Транзисторный инвертор

 

1.ТРАНЗИСТОРНЫЙ ИНВЕРТОР, содержащий задающий генератор с выходным трансформатором и обмотками обратной связи, усилитель мощности, модулирующий ключ, выполненный на регулирующем и управляющем транзисторах , отличающийся тем, что, с целью упрощения, в него введен стабилизатор тока, выходом подключенный к базе регулирующего транзистора , который силовым переходом последовательно с введенным датчиком тока соединен последовательно с задающим генератором по цепи питания . 2. Инвертор по п. 1, отличающий с я тем, что одна из обмоток выходного трансформатора задакхцего генератора через по крайней мере один введенный диод подключена (Л к силовой цепи управляющего транзистора , а цепь из силового перехода регулирующего транзистора и датчика тока зашунтирована вторым введенным диодом. а а эо

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А

3(51) Н 02 М 7 537

1

P.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ (21 ) 3445934/24-07 . (22 ) 31. 05. 82 (46) 07.01.84. Бюл. Р 1 (72 ) Е.A. Бережных (71) Истринское отделение Всесоюзного научно-исследовательского института электромеханики (53) 621.314.57(088.8) (56) 1. Ловушкин В.Н. Транзисторные преобразователи постоянного напряжения. М., "Энергия", 1967.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 913534, кл. Н 02 М 7/537, 1980.

3. Марченко Н.Б., Кривешко Е.A.

Некоторые схемо-технические особенности построения преобразователей с бестрансформаторным подключением к сети переменного тока. — В сб. устройства вторичных источников электропитания РЭА, МДНТП им. Дзержинского, М., 1976, с. 63, рис. 2. (54 ) (.57 )1.ТРАНЗИСТОРНЫЙ ИНВЕРТОР, содержащий задающий генератор с выходным трансформатором и обмотками обратной связи, усилитель мощности, модулирующий ключ, выполненный на регулирующем и управляющем транзисторах, отличающийся тем, что, с целью упрощения, в него введен стабилизатор тока, выходом подключенный к базе регулирующего транзистора, который силовым переходом последовательно с введенным датчиком тока соединен последовательно с задающим генератором по цепи питания.

2. Инвертор по и. 1, о т л и ч а» ю шийся тем, что одна из обмоток выходного трансформатора задающего генератора через по крайней мере один введенный диод подключена к силовой цепи управляю1,его транзистора, а цепь из силового перехода регулирующего транзистора и датчика тока зашунтирована вторым введенным диодом

1066008

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано во вторичных источниках питания.

Известны транзисторные инверторы, имеющие маломощный задающий генератор и выходной силовой каскад.

В качестве задающего генератора используется генератор с трансформаторной обратной связью (11 .

Недостатком этого устройства является наличие "сквозных" токов че- рез транзисторы стоек моста при выполнении силового каскада по мостовой или полумостовой схеме или увеличение коллекторного тока транзисторов при выполнении силового каскада по двухтактной схеме с выводом средней точки трансформатора. другим недостатком таких устройств является несимметрия выходного напряжения.

Известен инвертор, имеющий коммутирующий трансформатор и силовой выходной каскад, а также цепи для форсированного запирания транзисторов при снижении управляющего напряжения j2j .

Указанное устройство не может быть использовано в качестве регулируемого преобразователя, а также при значительных изменениях входного напряжения. Устройство основано на принципе самовоэбуждения, Поэтому частота автоколебаний и напряжение в цепях управления силовыми транзисторами пропорциональны питающему напряжению.

Наиболее, близким по технической сущности к предлагаемому является транзисторный инвертор, содержащий . задающий генератор с выходным трансформатором и обмотками обратной связи, усилитель мощности, модулирующий ключ, выполненный на регулирующем и управляющем транзисторах (3).

Недостатком устройства является сложность системы управления, которая заключается в применении дополнительного предварительного усилителя, согласующего трансформатора и системы симметрирования импульсов.

Несимметрия импульсов управления вызвана разбросом параметров транзисторов предварительного усилителя.

Сложность схемы вызвана необходимостью создания гарантированной паузы на нуле в импульсах управления

j:.j с целью исключения "сквозных" токов в стойках выходного силового каскада.

Цель изобретения — упрощение преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в транзисторный инвертор, содержащий задающий генератор с выходным трансформатором и обмотками, обратной связи, усилитель мощности, 5 !

Эмиттер управляющего транзистора и другой вход задающего генератора соединены с отрицательным входным

45 выводом источника питания. Цепь иэ силового перехода .транзистора 2 и датчика 5 зашунтирована вторым диодом 9, а между эмиттером транзистора 2 и коллектором транзистора 3

0 включен цепочка из пеРвого диода 10 и резистора 11. Кроме того, инвертор содержит усилитель мощности, выполненный, например, по полумостовой схеме. Управляющие переходы силовых транзисторов 12 и 13 через

55-токоограничивающие резисторы 14 и 15 подключены к двум выходным обмоткам

16 и 17 трансформатора задающего геиератора 1. Кроме того, между базой и эмиттером каждого силового

60 транзистора установлены цепи для форсированного запирания транзисторов при снижении напряжения управления. Цепь форсированного эапирания транзистора 12 состоит иэ накопитель65 ного конденсатора 18, шунтирующего

40 модулирующий ключ, выполненный на регулирующем и управляющем транзисторах, введен стабилизатор тока, выходом подключенный к базе регулирующего транзистора, который силовым переходом последовательно с введенным датчиком тока соединен последовательно с задающим генератором по цепи питания.

Кроме того, одна иэ обмоток выходного трансформатора задающего генератора через по .крайней мере один введенный диод подключена к силовой цепи управляющего транзистора, а цепь иэ силового перехода регулирующего транзистора и датчика тока зашунтирована вторым введенным. диодом.

На чертеже изображена схема транзисторного инвертора.

Инвертор содержит задающий генератор 1, вход которого соединен с эмиттером регулирующего транзистора 2, с базой которого соединен коллектор управляющего транзистора 3 и, выход стабилизатора тока, состоящего! из транзистора 4, резистивного датчика 5 тока, диода 6 и резисторов 7 и 8. Реэистивный датчик 5 включен между коллектором регулирующего транзистора 2 и электродом диода 6, другой электрод которого соединен через резистор 7 с минусовой клеммой источника питания. Эмиттер транзистора 4 подключен через резистор 8 к точке соединения датчика 5 тока и коллектора регулирующего транзистора 2, база транзистора 4 подключена к точке соединения резистора 7 и диода 6, а его коллектор — к базе транзистора 2. Точка соединения диода 6 и датчика 5 подключена к полржительному входному выводу источника питания.

1066008 эмиттер-базовый переход транзистора

12 через дополнительный транзистор 19.

Дополнительная обмотка 20 трансформатора генератора 1 подключена к конденсатору 18 одним выводом через диод 21, а другим выводом через 5 диод 22 и балластный резистор 23.

Базовый. резистор 14 транзистора 19 подключен между общей точкой соединения второго вывода обмотки 20 и базы транзистора 19 и эмиттером тран- 10 зистора 12. Цепь форсированного запирания транзистора 13 построена аналогично и содержит накопительный конденсатор 25, дополнительный транзистор 26, диоды 27 и 28, балластный резистор 29, базовый резистор 30 и дополнительную обмотку 31 трансформатора генератора 1.

Инвертор работает следующим образом.

При подаче напряжения на каскад управления регулирующий транзистор

2 насыщается током коллектора транзистора 4 и задающий генератор запускается. На его обмотках появляет- .25 .ся напряжение, равное амплитудному значению, и соответствующий транзистор выходного силового каскада, например 12, открывается. Одновременно заряжается накопительный конденсатор 18. С течением времени возрастает ток намагничивания трансформатора генератора 1. При достижении указанным током определенной величины падение напряжения на резистивном датчике 5 становится близким к величине опорного напряжения на диоде 6. С этого момента дальнейший рост тока, потребляемого генератором 1, прекращается, а напряжение на его обмотках начинает спадать по 40 кривой, близкой к .экспоненте. При этом уменьшается потенциал на базе форсирующего транзистора 19, определяемый напряжением на обмотке 20; и как только он станет меньше потен- 45 циала эмиттера, определяемого напряжением на конденсаторе. 18, транзистор 19 открывается и силовой транзистор 12 запирается энерги*й конденсатора 18. При этом транзистор 13 5р силового каскада остается закрытым, поскольку не произошло смены полярности управляющего напряжения. Дальнейшее изменение напряжения на задающем генераторе", вызываемое дальнейшим ростом тока намагничивания его " трансформатора, приводит к выходу иэ насыщения открытого транзистора генератора 1 и, соответственно, к регенеративному процессу изменения полярности напряжения на обмотках трансформатора. Затем цикл повторяется.

Нри подключении напряжения к выходному каскаду инвертора "сквозные" токи через. стойки отсутствуют, по- 5 скольку существует интервал времени между моментом начала запирания отключаемого транзистора и подачей отпирающего напряжения на управляющий.переход другого транзистора, определяемый Фронтом спадания напряжения на обмотках трансформатора генератора 1.

Импульсы управления симметричны, поскольку начало процесса переключения как одного, так и другого ключа инвертора задается одной и той же установкой и величиной тока намагничивания трансформатора.

Для полу ения регулируемого или стабилизированного выходного напряжения производится срыв генерации путем открывания управляющего транзистора 3. При этом запирается регулирующий транзистор 2, энергия, запасенная в трансформаторе генератора, гасится через цепь управляющий транзистор 3 — первый диод 10 - резистор 11, что исключает ложное открывание транзистора силового каскада закрытого плеча. Таким способом можно регулировать ширину пачек импульсов выходного напряжения.

Диод 9 необходим для протекания обратного тока после смены полярности напряжения на обмотках трансформатора задающего генератора при закрытом управляющем транзисторе 3. Резистор 8 необходим для ограничения тока через транзисторы 3 и 4 °

Устройство может работать и при отсутствии цепей для форсированного запирания транзисторов. В этом случае необходимо таким образом задавать задний фронт импульсов управления, чтобы перед сменой полярности управляющего напряжения отключаемый транзистор силового каскада выходил на границу насыщения. Это возможно при работе на постоянную . нагрузку.

Устройство позволяет упростить, а следовательно, удешевить и повысить надежность иэделия, поскольку исключаются предварительный усилитель, согласующий трансформатор и дополнительная система симметрирования импульсов. Наряду с уменьшением количества элементов, надежность увеличивается также за счет ограничения тока в транзисторах задающего генератора на четко фиксированном уровне. Это исключает несимметрирование импульсов при изменении температуры из-за изменения параметров схемы, поскольку ширина импульсов в оба полупериода задается одной и той же уставкой, и позволяет выбрать базовые резисторы транзисторов задающего генератора из условия обеспечения надежного запус1066008

Составитель Н. Цишевская

Редактор Е. Кривина ТехредЛ, Иикеш Корректор В. Гирняк

Ф 0

Заказ 11056/57 Тираж 672 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 NocKBa, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

J ка генератора, поскольку их величи.на не определяет амплитуду коллекторного тока.

В устройстве сохраняются все достоинства прототипа: отсутствуют сквозные токи в стойках силового каскада, сохраняется симметрия импульсов управления, несколько улучшаются энергетические и массогабарнтные показатели.