Инвертор с широтно-импульсным регу-лированием выходного напряжения

 

О П H C A H H E (i)817874

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ,ДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистмческих

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 20.10.78 (21) 2675508/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл

Н 02 М 7/537

Гевударотвенный комитет

СССР (53) УДК 621.314..58 (088.8) Опубликовано 30.03.81. Бюллетень № 12

Дата опубликования описания 05.04.81 ао делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения

А. А. Бас

à — —, Рязанский радиотехнический институт " . ...:;:,, /

l (71) Заявитель (54) ИНВЕРТОР С ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫМ

РЕГУЛИРОВАНИЕМ ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах вторичного электропитания для преобразования постоянного напряжения в регулируемое по величине переменное напряжение с помощью инверторов.

Известны инверторы с широтно-импульсным регулированием выходного напряжения, в которых с помощью мостовой схемы во время паузы образуется короткозамкнутый контур для тока нагрузки. Такие инверторы содержат четыре силовых транзистора 11) .

Известен также инвертор, содержащий два силовых и один регулирующий транзистор, включенный последовательно в цепь питания инвертора и управляемый от широтно-импульсного модулятора (2).

Однако в известном инверторе для формирования напряжения на управляющем трансформаторе использован отдельный задающий генератор, содержащий дополнительные транзисторы и другие элементы, что усложняет устройство.

Цель изобретения — упрощение устройства.

Указанная цель достигается тем, что в инверторе с широтно-импульсным регулированием выходного напряжения, содержащем выходной и управляющий трансформаторы, регулирующий транзистор, модулятор ширины импульсов и силовые транзисторы, эмиттеры которых объединены и соединены с первым входным выводом инвертора, а коллекторы связаны с концами первичной обмотки выходного трансформатора, отвод от

1о средней точки которой соединен со вторым входным выводом инвертора через регулирующий транзистор, входная цепь силовых транзисторов соединена со вторичными обмотками управляющего трансформатора, а входная цепь регулирующего транзистора соединена с дополнительной обмоткой управляющего трансформатора через модулятор ширины импульсов, введены две цепочки из двух согласно последовательно соединенных диодов, подключенные параллельно силовым транзисторам, к средней точке каждой цепочки подключен конец первичной обмотки выходного трансформатора, а между коллекторами силовых транзисторов включена первичная обмотка управляющего

817874

Зо

55 трансформатора, отвод от средней точки которой соединен со вторым входным выводом инвертора.

Сердечник управляющего трансформатора предпочтительно выполнять из материала с прямоугольной петлей гистерезиса.

На чертеже представлена схема предлагаемого инвертора.

Инвертор содержит управляюший трансформатор 1, силовые транзисторы 2 и 3, шунтированные цепочками из диодов 4, 5 и 6, 7. Между средними точками этих цепочек включена первичная обмотка выходного трансформатора 8, отвод от средней точки которой через регулирующий транзистор 9 соединен с первым входным выводом инвертора. К этому же выводу подключена средняя точка первичной обмотки управляющего трансформатора 1, концы которой соединены с коллекторами транзисторов 2 и 3.

Эмиттеры транзисторов 2 и 3 соединены со вторым входным выводом инвертора, а входные цепи транзисторов 2 и 3 соединены со вторичными обмотками трансформатора 1. Входная цепь транзистора 9 соединена с дополнительной обмоткой 10 трансформатора 1 через модулятор 11 ширины импульсов.

Инвертор работает следующим образом.

Предположим, открыты транзисторы 2 и 9 (регулирование осуществляется по заднему фронту импульса выходного напряжения) . Транзистор 2 поддерживается в насыщенном состоянии напряжением вторичной обмотки трансформатора 1, а транзистор 9 — выходным сигналом широтно-импульсного модулятора ll, который представляет собой пороговое устройство, на один вход которого подается опорнде пилообразное напряжение, а на другой регулирующее напряжение Up«„. На время открытого состояния регулирующего транзистора 9 к первичной полуобмотке трансформатора 8 приложено питаюшее напряжение за вычетом прямого падения напряжения на диоде 4 и насыщенных транзисторах 2 и 9. Следовательно, к нагрузке инвертора приложено то же самое напря,жение, умноженное на коэффициент трансформации трансформатора 8. После срабатывания порогового устройства широтно-импульсного модулятора 11 регулируюший транзистор 9 запирается, отключая, таким образом, первичную обмотку трансформатора 8 от напряжения питания. Нулевой уровень во время паузы в выходном напряжении инвертора обеспечивается короткозамкнутым контуром, состоящим из насыщенного транзистора 2 и диодов 4 и 7.

Следовательно, выброс обратного напряжения на обмотке трансформатора, возникающий под действием энергии, накопленной в индуктивности последнего и в индуктивности нагрузки, отсутствует. Последнее обстоятельство позволяет использовать предлагаемую схему инвертора в качестве устройства управления силовыми транзисторами мощных преобразователей.

Пауза на нулевом уровне в выходном напряжении инвертора прекращается в момент переключения транзисторов 2 и 3, которое происходит вследствие насыщения магнитопровода трансформатора 1, выполненного на сердечнике с прямоугольной петлей гистерезиса. Далее процессы повторяются.

Габаритная мощность трансформатора 1 невелика, поскольку его нагрузкой являются лишь эмиттерные переходы транзисторов

2 и 3, а число обмоток минимально.

Таким образом, использование предлагаемой схемы инвертора с широтно-импульсным регулированием позволяет значительно упростить устройство (схема содержит три транзистора, два трансформатора и одну микросхему), что приводит к снижению стоимости и повышению надежности.

Формула изобретения

1. Инвертор с широтно-импульсным регулированием выходного напряжения, содержащий выходной и управляющий трансформаторы, модулятор ширины импульсов, регулирующий транзистор и два силовых транзистора, эмиттеры которых объединены и соединены с первым входным выводом инвертора, а коллекторы связаны с концами первичной обмотки выходного трансформатора, отвод от средней точки которой соединен через регулирующий транзистор со вторым входным выводом инвертора, входная цепь силовых транзисторов соединена со вторичными обмотками управляющего трансформатора, а входная цепь регулирующего транзистора соединена с дополнительной обмоткой управляющего трансформатора через модулятор ширины импульсов, отличающийся тем, что, с целью упрощения, встречно параллельно каждому силовому транзистору включена цепочка из двух .согласно последовательно соединенных диодов, к средней точке этой цепочки подключен конец первичной обмотки выходного трансформатора, а между коллекторами силовых транзисторов включена первичная обмотка управляющего трансформатора, отвод от средней точки которой соединен со вторым входным выводом инвертора.

2. Инвертор по п. 1, отличающийся тем, что сердечник управляющего грансформатора выполнен с прямоугольной петлей гиетерезиса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Коссов О. А. Усилители мощности на транзисторах в режиме переключений. М., «Энергия», 1971, с. 151, рис. 6 — 17 б.

2. Устройства вторичных источников электропитания РЭА. МДНТП им. Ф. Дзержинского, 1976, с. 66, рис. 2.

817874

Редактор И. Михеева

Заказ 933 73

Составитель В. Моин

Техред А. Бойкас Корректор С. Щомак

Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного «омитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП <Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4