Транзисторный инвертор с широтноимпульсной модуляцией

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авг. свид-ву (22) Заявлено 08.07.74 (21) 2043019 07 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.01.77. Б|оллетень № 4

Дата опубликования описания 14.03.77 (51) М, Кл."- Н 02М 7/537

Государственный комн ет

Совета Министров СССР

h0 делен изобретений (o3) УД К 621.314.57 (088.8) и открытий (72) Авторы изобретения

В. В. Авдеев, А. П. йакидов v. В. М. Пашков (71) Заявитель

Ленинградский институт авиационного приоорост оения (54) ТРАНЗИСТОРНЫЙ ИНВЕРТОР

С ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНОЙ 1т1ОДУЛЯЦИЕЙ

Изобретение относится к области преобразовательной техники, а именно к преобразователям, выполненным на полупроводниковых приборах с управляющим электродом, и может быть использовано во вторичных источ- 5 никах питания радиоэлектронной аппар-,òóðû, а также в управляемых электроприводах и в автоматике.

Известен преобразователь постоянного тока в переменный (1), выполненный на двух трап- 10 зисторных инверторах, собранных по двухтактной схеме с самовозбуждением и вырабатывающих сдвинутые по фазе напряжения одинаковой частоты. Управление фазой вспомогательного инвертора осуществляется при 15 помощи конденсатора переменной емкости в фазосдвигающей RC-цепи, через которую синхронизирующее напряжение первого инвертора поступает в базовые цепи вспомогательного инвертора. Недостатком данного устройст- 2) ва является узкий диапазон регулирования фазы выходного напряжения вспомогательного инвертора. Кроме того, введение конденсатора в базовые цепи транзисторов этого инвертора нарушает условия для естественной 25 коммутации, что приводит к увеличению динамических потерь и затрудняет его использование на повышенных частотах.

Известен вторичный источник питания (2), выполненный на двух транзисторных инвер- 30 торах, собранных по двухтактной схеме с самовозбуждением. Один пз инверторов спнхронизируется напряжением другого инвертора путем включения спнхронпзпрующей обмотки в базовые цеп . его транзисторов через регулирую .t.:té резистор. Управление фазой выходного напряжения вспомогательного инвертора осуществляется путем измене.сия noci svvof* ьремени перез ряда конденсатора, включенного через управляющ" и резистор и обмотки положительной обратной связи выходного трансформатора в цепи обмотки синхронизации. К недостаткам данного устройства следует отнести его сложность, обусловленную неооходимостью введения трех дополнительных групп диодов для обеспечения требуемого процесса перезаряд", конденсатора, а также палпчпе дополнительных динамических потерь от сквоз|ых токов, протекающих в момент коммут;чц и тр".Hçïñòoðîç вспомогательного инвертора.

Наиболее бл",з=-ким по своей технической сущности является устройство для широтноимпульсной модуляции (3). Устройство включает в себя две ячейки, выполненные tIQ двухтактной схеме с с",ìîâoçáóæäåíèåì. магнитный усилитель. используемый в качестве элемента задержки и управляющий резистор в цепи обмстки управления -.:t:I ttttl loot.Q усилителя, подключенный;.. клеммам исто. ника пи54о054

15 тания. Ведущая ячейка, работшощая в режиме самовозбужден:-!я, осуществляет принудительное возбуждение ведомой ячейки при помощи обмоток синхронизации, подключенных к базовым переходам транзисторов, через рабочие обмотки магнитного усилителя и диоды. Принцип управления выходным напряжением преобразователя основан на регулировании вольт-секундной площади при перемагничивании сердечников магнитного усилителя.

Для управления фазой изменяют величину тока псдмагничивапия сердечников магнитного усилителя при i,о:.1ощи управляющего ре, СТСРс1. .. д: ст тками данного устройства являются . 0;кн сть и невысокая надежность, обусле ныс испсль. "в писм в качестве элемеп1p.,р ж к и д О и 0,.!и и тел ни 0 го уст р О 1 1 с т В а В

:::„- -: .;!а;питпо1.о успл11теля с диодами в цепях .. 0;. с100с!их обмоток.

1;елью изобретения является упрощение устройства управления фазой коммутации коллекторных токов транзисторов ведомой ячейки и повышение надежности инвертора.

С этой целью спнхронизирующие обмотки трансформатора ведущей ячейки и базовые обмотки трансформатора ведомой ячейки соединяются согласно через дополнительный резистор смещения, а управляющий резистор подключается к ссответствующей клемме источника питания и точке соединения резистора смещения с базовыми обмотками.

Принцип действия устройства основан на регулировании времени рассасывания неосновных носителей тока в базе насыщенного транзистора при его выключении. По окончании рассасывания неосновных носителей начинает уменьшаться коллекторный ток транзистора, и в этот момент за счет действия положительной обратной связи происходит коммутация коллекторных токов транзистора, Использование для управления естественной задержки моментов выключения транзисторов позволяет ликвидировать сквозные токи в преобразователе, повысить частоты напряжения в цепи переменного тока до 50—

100 кгц и существенно улучшить его техникоэкономические показатели.

Сущность изобретения поясняется схемой, где 1, 2 — ведущая и ведомая ячейки соответственно; 3, 4 — выходные трансформаторы ячеек 1, 2; 5, б — обмотки положительной обратной связи трансформатора 4; 7, 8 †синхронизируюшие обмотки трансформатора 3; 9, 10— выходные обмотки инверторов; 11 — управляющий резистор; 12, 13 — входные клеммы инвертора; 14 — нагрузка инвертора; 15 — резистор смещения.

Инвертор содержит ведущую 1 и ведомую 2 ячейки, собранные на трансформаторах 3, 4 с выведенными нулевыми точками коллекторных обмоток. Обмотки положительной обратной связи 5, б трансформатора 4 соединены — -последова аерсз резистор смаоСеииа l5 с синхрснизирующими обмотками 7, 8 транс20

)5

Зо

65 форматора 3. Управляющий резистор 11 включен последовательно с резистором смещения 15 в цепь источника коллекторного напряжения к клемме 12 (13). Выходные обмотки 9, 10 соединены последовательно с нагрузкой 14. Напряжение обмоток положительной обратной связи 5, 6 выбраны равными напряжениям синхронизирующпх обмоток

7, 8.

Регулирование величины выходного напряжения преобразователя на нагрузке 14 производят за счет изменения фазового сдвига прямоугольной волны выходного напряжения ведомой ячейки 2 относительно прямоугольной волны напряжения ведущей ячейки 1. Для этого регулируют напряжение смещения на резисторе 15, управляя величиной резистора

11. На интервале фазовой задержки в результате коммутации токов транзисторов ячейки

1 суммарное напряжение обмоток 5, 7 и 6, 8 становится равным нулю. В базовой цепи открытого транзистора ячейки 2 уменьшается базовый ток. Через некоторое время, равное времени фазовой задержки, открытый транзистор выходит из насыщения, у него начинает уменьшаться ток коллектора, полярность сигнала положительной обратной связи изменяется на противоположную, и происходит коммутация токов тр анзисторов ячейки 2.

Время фазовой задержки зависит от степени насыщения базы открытого транзистора неосновными носителями тока и условиями их рассасывания в интервале задержки. Регулируя величину базового тока насыщения транзистора, управляют фазовым сдвигом выходных напряжений ячеек, осуществляя широтноимпульсную модуляцию выходного напряжения на нагрузке.

Формула изобретения

Транзисторный инвертор с широтно-импульсной модуляцией, состоящий из связанных со входными зажимами ведущей и ведомой ячеек с выходными трансформаторами, выполненных по двухтактной схеме с самовозбуждением, причем синхронизирующие обмотки ведомой ячейки, связанные с управляющим резистором, расположены на сердечнике трансформатора ведущей ячейки и соединены последовательно с базовыми обмотками ведомой ячейки, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности, указанные синхронизирующпе и базовые обмотки соединены между собой согласно через дополнительный резистор смещения, а управляющий резистор включен между одним нз входных зажимов и точкой соединения резисторов смещения с базовыми обмотками.

Источники информации, пр1шятые во внимание при экспертизе:

1. Лвт. св. № 135954, кл. Н 02m 7 48, 1960.

2. Патент США ¹ 3031629, кл. 331-113, 1962.

3. Лвт. св. Мо 131791, кл. Н 02m 7 48, 1959, 545054

Редактор T. Ларина

Корректор Л. Котова

Заказ 122/14 Изд. № 134 Тираж 899 Подписки

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель Г. Огнев

Техред А. Камышникова

/,7

1 — т — — о