симметрированйе в различных переходных процес-ах .

Цель изобретени  - повышение надежности путем упрощени  схемы узла симметрировани .

Указанна  цель достигаетс  тем, что в инверторе, содержащем выходной трансформатор и силовые транзисторы, в силовые цепи которых включены трансформаторы тока, св занные с управл ющими переходами этих же транзисторов , и трансформаторный датчик тока перегрузки, св занный с узлом симметрировани  длительности полупериодов, причем управл ющие обмотки трансфорN aTopoB тока св заны с дополнительным источником питани  через ограничи гельные резисторы и силовые цепи управл ющих транзисторов, управл ющи электроды которых св заны с блоком управлени , подключенным, в свою очередь, к узлу симметрировани , а силовые- цепи этих транзисторов с соединенными с ними управл к цими обмотками трансформаторов тока зашунтиро ваны диодами, при этом выходные электроды преобразовател  через выходной трансформатор св заны с выходными выводами устройства.

На чертеже представлена принципиальна  электринеска  схема инвертора в полумостовом варианте (нагрузка включена через выпр митель и фильтр)

Предлагаемый инвертор содержит усилитель 1 мощности с силовыми транзисторами 2 и 3, управл емыми с помощью трансформаторов 4 и 5 тока. Управл ющие обмотки б и 7 трансформаторов 4 и 5 тока соответственно подключены через ограничительные резисторы 8 и 9 и управл ющие транзисторы 10 и 11 к дополнительному источнику 12 питани . .Каждый из диодов 13 и 14 шунтирует последовательно соединенные управл ющую обмотку трансформатора тока и управл ющий транзистор . Базы управл ющих транзисторов 10 и 11 подключены к выходам А и Б блока 15 управлени , вход которого соединен с выходом датчика 16 тока перегрузки, соединенного через ре гулируемый делитель напр жени  на резисторах 17 и 18 с входом усилител  с глубокой отрицательной- обратной св зью по току на транзисторе 19 с змиттерным резистором 20, выход которого шунтирует переход змиттер-коллектор одного из управл ющих транзисторов . 10 или 11. К выходу усилител  1 мощности подключена первична  обмотка выходного трансформатора 21, вторична  обмотка которого, может быть соединена с выводами дл  подключени  нагрузки через выпр митель 22 и фильтр 23. Датчик 16 тока перегрузки может быть выполнен на базе двух трансформаторов,тока, первичные обмотки которых включены в коллекторны цепи соответствующих транзисторов усилител  1 мощности, а вторичные обмотки шунтированы резисторами и объединены через диоды.

Принцип работы узла симметрировани  основан нарегулировании в сторону уменьшени  коэффициента насыщени  транзистора усилител  мощности с большой длительностью времени рассасывани . При зтом выход усилител  с глубокой отрицательной обратной св зью (ГООС), составл ющего узел симметрировани , подключаетс  - параллельно переходу эмиттер-коллектор управл ющего транзистора, в коллекторной цепи которого включена обмотка трансформатора тока, управл ющего работой силового транзистора с большой длительностью времени рассасывани , . .

Инвертор работает следующим образом .

Claims (3)

1. Пусть врем  рассасывани  силового транзистора 3 больше, чем у силового транзистора 2, и поэтому .выход усилител  с ГООС, состо щего из транзистора 19 и змиттерного резистора 20, шунтирует переход эмиттер-коллектор управл ющего транзистора 11. Сигналами блока 15 управлени  с выходов А и Б управл ющий транзистор 10 закрыт, а 11 открыт. При этом в усилителе 1 мощности силовой транзистор 2 открыт, а 3 закрыт . Если пренебречь намагничивающи током, то уравнение ампервитков тра сформатора 4 тока имеет вид , где I ,1 - коллекторный и базовый оки силового транзисто ра 2; Wg,W - число витков базовой и коллекторной обмоток трансформаторов 4 и 5 т ка. В данном случае весь ток коллекторной обмотки трансформатора 4 тока трансформируетс  в его базовую о мотку. Транзистор 19 усилител  с ГООС обесточен, поскольку выход уси лител  шунтирован открытым управл ю щим транзистором 11. При изменении уровн  выходных си налов блока 15 управлени  управл ющ транзистор 10 открываетс , а 11 закрываетс . В результате закрываетс  СИЛОВОЙ транзистор 2 и открываетс  силовой транзистор 3. Без учета намагничивакхдего тока уравнение ампер витков трансформатора 5 тока приним ет вид I I U I и + I U к Б c.v где |Г .С -коллекторный и базовый токи силового транзистора 3; I - коллекторный ток транзис тора 19 узла симметрировани ; Wy - число витков управл ющей обмотки трансформатора 5 или 4 тока. Следовательно, не весь ток колле торной обмотки трансформатора 5 тока трансформируетс  в базовую цепь силового транзистора 3. Часть его ответвл етс  через управл ющую обмотку 7 трансформатора 5 тока в коллекторную цепь транзистора 19 узла симметрировани . Из-за ГООС, обусловленной выбором соответствующего сопротивлени  резистора 20, величина ответвл емого тока 1 определ етс  входным сигналом усилител  на транзисторе 19 задаваемым регулируемым делителем на резисторах 17 и 18, подключенным к выходу датчика тока перегрузки. (Регулировкой сопротивлени  переменно jro резистора 18 устанавливаетс  величина ответвл емого тока. Обеспечивающего такой коэффициент насыщени  силового транзистора 3, чтобы дли тельности полупериодов усилител  мощ ности были одинаковыми дл  симметричного (без одностороннего насыщени ) режима работы выходного трансформатора 21. Первоначальна  установка тока 1. производитс  при максимальном токе нагрузки инвертора. При уменьшении тока нагрузки величина тока 1 пропорциональна току нагрузки. В результате симметри  полупериодов инвертора не нарушаетс  при работе в широких пределах изменени  его токов нагрузки. Размещением силовых транзисторов 2 и 3 усилител  мощности на общем охлаждающем радиаторе достигаетс  минимальное рассиммет рирование при работе в диапазоне температур окружающей среды. Выходной трансформатор 21 рассчитываетс  на минимальную ассимметрию полупериодов переменного напр жени  инвертора. Таким образом, предлагаемое техническое решение позвол ет повысить надежность инвертора, силовые транзисторы которого управл ютс  от индивидуальных трансформаторов тока, путем упрощени  схемы узла симметрировани  . Формула изобретени  Инвертор, содержащий выходной трансформатор и силовые транзисторы, в силовые цепи которых включены трансформаторы тока, св занные с управл ющими переходами этих транзисторов, и трансформаторный датчик тока перегрузки , св занный с узлом симметрировани  длительности полупериодов, причем управл ющие обмотки трансформаторов тока св заны с дополнительным источником питани  через ограничительные резисторы и силовые, цепи управл ющих транзисторов, управл ющие электроды которых св заны с блоком .управлени , подключенным, в свою очередь, к узлу симметрировани , а силовые цепи этих транзисторов с соединенными с ними управл ющими обмотками трансформаторов тока зашунтированы диодами, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности , в качестве узла симметрировани  использован транзисторный усилитель с глубокой отрицательной обратной св зью по току, вход которого через регулируемый делитель напр жени  соединен с выходом трансформаторного датчика тока перегрузки, а выход шунтирует силовой переход одного из управл ющих транзисторов. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент США 3859583, кл. 321-2, 1975.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 551782, кл. Н 02 М 3/335, 1975.
3. 3.Патент США № 3657631, кл. 321-2, 1972.

   -f I I

   V

   I

   -a- 5

   Лг rxj/OU

   СЧ1

   -/ 1