Двухтактный инвертор

 

Изобретение относится к электро технике и может быть использовано во вторичных источниках питания. ,. Цель изобретения упрощениео Двух тактный инвертор состоит из магнитного переключающего элемента 1, транзисторов 2, 3, выходного трансформатора (Тр) 4 с выходной обмоткой 5. Обмотки W, и w Тр 4 и обмотки элс мента 1 размещены на общем сердечнике 6 так,- что их , магнитные потоки перпендикулярны один другому, а в сердечнике вьтолнен немагнитньпЧ зазор S , пересекающий магнитный поток обмоток Тр 4. Указанное размещение обмоток позволяет упростить устройство , при этом уменьшается масса магс нитных элементов за счет более эффективного использования магнитного материала сердечников. 7 ил. С Л// го а | ел «vl

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТ1 НЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (51)4 Н 02 М 7/538

° fg

I -.1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯМ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Дис.!

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3865732/24-07 (22) 07.03,85 (46) 30.10.86. Вюл. М 40 (72) В. И. Хандогин и Н. И. Стуковнин (53) 621.314 ° 57(088.8) (56) Ромаш Э. N. Транзисторные преобразователи в устройствах питания радиоэлектронной аппаратуры. М.: Энергия, 1975, с. 12, рис. 1-7с(.

ЭТРА /Под ред. И. И. Конева. М.:

Радио и связь. вып. 12, 1981, с. 15 рис. 1.

ЭТвА /Под ред. 10. И. Конева. М.:

Радио и связь, вып. 15, 1984, с. 95, рис. 4. (54) ДВУХТАКТНЫЙ ИНВЕРТОР (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питания.,:

Цель изобретения — упрощение. Двухтактный инвертор состоит из магнитного переключающего элемента I, транзисторов 2, 3, выходного трансформатора (Тр) 4 с выходной обмоткой 5.

Обмотки ч, и г Тр 4 и обмотки элемента 1 размещены на общем сердечнике 6 так, что их, магнитные потоки перпендикулярны один другому, а в сердечнике выполнен немагнитный за/ зор 8, пересекающий магнитный поток обмоток Тр 4. Указанное размещение обмоток позволяет упростить устройство при этом уменьшается масса маг- д

У

Ю нитных элементов за счет более эффективного использования магнитного материала сердечников. 7 ил.

1267571 1 рез который начинает также протекать ток, перемагничивающий сердечник по другому взаимно перпендикулярному направлению. На обмотках w,, г вы ходного трансформатора 4 наводйтся напряжение, а с обмотки ll (выходной обмотки 5) оно поступает в нагрузку.

Напряженность и индукция магнитного поля для магнитного переключающего элемента l определяются известными соотношениями:

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразователям напряжения, и может быть использовано в источниках питания радиоэлектронной аппаратуры.

Цель изобретения — упрощение устройства.

На фиг. 1-4 приведены варианты выполнения двухтактного инвертора; на фиг. 5 и 6 - конструктивное âü полнение выходного трансформатора и магнитного переключающего элемента на одном сердечнике с зазором, пересекающим магнитный поток обмоток выходного трансформатора, фиг. 7 взаимное расположение потоков магнитного переключающего элемента и выходного трансформатора.

Двухтактный инвертор (фиг. 1-4) состоит из магнитного переключающего элемента 1, коммутирующих транзисторов 2, 3 (в ряде случае, например, для фиг. 1, и транзисторов 2, 3 ) и выходного трансформатора 4 с выходной обмоткой 5, к которой подключается нагрузка, причем коммутирующие транзисторы 2, 3 связаны с магнитным

1 переключающим элементом 1 и выходным трансформатором 4. Обмотки w< ч выходного трансформатора 4 и обмотки магнитного переключающего элемента

1 размещены на общем сердечнике 6 так, что их магнитные потоки перпендикулярны один другому, а в сердечнике выполнен немагнитный зазор с (фиг. 5, 6), пересекающий магнитный поток обмоток ъ „, w выходного трансформатора 4 (фиг, 7).

Работу устройства рассмотрим на примере двухтактного инвертора, изображенного на фиг. 1, При подаче на вход устройства наf пряжений Б „, U» на коммутирующие транзисторы 2, 3 подается смещение, приводящее один из транзисторов к лавинообразному открыванию и насыщению, а другой — к запиранию, Через обмотку магнитного переключающего элемента 1 начинает протекать ток, приводящий к перемагничиванию сердечника по одному из взаимно перпендикулярных направлений и возникновению на других его обмотках напряжений, пропорциональных коэффициенту трансформации обмоток магнитного переключающего элемента 1. Напряжение на базовых обмотках открывает один из коммутирующих транзисторов 2 или 3, чеи, = ™; в, = и, н,, ср

l5 для выходного трансформатора 4 — соответственно: н= —;в =р,.р, н, ср

20 где

i+ В Е,р

Тогда переключение магнитного переключающего элемента I произойдеФ при следующем условии

B9= BI В, (1) т.е. задаваясь значениями В и В, У можно устанавливать частоту коммутации, причем можно перераспределять

30 индукцию по направлениям: большее значение устанавливать (задаваясь количеством витков) в сердечнике вьвходного трансформатора 4, а меньшее— магнитному переключающему элемен35 ту 1. При выполнении условия (1) магнитный переключающий элемент 1 насыщается ррезко меняет свое значение) и намагничивающий ток резко уве-. личивается, что приводит к перекхйо40 чению транзисторов 2 и 3 и к началу перемагничивания сердечника по дан.ному направлению. После поступления запирающих импульсов транзистор 2 или 3 в течение времени рассасывания

45 продолжает пропускать ток, намагничивающий сердечник в другом направлении, но так как по данному направлению введен немагнитный зазор, то увеличения тока практически не проис50 ходит °

По проведенным исследованиям, наиболее оптимальное снижение р по направлению потока выходного трансфор55 матора должно соответствовать 400600 для ферритовых сплавов с = 2000, что соответствует введению немагнитного зазора с 8 = 0,1-0,15 мм.

3 !267

Величина о определяет корреляциой= ную связь между потоками магнитного элемента и выходного трансформатора и выбирается из условия минимизации динамических потерь при переключении.

Работа двухтактных инверторов, изображенных на фиг. 1-4, в режиме несимметричного перемагничивания выходного трансформатора сводится к 10 следующему. При несимметричном перемагничивании ток "еремагничивания выходного трансформатора в полупериоды коммутации имеет разные значения, следовательно, полупериоды также бу- 5 дут разные во времени, (так как переключение транзисторов определяется выражением (i), при этом интервал полупериода изменяется таким образом, что отсутствует выброс замагничиваю- 2О щего тока относительно симметричного

Режима работы.

В известных решениях при включении устройства сердечник магнитного переключающего элемента и сердечник выходного трансформатора размагничиваются по разным циклам и в ряде случаев, при отключении (реле и другим коммутатором) выходного трансформатора при большой величине индукции, 30 сердечника сохраняет 807 величины последней. При последующем включении, если направление магнитного поля совпадает с остаточной намагниченностью, магнитная индукция сердечника выход З5 ного трансформатора быстро достигает насыщения и возникает скачок переходного тока значительной величины.

Переходного тока при включении или любой другой коммутации в предложен- 4О

571 4 ном устройстве не будет, так как индукция (намагниченность) выходного

1 трансформатора связана с индукцией магнитного переключающего элемента, Эта связь определяется выражением (I), которсе определяет режим переключения транзисторов при различных коммутациях и внешних воздействиях.

Таким образом, размещение обмоток выходного трансформатора и магнитного переключающего элемента на одном сердечни» немагнитного зазора, пересекающего магнитный поток обмоток выходного трансформатора, лозволяет упростить устройство, при этом уменьшить массу магнитных элементов эа счет более эффективного использования магнитного материала сердечника, а также устранить переходные токи в момент включения устройства.

Формула изобретения

Двухтактньп инвертор, содержащий коммутирующие транзисторы, магнитный переключающий элемент и выходной трансформатор с нагрузкой в выходной цепи, причем коммутирующие транзисто- ры вязаны с магнитным переключающим элементом и выходньЪ трансформатором, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства, обмотки выходного трансформатора и магнитного переключающего элемента размещены на одном сердечнике так, что их магнитные потоки перпендикулярньГ один другому, при этом сердечник выполнен с немагнитным зазором, пересекающиМ магнитный поток обмоток выходного трансформатора.!

26757) (Рцг д

j 26757!

Составитель И. Войтович

Техред Д.Олейник КорРектор Л. или

Л Пилипенко

Редактор М. Келемеш

Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета ССС

СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5792/55

Производственно-полиграфическое предприятие, г. р д, г Ужго од ул. Проектная, 4