Двухфазный инвертор

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ 817943

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

+ с (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (51) M. Кл. (22) Заявлено 29.11.78 (21) 26899!О/24-07

Н 02 М 7/537 с присоединением заявки № 2731072/07 (23) Приоритет—

Гащдаротвеииый комитет

СССР ио делам изобретеиий и открытий (53) УДК 621.314..58 (д88.8) Опубликовано 30.03.81. Бюллетень № 12

Дата опубликования описания 05.04.81 (72) Автор изобретения

М. Я. Шор (71) Заявитель (54) ДВУХФАЗНЫЙ ИНВЕРТОР, Изобретение относится к электротехнике, а конкретнее к двухфазным инверторам.

Известен двухфазный инвертор. содержащий два двухтактных генератора, цепь фазовой синхронизации одного из которых подключена через фазосдвигающую резистивно-емкостную цепочку к другому генератору (1) .

Это устройство имеет низкую точность фазового сдвига, обусловленную зависимостью последнего от величины сигнала синхронизации и нестабильности параметров фазосдвигающей цепочки.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является двухфазный инвертор, содержащий два двухтактных синхронизируемых генератора, управляющий трансформатор, одна из обмоток которого подключена к задающему генератору, а каждая из других четырех его обмоток одним выводом подключена через диод к базе транзистора данного генератора, а другим выводом соединена с коллектором транзистора другого генератора по принципу кольцевой схемы (2).

Недостаток известного устройства — необходимость в задающем генераторе, что усложняет схему инвертора.

Целью изобретения является упрощение схемы инвертора.

Эта цель достигается тем, что в двухфазном инверторе, содержащем два синхронизируемых генератора, каждый из которых выполнен по двухтактной схеме с двумя транзисторами, входная цепь каждого из которых соединена с обмоткой положительной обратной связи основного трансформатора, по меньшей мере одна из обмоток которого имеет отвод от средней точки, подключенный ко входному выводу инвертора, и управляющий трансформатор с четырьмя основными обмотками, каждая из которых первым выводом соединена через первый диод с базой транзистора своего генератора, а другим выводом связана по

15 принципу кольцевой схемы с указанной обмоткой основного трансформатора с отво-, дом от средней точки, каждая из указанных обмоток включена между цепями эмиттеров или баз транзисторов соответствующего синхронизируемого генератора, а также могут быть введены четыре цепочки, каждая из которых состоит из последовательно соединенных второго диода и дополнительного резистора и включена параллельно цепи, 817943 тора 7. Диод 10 отпирается и отбирает из цепи базы транзистора 3 весь ток резистора

14, что приводит к запиранию транзистора 3.

Благодаря положительной обратной связи, открывается транзистор 4 и напряжение

55 состоящей из базового резистора и первого диода.

Кроме того, сердечник управляющего трансформатора может быть выполнен из материала с прямоугольной петлей гистерезиса, управляющий трансформатор может быть выполнен с дополнительной обмоткой, а в инвертор может быть введено реле времени со входной и исполнительной цепями, выполненными на переменном токе и подключенными к выводам указанной дополнительной обмотки. 1О

На фиг. и 2 представлена принципиальная схема устройства.

Устройство содержит транзисторы 1—

4, трансформаторы 5 и 6 образуют два двухтактных генератора с положительной трансформаторной обратной связью через базовые обмотки трансформаторов 5 и 6, имеющие отводы от средних точек, соединенные с входным выводом устройства.

Управляющий трансформатор 7 выполнен на сердечнике из материала с прямоуголь- 20 ной петлей гистерезиса, и его обмотки через диоды 8 — 11 подключены между базами транзисторов 1 — 4 и выводами базовых обмоток трансформаторов 5 и 6 по принципч кольцевой схемы. В цепях баз транзисто25 ров 1 — 4 включены токоограничительные . резисторы 12 — 15. Параллельно цепочкам, состоящим из диодов 8 — 11 и резисторов 1215, включены цепочки, состоящие из последовательно соединенных диодов 16 — 19 и резисторов 20 — 23.

При влючении питания (благодаря положительной обратной связи) генераторы устанавливаются в состояния, при которых один из транзисторов открыт, а другой заперт.

Если в начальный момент транзисторы 2 и

3 открыты, а 1 и4 закрыты, тогда диоды 35

8, 9, !1, 16, 17 и 19 заперты, а через открытый диод 18 и резистор 22 управляющий трансформатор 7 начинает перемагничиваться напряжением базовой обмотки трансформатора 6. Это напряжение выше напряжения базы транзистора 3 на величину паде40 ния напряжения на резисторе 14, поэтому диод 10 заперт. Напряжение базовой обмотки, пропорциональное напряжению питания, определяет время перемагничивания трансформатора 7 до его насыщения. Это 45 вреМя меньше времени перемагничивания трансформаторов 5 и,6 до их насыщения, благодаря соответствующему выбору параметров .трансформаторов 5 — 7.

Когда сердечник трансформатора 7 насыщается, резко возрастает ток через резис- 50 тор 22, на нем возрастает падение напряжения и уменьшается напряжение на соединенной с резистором обмотке трансформа4 на обмотке трансформатора 6 реверсируется, что приводит к открыванию диода 17 и началу перемагничивания трансформатора 7 через резистор 21 в обратном направлении. Это соответствует началу второго такта работы устройства. в котором диоды 8 — 11, 16, 18 и 19 и транзисторы 1 и 3 закрыты, диод 17 и транзисторы 2 и 4 открыты. В конце второго такта трансформатор 7 насыщается, возрастает ток через резистор 21, отпирается диод 9, запирается транзистор 2, отпираются транзистор 1 и диод 19, и через резистор 23 трансформатор

7 начинает перемагничиваться.

В третьем такте диоды 8 — 11, 16 — 18 и транзисторы 2 и 3 закрыты, а диод 19 и транзисторы 1 и 4 открыты. В конце третьего такта трансформатор 7 насыщается, возрастает ток через резистор 23, отпирается диод 11, запирается транзистор 4, отпираются транзистор 3 и диод 16, и через резистор 20 трансформатор 7 начинает перемагничиваться.

В четвертом такте диоды 8 — 11, 17 — 19, и транзисторы 2 и 4 закрыты, а диод 16 и транзисторы 1 и 3 открыты. В конце четвертого такта трансформатор 7 насыщается, возрастает ток через резистор 20, отпирается диод 8, запирается транзистор 1, отпираются транзистор 2 и диод 18 и устройство возвращается к первому такту.

Первый и: второй такты работы устройства заполняют первый, а третий и четвертый — второй такты генератора на транзисторах 1 и 2 и трансформаторе 5. Аналогично второй и третий, четвертый и первый такты работы устройства заполняют соответственно первый и второй такты генератора на транзисторах 3 и 4 и трансформаторе 6.

На обмотках трансформаторов 5 и 6 получаются знакопеременные прямоугольные импульсы (меандр), сдвинутые по фазе на 90, а на обмотках трансформатора

7 — аналогичные импульсы, но удвоенной частоты, величина которой определяется параметрами трансформатора 7 и напряжением питания.

Для обеспечения запирания всех диодов

8 — 19, кроме одного, необходимо чтобы напряжение на цепочке из открытого диода и резистора было на несколько десятых долей вольта выше, чем напряжения на базовых обмотках трансформаторов 5 и 6. Влияние разброса параметров диодов 16 — 19 на сдвиг фаз и симметрию выходных напряжений можно уменьшить подстройкой резисторов 20 — 23.

На фиг. 2 показана схема устройства, содержащего два двухтактных генератора на транзисторах 1 — 4 с положительной обратной связью через трансформаторы тока

5 и 6. Основные обмотки управляющего трансформатора 7 включены через диоды

8 — 11 между базами транзисторов 1 — 4 и

817943 выводами эмиттерных обмоток трансформаторов 5 и 6. Дополнительная обмотка трансформатора 7 соединена с входной и исполнительной цепями реле времени, состоящего из выпрямителя 24, конденсатора 25, токостабилизирующего двухполюсника 26 и порогового ключевого устройства 27. Коллекторы транзисторов 1 — 4 присоединены к обмоткам выходных трансформаторов 28 и 29. Средние точки базовых обмоток трансформаторов 5 и 6 соединены через пусковые резисторы 30 и 31 с шиной питания. Между эмиттерами и базами транзисторов 1 — 4 включены диоды 32 — 35.

Работа этого устройства в основном аналогична описанному выше. Отличие, кроме обратной связи по току, заключается в том, что время перемагничивания трансформатора 7 определяется временем срабатывания реле времени, которое при срабатывании закорачивает дополнительную обмотку трансформатора 7, что функционально эквивалентно насыщению сердечника. При этом благодаря возможности исключения влияния,параметров диодов, транзисторов и сер-. дечника можно повысить точность и стабильность сдвига фаз и частоты выходного напряжения.

Условие запирания всех диодов, кроме одного, заключается в выборе напряжения на открытом диоде на несколько десятых долей вольта выше, чем на переходе эмиттер-база.

Благодаря отсутствию задающего генератора конструкция устройства проще, чем у известных, кроме того, оно позволяет одновременно получать напряжение удвоенной частоты на обмотках трансформатора 7.

Формула изобретения

l. Двухфазный инвертор, содержащий два синхронизируемых генератора, каждый из которых выполнен по двухтактной схеме с двумя транзисторами, входная цепь каждого из которых соединена с обмоткой положительной обратной связи основного трансформатора, по меньшей мере одна из обмо-ток которого имеет отвод от средней точки, подключенный к входному выводу инвертора, и управляющий трансформатор с- четырьмя основными обмотками, каждая из которых первым выводом соединена через первый диод- с, базой транзистора своего генератора, а другим выводом связана по принципу кольцевой схемы с указанной об10 моткой основного трансформатора с отводом от средней точки, отличающийся тем, что, с целью упрощения схемы инвертора, каждая из обмоток основного трансформатора с отводом от средней точки включена

l5 между цепями эмиттеров или баз транзисторов соответствующего синхронизируемого генератора

2. Инвертор по п. 1, отличающийся тем, что в него введены четыре цепочки, каждая из которых состоит из последовательно сое2О диненных второго диода и дополнительного резистора и включена параллельно цепи, состояшей из базового резистора и первого диода.

3. Инвертор по п. 1, отличающийся тем, что сердечник управляющего трансформа25 тора выполнен из материала с прямоугольной петлей гистерезиса.

4. Инвертор по п. 1, отличающийся тем, что в управляюший трансформатор введена дополнительная обмотка, а в инвертор введено реле времени со входной и исполнительной цепями, выполненными на переменном токе и подключенными к выводам указанной дополнительной, обмотки управляющего трансформатора.

Источники информации, З5 принятые во внимание при экспертизе

1. Журавлев А. А. и др. Преобразователи постоянного напряжения на транзисторах.

М., «Энергия», 1974, с. 61, рис. 41.

2. Константинов В. Г. Многофазные преобразователи на транзисторах. М., «Энер4О гия», 1972, с. 9, рис. 1 — 1.

817943

Раза r

Раза 2

Puz 1

Раза/

qrua. 2

Редактор И. Ковальчук

Заказ 994/76

Составитель В. Моин

Техред А. Бойкас Корректор М. Демчик

Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская иаб„д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, r. Ужгород, ул. Проектная, 4