Инвертор с самовозбуждением

 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано во вторичных источниках питания. Цель изобретения повышение К.П.Д. и снижение уровня создаваемых электромагнитных помех. Инвертор с самовозбуждением содержит автогенератор 2, датчик тока 3, схему 8 ограничения тока. В устройство введены блок выборки и хранения 4, схема управления 5, масштабный усилитель 6, стробируемый компаратор 7. Такое выполнение устройства позволяет в широком диапазоне изменения нагрузки ограничивать пиковые выбросы коллекторного тока автогенератора на постоянном минимальном уровне относительно среднего значения тока. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Н 02 М 7/538

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР.. (21) 4301861/24-07 (22) 06. 07. 87 (46) . 23.04.89, Бюл. У 15 (71) Научно-исследовательский, про ектно-конструкторский и технологический институт комплектного электропривода (72) А.Б.Немировский, А.А.Кромм, А.Л.Багинский и В.В.Куракин (53) 621.314.57(088.8) (56) Ромаш Э.М. Источники вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. M. Радио и связь, 1981, с. 147-150.

Патент США М- 3927363, .кл. Н 02 М 3/335, 1975.

„„SU» 1474818 А1 (54) ИНВЕРТОР С САМОВОЗБУЖДЕНИЕМ (57) Изобретение относится к преобразовательной технике и манжет быть использовано во вторичных источниках питания. Цель изобретения-повышение

КПД и снижение уровня создаваемых электромагнитных помех. Инвертор с самовоэбуждением содержит автогенератор 2, датчик тока 3, схему 8 ограничения тока. В устройство введены блок выборки и хранения 4, схема управления 5, масштабный усилитель 6, стробируежй компаратор 7. Такое выполнение устройства позволяет в широком диапазоне изменения нагрузки ограничивать пиковые выбросы коллекторного тока автогенератора на постоянном минимальном уровне относительно среднего значения тока. 3 ил.

1474818

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в устройствах автоматики и вторичного электропитания.

Цель изобретения — повышение КПД и снижение уровня создаваемых электромагнитных помех.

На фиг. 1 приведена cr>.óêòóðíàÿ схема устройства; на фиг. 2 — схемная реализация устройства; на фиг,3эпюры, поясняющие работу инвертора с саиэвозбуждением, где индексы токов и напряжений соответствуют номерам блоков. 15

Устройство содержит входные вьг воды 1 источника питания, автогенератор 2 .с датчиком 3 тока, блок 4 выборки и хранения, схему 5 управления, масштабный усилитель 6, строби- 20 руемый компаратор (устройство сравнения) 7, схему 8 ограничения тока, Выход автогенератора 2 соединен с нагрузкой инвертора — выпрямителем (не показан). Блок 4 выборки и хране- 2 ния подключен первым входом 9 парал- лельно датчику 3 тока. Выход автогенератора 2 соединен с входом схемы

5 управления, подсоединенной выходом к второму входу 10 блока 4 выборки и 3О хранения. Выход блока 4 через мас" штабный усилитель б соединен с первым входом 1) стробируемого компаратора 7. Вход 9 блока 4 подсоединен к второму входу 12 стробируемого ком- 35 паратора 7,подключенноговыходом через схему,8 ограничения тока к соответст вующи м вход ам авто ге нер ато р а 2 .

Третий вход 13 стробируемого компаратора 7 соединен с вторым выходом схе- 40 мя 5 управления.

Входные выводы 1 и сто чник а пит ания служат для подключения автогенератора 2 и являются источником постоянного налряжения. 45

Автогенератор 2 предназначен для преобразования постоянного напряжения в переменное прямоугольной формы и выполнен по известной схеме с насыщающимся трансформатором пит ания.

Автогенератор 2 выполнен на перекпючакицих транзисторах 14 и 15. Насьпцающийся трансформатор 16 содержит первичную, две базовые и вькодную обмотки. Средняя точка первичной обмот- 5 ки трансформатора 16 и общая точка соединения эмиттеров транзисторов 14 и 15 являются входами автогенератора 2. Базы транзисторов 14 и 15 являются его другими управляющими входами. Датчик 3 тока предназначен для получения напряжения, пропорционального коллекторному току транзисторов 14 и 15 автогенератора 2 и выполнен на измерительном резисторе, являющемся датчиком 3 тока (фиг.2), включенном между эмиттерами транзисторов 14 и 15 и общей точкой схемы.

Блок 4 выборки и хранения предназначен для формирования вьборочного з начения из установившегося з начения амплитуды датчика 3 тока в момент поступления импульса на первый вход

9 блока 4. Схема 5 управления предназначена для формирования сигналов управления блоком 4 вьборки и хранения и стробируемым компаратором 7.

Масштабный усилитель 6 служит для получения сигнала, амплитуда которого в заданное число S превышает запомненное значение в блоке 4.

Выбор коэффициента S определяется характером изменения "плоской" части сигнала на выходе датчика 3 тока в установившемся режиме, точностью работы стробируемого компаратора 7.

Стробируемый компаратор 7 служит для формирования на его выходе перепада напряжения при равенстве сигналов на его входах.

Схема 8 ограничения тока предназначена для ограничения пиковьк вьбросов коллекторных токов переключающих транзисторов 14 и 15 автогенератора 2 и выполнена на двух транзисторах 17 и 18 (фиг. 2), подключенных силовьки переходами (коллекторэмиттер) к базам соответствующих переключающих транзисторов 14 и 15 и общей точке схемы. Выходами схемы 8 служат коллекторные выводы транзисторов 17 и 18, а базы их образуют вход схемы 8.

Работа устройства поясняется эпюрами, приведенными на фиг. 3. Здесь

I<< — импульсы коллекторного тока транзистора 14, I, — импульсы коллекторного тока транзистора 15;

U — сигналы в цепи датчика тока 3;

U — импульсы на первом выходе схемы

5 управления; U — сигнал на выходе блока 4 выборки и хранения и масштабного усилителя 6; Ur — сигнал на входах компаратора (устройства сравнения) 7; Х, — импульсы на втором выходе схемы 5 управления; I7 — сиг)474818 налы на выходе стробируемого компаратора 7.

В исходном состоянии, соответствунщем произвольному моменту време5 ни С,, переключающий транзистор 14 открыт, переключающий транзистор 15 закрыт. Напряжение на выходе датчика

3 тока: и блока 4 (сплошная линия), приложенное к входу компаратора 7, 10 равно U<. Напряжение на выходе масштабно ro усилителя 6 (пунктир),приложенное одновременно к входу комп аратора 7, равно SU, (например, 1,1 U<). На фиг. 3 показаны напряже- 15 ния на входах компаратора 7 ° Уровень сигнала на выходе системы 5 управления соответствует логической "1", поэтому компаратор 7 деблокирован по стробирующему входу 13. Напряжение 20 на выходе компаратора 7 соответствует уровню логического "0" (фиг. 3,з), так как U „ с U.„,,. .Транзисторы 17 и

18 схемы 8 заперты, где U „,, U „ напрякения на соответствующих вход ах 25

11 и 12 компаратора 7 °

Переключение тр анзи сто ро в 14 и

15 начинается в момент насыщения трансформатора 16 автогенератора 2 и сопровождается ростом коллектор- 30 ного тока транзистора 14 и соответствующим изменением напряжения U на выходе (фиг. 3). В момент t, соответствующий равенству напряжений и Пц„ на соответствующих

ЕХ1 компаратора 7 811<=0 „, на выходе компаратора 7 формируется сигнал логической "1", открывающий транзисторы схемы 8, При этом транзистор 17 шунтирует управляющий переход открыто- 40 го транзистора 14 авто генератора 2, что приводит к его переключению (запиранию). Ток транзистора 14 и "оответствующее е напряжение U падают до нуля, что вызывает форми- 45 рование логического "0" на выходе компаратора 7 — г . Транзисторы 17 и 18 схемы 8 запираются и прекращают шунтировать соответствующие транзисторы 14 и 15. Тем самым коллекторный ток транзистора 14 ограничивается на уровне, в S раз большем его уста. новившегося значения

В момент времени t = на выходе системы 5 управления формируется им- 55 пульс Uдлите,льностью t в течение которого блок 4 запоминает напряжение U » соответствующее амплитуде коллекторного тока транзистора 10 авто генератора 2 эпюры коллекторных токов транзисторов 9 и 10 °

При этом заканчивается блокирование компаратора 7 по входу 13. Компаратор 7 деблокируется до следующего момента tz коммутации транзисторов 14 и 15 автогенератора 2. Работа устройства в интервале времени аналогична его работе в интервале

Разница заключается лишь в том, что запомненное в блоке 4 напряжение равно U ° Поэтому ограничение тока коллектора транзистора 15 наступает при соотношении напряжений на соответствующих входах компаратора 7:

Лналогично предыдущему, коллекторный ток транзистора 15 ограничивается на уровне, в S-раз большем его уст ановивше гося з начения

Как видно из эпюр, приведенных на фиг. 3, в интервалах времени

-t отмечаются случаи, когда напряжение П,„оказывается больше, чем U „. Согласно алгоритму работы компаратора 7 при отсутствии его блокирования по третьему входу 13 это привело бы в моменты (фи Г. 3 ) к ложным по Втор ным коммутациям соответствующих переключающих транзисторов автогене-. ратора 2 и сбоям в работе инвертора.

Блокирование выхода стробируемого по входу 13 компаратора 7 в указанные интервалы времени исключает ложные повторные коммутации транзисторов 14 и 15 автогенератора 2 и тем самым обеспечивает стабильность работы инвертора, В последующих циклах коммутации транзисторов 14 и 15 работа инвертора происходит аналогично.

Так как ограничение пиковых выбросов коллекторных токов транзисторов 14 и 15 автогенератора 2 происходит на уровне I величина которого и относительно установившегося з начения амплитуды токов о ст ает ся неиз менной (пре во сходит е го в S-р аз ), то относительная величина этих пиков не изменяется при изменении нагрузки инвертора и остается равной Б.

Изобретение при работе с меняющейся нагрузкой позволяет повысить КПД инвертора, так как ограничение коллекторных токов переключвюшихся транзисторов происходит и рп малых

14748!8

Риг. 2 уровнях их пиковых выбросов (!0%) независимо от изменения нагрузки инвертора и электрической несимметрии схемы авто генератора, обусловленной разбросом параметров транзисторов, несимметрией обмоток трансформатора и т.д. Максимальный выигрыш по КПД обеспечивается при малых нагрузках, Кроме того, так как пиковый 10 выброс коллекторного тока остается минимальным во всем диапазоне изменения нагрузки инвертора, существенно снижается уровень создаваемых инвертором широкополосных электромагнит- 15

«ых помех.

Фор мула из о брет ения

Инвертор с самовозбуждением, содерж ащий авто ген ер ато р, со един енный через датчик тока с входными выводами источника питания, и схему ограничения тока, соединенную двумя выходами с соответствующими входами автогенератора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения

KIILl инвертора и снижения уровня создаваемых электромагнитных помех, в него-введены схема управления,масштабный усилитель, стробируемый компаратор и блок выборки и хранения, подключенный входом параллельно дат— чику тока, масштабньй усилитель соединен входом с выходом блока выборки и хранения, а стробируемый компаратор соединен первым входом с выходом масштабного усилителя, вторым входомс первым входом блока выборки и хранения, и выходом — с входом схемы ограничения тока, схема управления соединена входом с соответствующим выходом автогенератора,, а двумя выходами подсоединена .к второму входу блока выборки и хранения и к третьему входу стробируемого компаратора.

1474818

t8 В

t3 (Е

l (Фиг.,7

Составитель Н. Цкпевская

Редактор С, Патрушева Техред Л. Сердюкова

Кор ректор 3 . .Лонч аков а

Заказ 1908/55 Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР .

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101