Двухтактный транзисторный инвертор

 

Изобретение относится к области электротехники, в частности к преобразователям напряжения из постоянного в переменное, и может быть использов§но в источниках вторичного электропитания . Цель изобретения - повышение КПД инвертора путем устранения асимметрии выходного сигнала, возникающей при перемагничивании трансформатора . Двухтактный инвертор, содержащий выходной трансформатор 1 и электромагнитный переключающий элемент , выполненный в виде трансформатора 5 с насыщающимся сердечником, снабжен дополнительными обмотками 4 и 6, расположенными на сердечниках трансформаторов 1 и 5 соответственно ортогонально первичным обмоткам . Выводы дополнительных обмоток 4, 6 соединены последовательно и подключены к источнику переменного напряжения. 4 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИН ($ц Н 02 М 7/537

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3645455/24-07 (22) 03.0&.83 ,(46} 07.01.87. Бюл. У 1 (72) В.И. Хандогин и В.А. Даценко (53) 621 ° 314.58 (088.8) (56) Ромаш Э.М. Транзисторные преобразователи в устройствах питания радиоэлектронной аппаратуры. М.:

Энергия, 1975, с. 12. (54) ДВУХТАКТНЫЙ ТРАНЗИСТОРНЫЙ ИНВЕРТ0Р (57) Изобретение относится к области электротехники, в частности к преобразователям напряжения из постоянного в переменное, и может быть использовано в источниках вторичного элек,.Я0„„1282295 А 1 тропитания. Цель изобретения — повы- . шение КПД инвертора путем устранения асимметрии выходного сигнала, возникающей при перемагничивании трансформатора. Двухтактный инвертор, содержащий выходной трансформатор 1 и электромагнитный переключающий элемент, выполненный в виде трансформатора 5 с насыщающимся сердечником, снабжен дополнительными обмотками

4 и 6, расположенными на сердечниках трансформаторов 1 и 5 соответственно ортогонально первичным обмоткам. Выводы дополнительных обмоток

4, 6 соединены последовательно иподключены к источнику переменного напряжения. 4 нл.

1282295

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразователям напряжения из постоянного в переменнде, и может быть применено во Вторичных H

Целью изобретения является повышение КПД двухтактного транзисторного инвертора путем устранения асимметрии вь2ход2<ого сигнала, возникающего при перемагничивании трансформатора.

1!а фиг. 1-3 изображепы схемы вариантов двухтактного транзисторного инвертора; на фиг. 4 — диаграмма намагничивания сердечника трансформатора с ортогональными обмотками.

Один иэ вариантов двухта2<тного инвертора (фиг,1) содержит выходной трансформатор 1, па серде ппп<е которого расположены первичная 2, 22vnричная 3 и ортогональная к 222<М до полнительпая 4 обмотки. электромагнитный переключающий элемент, например трапсформатор 5 с насыщающимся сердечником, дополнительная об-. мотка 6 которого ортогональна обмоткам. 7 и 8, управляемые ключи 9 и !О ,усилителя мощности н задающего ге3;! нератора, ограничительные резисторы

11. Управляемые ключи 10 и обмотки

7 насьпцающегося трансформатора 5 соединены по схеме инвертора с самовозбу2 дением автогенератора. Ключи 9, обмотка 2 выходного трансформатора 1 и обмотка 8 трансформатора 5 соединены по схеме двухтактного усилителя мощности с общим эмиттером. Резисторы ll включены в цепи управляющих электродов ключей 9 и 10. Дополни40

Ф тельные обмотки 4 и 6 трансфорл2аторов 1 и 5 соответственно соединены последовательно и подключены к источнику переменного напряжения, частота которого равна, частоте задающего генератора.

При меньшей выходной мощности ин.вертор может быть построен по схемам, приведенным на фиг. 2 и 3.

1 50

Вариант по схеме фиг. 2 содержит выходной трансформатор 1, трансформа-. тор 5 с насыщающимся сердечником, управляемые ключи 9, ограничительные резисторы 11 и 12, симметричный стабилитрон 13. Трансформатор .1, ключи

9, резистор 11 и обмотка 8 трансформатора 5 соединены по схеме двухтактного усилителя мощности с общим эмиттером. Обмотка 7 трансформатора 5 через параметрический стабилизатор переменного напряжения на элементах ., 12 и 13 соединена с крайними выводами обмотки 2 выходного трансформатора 1. Дополнитель22ь2е обмотки 4 и 6 трансформаторов и 5 соединены последовательно и подключены к источнику 14 переменного напряжения.

Кроме трансформатора электромагнитный переключающий элемент может быть выполнен и на дросселе насыщения. Схема инвертора с дросселем насыщения приведена на фиг. 3. Этот инвертор содержит управляемые ключи 9, выходной трансформатор 1, резисторы !

l и дроссель 15 насыщения, на сердечнике которого расположены основ-ная 16 и дополнительная ортогональная б обмотки. Элементы 1, 9 и 11 соецинены по схеме двухтактного автогенератора с обьединеннь2ми коллекторами. Основная обмотка дросселя 15 насыщения включена между управляющими электродами ключей 9 ° Обмотки 4 и 6 соединены, как и в других вариантах.

Вариант инвертора по схеме фиг.l работает следующим образом.

Лвтогенератор на элементах 5, 10 и 11 вырабатывает переменное выходное напряжение прямоугольной формы, причем длительность импульсов каждой полярности определяется временем, в течение которого сердечник насьш<ающегося тра22сформатора 5 перемагничивается от состояния насы цения одной полярности до насыщения рр 2 oé полярности. Обычно это напряжение представляет собой симметричный меандр. Это напряжение поступает на управля2ощие электроды ключей 9 усилителя мощности (элементы 1, 9, 11 и 8) и поочередно открывает их. Прч этом к обмотке 2 выход ного трансформатора 1 прикладывается переменное напряжение..

Если нагрузка, подключаемая к обмотке 3 выходного трансформатора 1, несимметрична относительно полярности выходного напряжения (например содержит однополупериоцный выпрямитель) или прикладываемое к обмотке

2 выходного трансформатора 1 напря-. жение несимметрично, например вследствие различия времени восстановления ключей 9, то сердечник трансформатора 1 будет перемагничиваться

1282295 также несимметрично, появится постоянная составляющая тока подмагничивания и сердечник при одной из полярностей выходного напряжения начнет заходить в область насыщения.

Обмотки 4 и 6 трансформаторов 1 и 5 и прикладываемое к ним переменное напряжение выбраны из следующего условия: при отсутствии насьпцения сердечника трансформатора по обмоткам 2 и 3 он не насьпцался и по обмотке 4. Так как поля основных

2 и 3 и дополнительной 4 обмоток ортогональны, то при отсутствии насьпцения сердечника эти обмотки друг на друга не влияют..

На фиг. 4 этому случаю соответствуют магнитный поток от обмотки 4 — В, изменяющийся по оси В», и магнитный поток от обмоток 2 и 3 — В

Вз, изменяющийся по оси В . Однако, когда вследствие асимметрии сигнала сердечник трансформатора 1 входит в область насыщения (фиг.4, В и), то он оказывается в насьпцении и для обмотки 4 (фиг. 4, В ) — проекция значения потока насыщения Вп, отложенного по оси В на ось В„. Напряжение на обмотке 4 нри этом падает и соответственно увеличивается напряжение и ток обмотки 6, которая при этом уменьшает основное значение индукции насьпцения сердечника трансформатора 5, а насьпцение сердечни-. ка трансформатора 5 означает изменение полярности выходного напряжения автогенератора и переключение управляющих ключей 9 усилителя мощности. Таким образом, при насьпцении сердечника выходного трансформатора, 1 сразу же происходит закрывание открытого ключа 9 и предотвращается возрастание тока через него. В ре зультате устраняется снижение КПД двухтактного инвертора, вызываемое асимметрией сигнала выходного трансформатора.

Аналогичным образом работает и инвертор по схеме на фиг.2. Незначительное насыщение сердечника трансформатора 1 вызывает насьпцение сер5 дечника трансформатора 5 и снятие открывающего напряжения с управляющего электрода ранее открытого управляемого ключа 9.

В инверторе по схеме фиг, 3 насьпцение сердечника дросселя 15 означает падение индуктивного сопротивления обмотки 16 и также снятие открывающего напряжения с открытого ключа 9, f5

Введение в выходной трансформатор и электромагнитный переключающий элемент (трансформатор или дроссель насьпцения) последовательно соединенных и подключенных к источнику переменного напряжения ортогональных обмоток позволяет устранить асимметрию сигнала выходного трансформатора, что повьппает,КПД устройства.

Формула изобретения

Двухтактный транзисторный инвертор, содержащий задающий генератор, 30 выполненный по схеме с электромагнитным переключающим элементом, и усилитель мощности на транзисторах с выходным трансформатором, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повьппения КПД инвертора путем устранения асимметрии выходного сигнала,, возникающего при перемагничивании трансформатора, он снабжен дополни" тельными обмотками, соединенными noc4g ледовательно, подключенными к источнику переменного напряжения, частота которого равна частоте задающего генератора, и расположенными на сердечниках электромагнитного переклю45 чающего элемента и выходного трансформатора ортогонально,их первичным обмоткам

1282295

Фиг. Ю

Составитель В. Журавлев

Техред В. Кадар

Корректор Е. Рашко

Редактор В. Данко

Заказ 7283/56 Тираж 661

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4