Транзисторный регулируемый инвертор

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ИИЗЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических республик нц838981 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 31.1079 (21) 2835430/24-07 (51) М. Кл.з с присоединением заявки HP— (23) Приоритет

Н 02 М 7/337

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытнй

Опубликовано 15,0681. Бюллетень И9 22

Дата публикования описания 1106.81 (53) УДК 821.314. .58(088.8) (72) Авторы изобретения

В. Ф. Худяков, A. П. (11) Заявитель

Ленинградский инст (54) ТРАНЗИСТОРНЫЙ РЕГУЛИРУЕМЫЙ ИНВЕРТОР

Изобретение относится к преобра— зовательной технике и может быть использовано во вторичных источниках питания радиоэлектронной аппаратуры, а также в устройствах автоматики и управляемого электропривода.

Известен транзисторный инвертор с широтно-импульсной модуляцией, содержащий генератор прямоугольных импульсов и ведомый транзисторный генератор с трансформаторами, синхронизирующими обмотками и обмотками обратной связи (1).

Наиболее близким к предлагаемому. является транзисторный регулируемый инвертор,-содержащий генератор прямоугольных импульсов и двухтактный транзисторный ведомый генератор с трансформатором, включающими диодами и регулирующим элементом, причем один конец каждой из синхронизирующих обмоток трансформатора генератора прямоугольных импульсов подключен к последовательно соединенным отпирающему диоду и обмотке обратной связи трансформатора ведомого генератора, связанной с базой транзистора ведомого генератора, а соединенные последовательно выходные обмотки трансформаторов . обоих генераторов подключены к выходным выводам инвертора (2), Недостаток данного устройства— узкйй диапазон регулирования выходного напряжения.

Цель изобретения — расширение диапазона регулирования выходного напряжения. ,Для достижения указанной цели устройство снабжено двумя регулирующими обмотками трансформатора генератора прямоугольных импульсов, каждая из которых одним выводом

15 подключена к выключающему диоду, соединенному с базой транзистора ведомого генератора согласно с управляющим переходом, а другим в противофазе — ко второму концу

20 синхронизирующей обмотки и к одному из выводов регулирующего элемента, управляющий вход которого соединен с эмиттерами транзисторов ведомого генератора.

На фиг.1,3 показана принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы процессов (где a - базовый ток транзистора ведомого генератора Хв,, ЗО b — заряд в базе тр" íçèñòîðà ведо838981 мого генератора Я,5 — напряжение на нагрузке U ), Устройство содержит генератор 1 прямоугольных импульсов; двухтактный транзисторный ведомый генератор 2, транзисторы 3, 4 ведомого генератора, трансформаторы 5, б генераторов, выходные обмотки 7, 8 трансформаторов, нагруэкУ 9, синхронизирующие обмотки 10, ll трансформатора генератора прямоугольных импульсов, обмотки 12, 13 обратной связи трансформатора ведомого генератора, отпирающие диоды 14, 15, регулирующие обмотки

16, 17 трансформатора генератора прямоугольных импульсов, выключающие диоды 18, 19, регулирующий элемент 20.

Инвертор выполнен по схеме с вольтодобавкой на переменном токе.

Выходные обмотки 7, 8 трансформаторов 5, б и нагрузка 9 соединены последовательно. Синхронизирующая обмотка 10 (11) подключена к последовательно соединенным обмотке

12 (13) обратной связи и отпирающему диоду 14(15), связанным с базой транзистора 3 (4). Регулирующая обмотка 16 (17) включена последовательно с выключающим диодом 18 (19) подключенным к базе транзистора (4) а также связана в противофа3е с синхронизирующей обмоткой 10 (11) и выводом регулирующего элемента 20, управляющий вход которого подсоединен к эмиттеру транзистора

3 (4).

Работа инвертора протекает в соответствии с временными диаграммами (фиг. 2). Импульсное двухполярное напряжение, снимаемое с выходной обмотки 8 трансформатора 5 генератора 1 прямоугольных импульсов, выполненного, например, по схеме генератора Ройера, суммируется с напряжением на выходной обмотке 7 трансформатора ведомого генератора и прикладывается к нагрузке 9 в виде прямоугольных модулированных по ширине импульсов (фиг. 2 в) с фазовым сдвигом б . За счет управляющего напряжения с синхронизирующих обмоток 10, 11 и обмоток 12, 13 обратной связи через отпирающие диоды 14, 15 формируются базовые токи транзисторов

3, 4. Допустим, что транзистор 3 открыт, а транзистор 4 закрыт.

Прямой базовый ток Х (фиг. 2 а) транзистора 3 определяется сопротивлением регулирующего элемента 20.

После входа транзистора 3 в насыщение происходит накапливание в его базе заряда Q (фиг. 2 б) от граничного значения Я„ . В это время отпирающий диод 14 открыт, а выключающий диод 18 закрыт эа счет напряжения на регулирующей обмотке

16. Напряжения на синхронизирую5

t5

ЗО

5О

65 щей обмотке 11 и обмотке 13 обратной связи являются запирающими для транзистора 4. При переключении генератора 1 прямоугольных импульсов изменяется полярность напряжений на выходной обмотке 8 (формируется пауза в Ug), регулирующих 16, 17 и синхронизирующих

lO ll обмотках с одновременным выключением отпирающего диода 14 и включением выключающего диода 18.

На этом интервале отсутствует ток через диод 14, так как напряжение на синхронизирующей обмотке 10 и обмотке 12 обратной связи имеют противоположные полярности, а через выключающий диод 18 начинает протекать прямой базовый ток I (фиг.2 а), имеющий меньшую величину по сравнению с током, обеспечивающим насыщенное состояние транзистора 9.

Транзистор 4 остается в области отсечки из-эа блокирующего действия обмотки 13 обратной связи. В базе транзистора 3 заряд Q > (фиг. 2 б) начинает спадать, и после достижения граничного значения Q > происходит выход транзистора 3 в активный режим с: последующим эапиранием. Следующее эа этим изменение полярности напряжения на обмотках трансформатора 6 и появление базового тока через отпирающий диод 15 приводит к отпиранию транзистора 4 и переходу его в насыщение. В дальнейшем процессы повторяются аналогично описанному. 3а счет изменения сопротивления регулирующего элемента осуществляется воздействие на базовые токи транзисторов на интервале насыщения и рассасывания. При уменьшении сопротивления происходит увеличение базового тока на обоих интервалах, но в различных пропорциях: базовый ток на интервале насыщения увеличивается значительно больше, чем базовый ток на интервале выхода транзистора иэ насыщения, и при этом возрастает фазовый сдвиг б >д (фиг. 2, показано пунктиром).

Устройство, принципиальная схема которого представлена на фиг. 3, отличается от инвертора (фиг. 1 ) фазировкой включения синхрониэирующей 10 (11) и регулирующей 16 (17) обмоток (включение синфазное) и полярностью подключения включающего диода 18 (19) (встречно с управляющими переходами транзисторов), причем синхронизирующие и регулирующие обмотки подсоединены к различным выводам регулирующего элемента

20. При таком включении обмоток ускоряются процессы выключения транзисторов за счет обратного базового тока, который протекает через выключающий диод 18 (19) и увеличивается с уменьшением прямого базового тоха. В остальном работа этого ин838981

Формула изобретения

Риг.f вертора происходит аналогично опис ан ному.

Расширение диапазона регулирования выходного напряжения инвертора происходит за счет отделения контура, формирующего базовый ток на интервале насыщения транзистора, от контура, формирующего базовый ток на интервале выхода этого транзистора иэ насыщения, при изменении обоих токов за счет общего регулирующего элемента в соответствующих пропорциях в широких пределах.

Достигаемый эффект позволяет использовать предлагаемый инвертор при значительных пределах изменения тока нагрузки и напряжения питания с осуществлением стабилизации выходного напряжения, увеличить диапазон рабочих частот инвертирования, рационально выбрать коэффициенты трансформации трансформаторов гене,раторов, снизить потери холостого хода, повысить КПД и улучшить удельные энергетические показатели.

Предлагаемое устройство может быть выполнено по лучевой, мостовой и другим известным схемам — однофазным и многофаэным.

Транзисторный регулируемый инвертор, содержащий генератор прямоугольных импульсов и двухтактный транзисторный ведомый генератор с

I трансформатором, выключающими диодами и регулирующим элементом, причем один конец каждой из синхронизирующих обмоток трансформатора генератора прямоугольных импульсов подключен к последовательно соединенным отпирающему диоду и обмотке обратной связи трансформатора ведомого генератора, связанной с базой транзистора ведомого генератора, а соединенные последовательно выходные обмотки трансформаторов обоих генераторов подключены к выходным выводам инвертора, о т л и ч а юшийся тем,что, с целью расширения диапазона регулирования выход15 ного напряжения, инвертор снабжен двумя регулирующими обмотками трансформатора генератора прямоугольных импульсов, каждая иэ которых одним выводом подключена к выключающему щ диоду, соединенному с базой транзистора ведомого генератора согласно с управляющим переходом, а другим в противофазе — ко второму концу синхронизирующей обмотки и к одному из выводов регулирующего элемента, управляющий вход которого соединен с эмиттерами транзисторов ведомого генератора.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

1Ф 545054, кл. Н 02 N 7/537, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2648704/24-07, кл. Н 02 М 7/537, 31.10.78.

838981

Заказ 4469/87

Тирах 730 Подписное

ВНИИДИ Государственного комитета СССР по делам изобретен:.-й и открытий

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

Филиал HGH Патент, г. Ужгород„ ул. Проектная, 4

Составитель Н. Цишевская

Редактор С, Тимохина Техред М. Голинка Корректор Г. Решетник

4ь (.