Двухтактный автономный инвертор

 

Изобретение относится, к электротехнике , а именно к вторичным источникам питания. Цель изобретения - повьшение КДЦ при больших скратностях изменения тока нагрузки. Инвертор содержит выходной трансформатор (Тр) I со средней точкой, трансформатор тока (ТТ) 11 с первичными обмотками 9,10 и вторичными обмотками 16, 17, а также транзисторные ключи (ТК) 14, 15. Выходной трансформатор выполнен на магнитопроводе с насыщающимся сердечником (с) 31 и ненасыщающимся С 22. При -ЭТОМ первичные 5,6 и вторичная 29 обмотки охватывают оба сердечника, а обмотка обратной связи 21 - только ненасыщающийся сердечник. В первый момент подключения ток протекает через первичные обмотки от ненасыщенного насыщающегося сердечника 31 Тр 1. Цепь через обмотки обратной связи закрыта из-за большого падения напряжения на последовательно включенных диодах (Д) 25, 28 и из-за малой величины ЭДС в С 22. При входе в режим насыщения С 31 в магнитопроводе с е (Л IND i 4 4;а

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5д 4 Н 02 М 7/538

М, 3N | у

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3812612/24-07

-(22) 15.11.84 (46) 15.07.86. Бюл. У 26 (71) Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В.И. Ленина (72) Н.Д. Терещенко, Е.В. Бочарова, С.Н. Лобойко и Л.А. Сухман (53) 621.314.58 (088.8) (56) Патент США Ф 4004251, кл. 331-113, 1978.

Патент США Ф 4042872, кл. 363-20, 1979.

Патент Японии N- 48-28615, кл. Н 02 М 7/537, 1973. (54) ДВУХТАКТНЫЙ АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к вторичным источникам питания. Цель изобретения — повышение КПД при больших ,кратностях изменения тока нагрузки.

Инвертор содержит выходной трансфорÄÄSUÄÄ 1244774 A I матор (Tp) 1 со средней точкой, трансформатор тока (ТТ) 11 с первичными обмотками 9,10 и вторичными обмотками 16, 17, а также транзисторные ключи (ТК) 14, 15. Выходной трансформатор выполнен на магнитопроводе с насыщающимся сердечником (С) 31 и ненасыщающимся С 22. При

:этом первичные 5,6 и вторичная 29 обмотки охватывают оба сердечника, а обмотка обратной связи 21 — только ненасыщающийся сердечник. В первый момент подключения ток протекает через первичные обмотки от ненасыщенного насыщающегося сердечника 31 Тр 1. Цепь через обмотки обратной связи закрыта из-за большого падения напряжения на последовательно включенных диодах (Д) 25, 28 и из-за малой величины ЭДС в С 22. При входе в режим насыщения С 31 в магнитопроводе

1244774

15

40 начинается перерас пределение магнитных потоков — нарастает ЭДС в обмотке обратной связи 21, открываются

Д 25, 28, далее происходит процесс рассасывания носителей, например в базе ТК 14, который завершается полным запиранием ТК 14. Введение Д 25, 1

Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразователям постоянного напряжения одного уровня в переменное или в постоянное напряжение другого уровня при больших кратностях изменения- тока (мощности) нагрузки.

Целью изобретения является повышение КПД при больших кратностях изменения тока нагрузки.

На чертеже изображена схема двухтактного автономного инвертора.

Инвертор содержит выходной трансформатор 1, первичная обмотка которого имеет вывод от средней точки 2, соединенный с первой шиной 3 источника 4 питания. Концы первичной обмотки 5,6 подключены к соответствующим первым выводам 7,8 первичных обмоток 9, 10 трансформатора 11 тока, вторые выводы 12, 13 которых подключены к коллекторам соответствующих транзисторных ключей 14,15.Вторичные обмотки 16,17 трансформатора 11 тока первыми разноименными выводами соединены с общей 18 шиной питания, подключенной к эмиттерам транзисторных ключей 14, 15, а другими разноименными выводами 19, 20— с базами соответствующих транзистор.ных ключей 14, 15. Обмотка 21 обратной связи, охватывающая ненасыщающийся сердечник 22, своими концами 23, 24 подсоединена к катодам диодов 25 и 26, аноды которых соеди" иены с базами соответствующих тран.зисторных ключей 14,15. Вывод от средней точки 27 обмотки 21 обратной связи подключен к аноду туетьего диода 28, катод которого соединен с общей шиной 18 источника 4 питания. Вторичная обмотка 29 выходного трансформатора 1 своими выводами

26, 28, ТТ 11.обеспечивает повышение КПД за счет выполнения соотно,шения между коллекторным и базовым током ТК 14, 15 и отсутствия им- пульсов коллекторного тока при насьпцении сердечника Тр 1.

1 ил. подключена к нагрузке 30. При этом материалы сердечников магнитопровода выходного трансформатора 1 выбираются таким образом, чтобы индукция насыщения ненасьпцающегося сердечника 22 была вьппе индукции насьпцения насьпцающегося сердечника 31, а магнитное сопротивление ненасыщающегося сердечника 22 было в десять и более раз выше, чем магнитное сопротивление насьпцающегося сердечника 31.

Двухтактный автономный инвертор

1 работает следующим образом.

Предположим, что в один из полу-. периодов открыт транзисторный ключ

14, насыщающийся сердечник 31 еще не насьпцен и магнитный поток в магнитопроводе выходного трансформатора 1 протекает в основном в нем,так как его магнитное сопротивление значительно ниже магнитного сопротивпения ненасьпцающегося сердечника 22

При этом ток вторичной обмотки 16 трансформатора 11 тока протекает по цепи: обмотка 16 — переход эмиттербаза транзисторного ключа 14 — общая шина 18 — обмотка 16, так как вторая цепь, подключенная к выводам обмотки 16 (обмотка 21 обратной связи— диод 28 — .общая шина 18 — обмотка

16 — диод 25 обмотка 21) закрыта из-за более высокого барьерного напряжения двух последовательно включенных диодов 25, 28 по сравнению с напряжением на переходе эмиттербаза открытого транзисторного ключа 14, а также из-за малой величины ЭДС, индуктируемой в обмотке 21 обратной связи. При входе в режим насыщения сердечника 31 в магнитопроводе начинается перераспределение магнитных потоков — все большая его

1244774 торного така при насьпцении сердечника выходного трансформатора.

Формула из обретения

20

Данное устройство по сравнению с известным имеет более высокий КПД в широком диапазоне изменения тока нагрузки, так как в нем обеспечено постоянное соотношение между коллекторным и базовым токами в транзисторах и отсутствуют импульсы коллекСоставитель Т. Войтович

Редактор Н. Швыдкая Техред М.Ходанич Корректор С. Черни

Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 3926/57

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4 часть ответвляется в ненасыщающийся сердечник 22 и нарастает ЭДС в об- мотке 2.1 обратной связи. После достижения определенного уровня этой

ЭДС равного падению напряжения на двух последовательно включенных открытых диодах 25, 28, начинается отбор части базового тока транзисторного ключа 14. По мере дальнейшего насьпцения сердечника 31 токи обмотки 16 трансформатора 11 тока и обмотки 21 обратной связи сердечника 22 сравниваются и начинается процесс рассасывания заряда, накопленного в .переходе эмиттер-база 15 транзистора 14, который завершается полным запиранием транзисторного ключа 14.

Иэ-за колебательного характера .процесса перераспределения энергии, накопленной в индуктивных (магнитное поле ненасьпцающегося сердечника, магнитное поле рассеивания и т.д.) и емкостных паразитных реакторах 25 устройства, происходит включение второго транзисторного ключа 15 инвертора, и далее процесс повторяется аналогично описанному полупериоду работы. 30

Двухтактный автономный инвертор, содержащий силовые транзисторные ключи, выходной трансформатор с магнитопроводом, состоящим из насьпцающегося и ненасыщающегося сердечников, первичной и вторичной обмоток, охватывающих оба сердечника, и обмотки обратной .связи, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения КПД при больших кратностях изменения тока нагрузки, в него дополнительно введены три диода и трансформатор тока, содержащий первичные обмотки, первые выводы которых подключены к концам обмотки вы- ходного трансформатора, а вторые к коллекторам соответствующих транзисторных ключей, и вторичные обмотки, первые выводы которых подключены к эмиттерам транзисторных ключей, соединенным с общей шиной источника питания, а вторые выводы — к .базам соответствующих транзисторных ключей, при этом обмотка обратной связи, охватывающая ненасыщающийся сердечник, своими концами подсоединена к катодам первого и второго диодов, соединенных своими анодами с базами соответствующих транзисторных ключей, а вывод от ее средней точки соединен с анодом третьего диода,катодкоторого подклю- чен кобщей шинеисточника питания.