Самовозбуждающийся транзисторный инвертор

 

Изобретение используется во вторичных источниках электропитания для преобразования постоянного тока в переменный. Цель изобретения - повышение КПД и надежности путем уменьшения потерь в транзисторах. Преобразователь содержит транзисторный мост 1-4, выходной трансформатор на сердечнике (С) 6 с большой магнитной проницаемостью (без зазора) с обмотками

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (Ю 4 Н 02 И 7 5395 (3,, (. (.. (3

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

БКЬ.:i(1101 Е" l:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3689049/24-07 (22) 05.01.84 (46) 23.03.86. Бюл. У 11 (71) Новосибирский государственный университет им. Ленинского комсомола и Институт ядерной физики СО АН СССР (72) А.И.Боровиков (53) 621.314.58 (088.8) (56) Патент Франции 11(2445649, кл. Н 02 M 7/537, 1980.

Патент CIIJA Р 4177509, кл. Н 02 М 7/537, 1980. (54) САИОВОЗБУМДАЮЩИЙСЯ ТРАНЗИСТОРНЫЙ

ИНВЕРТОР (57) Изобретение используется во вторичных источниках электропитания для преобразования постоянного тока в переменный. Цель изобретения — повышение КПД и надежности путем уменьшения потерь в транзисторах. Преобразователь содержит транзисторный мост 1-4, выходной трансформатор на сердечнике (С) 6 с большой магнитной проницаемостью (без зазора) с обмотками

1220090 (Об) положительной обратной связи 7-10 и пусковой обмоткой (ПО) 11, С 12 выполнен с зазором. Обмотки 5 и 13 намотаны на оба сердечника. КС-цепи 14-17 являются форсирующими. Конденсатор 25, дроссель 22, динистор 23 и ПО 11 обеспечивают попарное включение транзисторов (Т) 2,3 и 1, 4.

Индукции С 6 достигнет насыщения

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и электропривода для преобразования постоянного тока в переменный.

Цель изобретения — повышение КПД и надежности путем уменьшения динамических потерь в транзисторах.

На чертеже показан мостовой вариант схемы предлагаемого инвертора.

Самовозбуждающийся транзисторный инвертор (фиг.1) содержит транзисторы 1-4, соединенные по схеме моста, в одну диагональ которого включен источник питания (+Е, -Е)„ а в другую — первичная обмотка 5 выходного трансформатора, содержащего сердечник 6 с большой магнитной проница, емостью (без зазора), на который намотаны обмотки положительной обратной связи 7-10 и пусковая обмотка 11, и второй сердечник 12 с малой магнитной проницаемостью, например, с зазором. Первичная 5 и вторичная 13 обмотки намотаны на оба магнитопровода. Обмотки обратной связи 7-10 через форсирующие RC-цепи 14-17 соединены с управляющими переходами транзисторов 1-4. Параллельно первичной обмотке 5 включен коммутирующий конденсатор 18, а к вторичной обмотке 13 через диодный выпрямитель 19 подключен конденсатор фильтра 20 в нагрузку 21. Пусковая обмотка 11 через дроссель 22 и динистор 23 с параллельным диодом 24 подключена к конденсатору 25, который одним концом соединен с отрицательным выводом источника питания, а другой его конец через резистор 26 соединен с положительным выводом источника питания

$ !

О

2$

ЗО

И

40 раньше С 12, при этом напряжение на

Об 8, 9 будет равно нулю и Т 2, 3 закроются. Скорость нарастания напряжения на Т 2, 3 будет ограничиваться конденсатором (К) 18. Ввведение К 18 обеспечивает малые динамические потери при переключении транзисторов эа счет запирания их при малых значениях приложенного напряжения.1 ил. и через диод 27 и резистор 28 — с коллектором транзистора 2 °

Транзисторный инвертор работает следующим образом.

При подаче питающего напряжения

+Е, -Е на схему конденсатор 25 заряжается через резистор 26 до напряжения, при котором динистор 23 включается в проводящее состояние. При этом конденсатор 25 по синусоидальному закону перезаряжается до обратного напряжения через дроссель 22, пусковую обмотку 11 и динистор 23, а затем в обратном направлении через диод 24, пусковую обмотку !1 и дроссель 22. После этого колебательный процесс срывается, так как динистор 23 при обратной полуволне выключается, а новое значение напряжения на конденсаторе 25 будет меньше предыдущего из-за потерь в контуре и не будет достигать напряжения включения динистора 23.

Конденсатор 25 вновь начнет заря- жаться через резистор 26 и через некоторое время процесс повторится.

Импульсы тока, протекающие в обмотке 11, в обмотках обратной связи 7-10 токи, которые на одной полуволне отпирают транзисторы 2 и 3, а на другой — i и 4. К первичной обмотке 5 трансформатора через транзисторы 2,3 и 1, 4 попеременно прикладывается напряжение источника питания ° Для надежного запуска необходимо, чтобы период колебаний контура, образованного конденсатором 25 и дросселем 22, был близок периоду колебаний инвертора. Через некоторое время процесс повторяется. Транзисторы 1 и 2, поочередно скрываясь, постепенно заря1220090 4 тора 18 уходит в сердечник 12 (в

его немагнитный зазор) и затем вновь возвращается в конденсатор 18, заряжая его до прежней величины, но в противоположном направлении. Когда ток в обмотке 5 упадет до нуля, сердечник 6 выйдет из насыщения, появится напряжение другого знака на всех обмотках, намотанных на нем, и

10 включатся транзисторы 1 и 4 под действием напряжения обмоток обратной связи 7 и 10. .Напряжение на транзисторах в момент их включения мало, так как процесс перезаряда

15 конденсатора 18 к этому времени закончился.

Составитель В.Моин

Техред Л.Олейник

Редактор Н.Гунько

Корректор Л.Патай

Заказ 1329/58 Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 жают конденсатор фильтра 20 и с некоторого момента в схеме устанавлива ются автоколебания. При этом конденсатор 25 разряжается через диод 27, резистор 28 и транзистор 2 и релакса ция схемы пуска прекращается.

Напряжение источника питания,приложенное к обмотке 5 через транзисторы 2, 3 компенсируется за счет противо-ЭДС, наведенной в обмотке, эа счет изменения магнитной индукции в магнитопроводах 6 и 12, причем потоки в сердечниках изменяются пропорционально намагничивающей силе и обратно пропорционально их магнитному сопротивлению. Намагничивающая сила в сердечнике 12 превьппает намагничивакяцую силу, действующую на сердечник 6, на величину, равную ампер-виткам обмоток 8 и 9, но так как сердечник 6 не имеет зазора, а в сердечник 12 введен немагнитный зазор, то индукция в сердечнике 6 нарастает значительно быстрее и он первым достигает насьпцения.

Когда магнитная индукция в сердечнике 6 достигнет насьпцения, напряжение на обмотках 8 и 9 станет равным нулю и транзисторы 2 и 3 начнут закрываться. При этом скорость нарастания напряжения на них ограничивается конденсатором 18 и при достаточной его величине транзисторы успеют полностью закрыться при незначительном значении приложенного к ним напряжения. Конденсатор 18 по синусондальному закону перезаряжается через обмотку.5, с которой он в этот момент образует свободный колебательный контур. Вся энергия иэ конденсаВключение конденсатора 18 обеспечивает малые динамические потери при переключении транзисторов в широком диапазоне изменения нагрузок, начиная от холостого хода.

Формула изобретения

Самовозбуждающийся транзисторный инвертор, содержащий силовые транзисторы и выходной трансформатор с двумя сердечниками, магнитные проницаемости

ЗО которых отличаются, причем первичная и вторичная обмотки обхватывают оба сердечника, а обмотки положительной обратной связи — только сердечник с большой магнитной проницаемостью, отличающийся тем, что, с

35 целью повышения КПД и надежности путем уменьшения динамических потерь в транзисторах, параллельно первичной обмотке трансформатора включен кон.,денсатор.