Инвертор

 

Изобретение относится к электротехнике и используется в системах вторичного электропитания для.преобразования напряжения. Цель изобре Йй У; тения - упрощение схемы инвертора, снижение массы и габаритов, повышение надежности. Инвертор выполнен по полумостовой схеме на транзисторах 1 и 2, конденсаторах 3 и 4, управляющих транзисторах 11 и 12 разного типа проводимости и тактовом генераторе 19. В инвертор введены однофазный выпрямительный мост 13, операционный усилитель 20, конденсатор 24 и резистор 25 частотозадающей КС-цепи. Упрощение схемы происходит за счет замены трансформаторов полупроводниковыми приборами 4, что обеспечивает самозапуск схеьял. Самозапуск происходит при напряжении на конденсаторах 3 и 4 инвертора меньше номинального. Схема позволяет устранить броски тока, обусловленные зарядом конденсаторов на выходе конвертора. 1 ил. S (Л t в/0 ю 4 СО О5 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (gg 4 H 02 M 7/538

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ тения — упрощение схемы инвертора, снижение массы и габаритов, повышение надежности. Инвертор выполнен по полумостовой схеме на транзисторах 1 и 2, конденсаторах 3 и 4, управляющих транзисторах 11 и 12 разного типа проводимости и тактовом генераторе 19. В инвертор введены однофазный выпрямительный мост 13, операционный усилитель 20, конденсатор 24 и резистор 25 частотозадающей RC-цепи. Упрощение схемы проис ходит за счет замены трансформаторов полупроводниковыми приборами 4, что обеспечивает самозапуск схемы. Самозапуск происходит при напряжении на конденсаторах 3 и 4 инвертора меньше номинального. Схема позволяет устранить броски тока, обусловленные зарядом конденсаторов на выходе конвертора. 1 ил.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3823496/24-07 (22) 14 . 12.84. (46) 07.08.86. Бюл. У 29 (71) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт релестроения (72) Н.В.Донской и В.А.Иатисон (53) 621.314.58(088 ° 8) (56) Моин В.С. и Лаптев Н.Н. Стабилизированные транзисторные преобразователи. М.: Энергия, 1972, с. 342-343.

Авторское свидетельство СССР

NI 989712, кл. Н 02 .М 7/537, 1980. (54) ИНВЕРТОР (57) Изобретение относится к электротехнике и используется в системах вторичного электропитания для.преобразования напряжения. Цель изобре„„SU„„12496 8 A i

1 249678

Изобретение относится к электротехнике, в частности к инверторам, преобразующим постоянный ток в переменный.

Цель изобретения — упрощение схемы инвертора, снижение его габаритов и массы, повышение надежности в работе.

На чертеже показана электрическая схема инвертора.

Инвертор содержит коммутирующие .

;транзисторы 1 и 2 и конденсаторы 3 и 4, образующие полумостовую схему.

Параллельно базоэмиттерным переходам коммутирующих транзисторов включены входные узлы 5 и 6, в состав .которых. входят последовательно включенные резисторы 7, 8 и 9, 10, причем резисторы 7 и 9 включены параллельно базоэмиттерным переходам коммутирующих транзисторов, а резисторы 8 и 10 включены между, базами коммутирукицих транзисторов и коллекторными выводами управляющих транзисторов 11 и 12, включенных по схеме с общим эмиттером. Базовые выводы управляющих транзисторов 11 и 12 подключены соответственно к первому (плюсовому) и второму (минусовому) выходам однофазного выпрямительного моста 13, выполненного на диодах 14-17. Один из входов однофазного выпрямительного моста 13 подключен к общей точке схемы, а другой — к выходу 18 такто вого генератора 19, где выход операционного усилителя 20 через резистор

21 подключен к выходу тактового генератора 19, резистор 22 включен между выходом и неинвертирующим входом операционного усилителя 20, резистор

23 включен между неинвертирующим входом операционного усилителя 20 и общей точкой схемы управления, конденсатор 24 включен между инвертирующим входом операционного усилителя 20 и общей точкой схемы управления, резистор 25 включен между выходом и.инвертирующим входом операционного усилителя 20, балластные резисторы 26 и 27 подключены к плюсовой и минусовой шинам .питания инвертора соответственно, а другими выводами подключены к последовательно включенным стабилитронам 28 и 29, образуя источник питания операционного усилителя. 19, об" щая точка стабилитронов 28 и 29.подключена к общей точке схемы управления. Кроме того, в инвертор входят

30 симметрирующие резисторы 30 и 31, а к базе управляющего транзистора 11 подключен анодом разделительный диод

32, а к базе управляющего транзистора 12 подключен катодом разделительный диод 33. Катод разделительного диода 32 соединен с анодом разделительного диода 33, и эта точка через резистор 34 соединяется с общей точкой коммутирующих транзисторов.

Инвертор работает следующим образом, Предположим, что в указанный момент времени на выходе операционного усилителя 20, а значит, и тактового генератора 19 действует положительное напряжение. В этом случае диод 15 заперт, а через диод 14 и базоэмиттерный переход управляющего транзистора 11 течет ток. Управляющий транзистор 11 открыт и через вводное устройство 5 переводит в режим насыщения коммутирующий транзистор 1.

При этом через резистор 34, разделительный диод 33 н диод 17 течет ток.

Поэтому на катоде разделительного диода 32 действует положительное напряжение, равное падению на двух р-и. переходах, а на его аноде — равное падению только на одном базовом р-и переходе управляющего транзистора 11, следовательно, ток через него не течет. В то же время на базовом переходе управляющего транзисто35 ра 12 действует положительное напряжение, равное падению напряжения на диоде 17, поэтому управляющий тран зистор 12 надежно заперт, а коммути- рующий транзистор 2 находится в режиме отсечки. Потенциал неинверти40 рующего входа операционного усилителя 20 в этом полутакте работы выше, чем потенциал инвертирующего входа, благодаря чему на выходе one45 рационного усилителя 20 поддерживается положительное напряжение. В это же время через резистор 25 про- . исходит заряд конденсатора 24. Когда напряжение на конденсаторе 24 превысит напряжение на резисторе 25, 50 потенциал инвертирующего входа операционного усилителя 20 станет вьппе потенциала неинвертирующего входа.

В результате происходит переключение операционного усилителя 20 и на его выходе, а значит, и на выходе тактового генератора 19 появляется отрицательное напряжение. После смены полярности напряжения на выходе так1249678 денсатора 24 при положительном выходном напряжении тактового генератора

19 и уменьшает при отрицательном

Одновременно возникает ток через резистор 31, действие которого проти- . воположно действию тока, текущего через резистор.30.

Если сопротивление резисторов 30 и 31 выбраны так, что действие тока, 10 текущего через резистор 30, превалирует, то в выходном напряжении инвертора появляется временная слабая асимметрия, способствующая выравниванию напряжений на конденсаторах 3

15 и 4. После завершения процесса выравнивания эта асимметрия исчезает.

25

Предположим, что коммутирующий транзистор 1 выключается дольше, чем коммутирующий транзистор 2. Тогда средний ток через резистор 31 стано- З5 вится неравным нулю, а направление его таково, что соответствует увеличению скорости заряда конденсатора

24 при положительном выходном напря жении тактового генератора 19 и 4о уменьшению — при. отрицательном. Таком образом, в выходном напряжении тактового генератора 19 появляется асимметрия — импульс положительной полярности становится короче импуль- 5 са отрицательной полярности на величину, равную двойной разности времен запирания коммутирующих транзисторов

1 и 2; за счет чего сохраняется симметрия по длитеЛьности разнополярных импульсов напряжения на выходе инвертора.

Если по каким-либо причинам напряжение на конденсаторе 3 емкостного делителя стает меньше, чем на кондея-55, саторе 4, то возникает ток через резистор 30, который направляется так, что увеличивает скорость заряда контового генератора 19 управляющий транзистор 11 запирается, однако отпирания управляющего транзистора 12 не происходит, так как пока идет

- процесс рассасывания неосновных но- . сителей в базе коммутирующего транзистора 1, через этот транзистор продолжает протекать силовой ток, а следовательно, по цепи резистор 34, разделительный диод 33 и диод 17 на базовый переход управляющего транзистора 12 будет подано положитель.— ное смещение. После того как коммутирующий транзистор закроется и напряжение на нем достигнет уровня, задаваемого резистором 34, диод 17 и разделительный диод 33 перестают проводить ток, а управляющий транзистор 12 открывается выходным напряжением тактового генератора через диод 15. Управляющий транзистор 11 надежно запирается отрицательным базовым смещением по цепи резистор 34, разделительный диод 32 и диод 16.

Таким образом, коммутирующий транзистор 11 переходит в режим отсечки, а коммутирующий транзистор 2 — в режим насыщения. Далее весь процесс повторяется и протекает аналогично указанному процессу формирования предыдущего полутакта.

Практически указанные проявления асимметрии выходного напряжения ин. вертора накладываются друг на друга и при указанном выборе сопротивлений резисторов 30 и 31 асимметрия в выходном напряжении инверторг устраняется полностью.

Использование инвертора позволяет упростить схему и уменьшить массу и его габариты за счет замены транс-. форматоров полупроводниковыми приборами и резисторами, а также позволяет построить систему управления, питающуюся от шин питания инвертора, что обеспечивает режим самозапуска схемы, Кроме того, самозапуск схемы происходит в момент, когда напряжение на конденсаторах емкостного делителя существенно меньше номинального. Инвертор работает ъ составе конвертора, преобразующего постоянное напряжение одной величины в постоянное напряжение другой. Это позволя-. ет снизить броски тока, обусловленные зарядом конденсаторов на выходе конвертора.

Инвертор может работать как на трансформаторную нагрузку, так и на любую другую индуктивную.-нагрузку, даже имеющую case, близкой к единице.

Формула изобретения

Инвертор, выполненный по полумостовой схеме, базоэмиттерные переходы коммутирующих транзисторов которого подсоединены к входным узлам, входы которых подключены к коллекторам управляющих транзисторов разного типа проводимости, управляемых

1249678

Составитель Т.Ершова

Техред Л.Олейник Корректор M,Ñàìáîðñêàÿ

Редактор А.Козориз

Заказ 4338/58 Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тактовым генератором, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью упрощения схемы, в него введены однофазный выпрямительный мост, разделительные диоды и резисторы, причем первый вход переменного тока однофазного выпрямительного моста подключен к выходу тактового генератора, а второй — к общей точке схемы тактового генератора, первый выход однофазного выпрямительного моста подключен к базе управляющего и-р-итранзистора, а второй — к базе управляющего р-п-р-транзистора, разделительные диоды включены последовательно, анод одного из них подключен к базе управляющего и-р-и-транзистора, а катод другого — к базе управляющего р-п-р-транзистора, первый резистор включен между общей точкой разделительных диодов и общей точкой коммутирующих транзисторов, соединенной через второй резистор с точкой соединения резистора и конденсатора частотозадающей RCцепи тактового генератора, а третий резистор включен между общей точкой конденсаторов, образующих вторую стойку полумоста инвертора, и точкой соединения резистора и конденса15 тора частотозадающей RC-цепи тактового генератора.