Инвертор

 

Союз Соеетсмни

Социълнстнческни

Республик

ОПиСАНию

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ДетОЕСКОММ ВВЛЬСтВУ (1860242

Ж

C (Ы) Дополнительное к авт. саид-аур )м. к.

Н ог М 7Л37 (22) Заявлено 300977 (21) 2528961/24-07 с щмФсоедймемием эьнвки М9 -. (23) Пр3еоритетГосударственный комитет ссср но демам изобретений и открытий

Опубликовано 30.0881. Бюллетень Й9 32

Дата опубликования описания 300881 (53) УДК 621 314.58 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.A .Шаталов и В . Е . Иванов (71) Заявитель (54) ИНВЕРТОР

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при разработке вторичных источников питания.

Известно устройство, в котором при ассиметрии полупериодов работы преобразователя и возникающих при этом перегрузках, запасенная электромагнитная энергия при выключении транзисторов рассеивается не на силовых транзисторах. а на стабилитроне и R-С=цепочке, т.е. происходит перераспределение энергии потерь 1 .

Недостаткам известного устройства является низкий КПД.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является инвертор, .содержащий двухтактный преобразователь напряжения на силовых тран зисторах с трансформатором со средней точкой первичной обмотки, резистивные датчики тока в силовых цепях транзисторов, которые подключены к интегратору, выходом связанным с узлом управления, причем выходы последнего подключены к базам силовых тран зисторов. При нарушении симметрии ток, протекающий по полуобмоткам трансформатора, становится неодинаковым.. Интегратор вырабатывает сигнал, про- - 1О чорциональный разности токов в полуобмотке . Сигнал поступает на узел управления, который. изменяя длительности полупериодов работы трансформатора, восстанавливает симметрию gj

Однако резисторы, датчики тока включаются последовательно в силовую цепь инвертора, по ним протекает весь ток нагрузки, что снижает КПД преобразователя и увеличивает его габариты и вес инвертора, так как на резисторах выделяется значительная мощность.

Цель изобретения — повышение КПД и снижение габаритов инвертора.

Поставленная цель достигается тем, что в инвертор введен узел измерения ЭДС самоиндукции, причем входы последнего подключены к крайним выводам первичной обмотки трансформатора, а выходы — ко входам. интегратора.

При этом узел измерения ЭДС самоиндукции выполнен в виде Т-образной схемы, общее плечо. которой подключено к змиттерам силовых транзисторов и содержит резистор, шунтированный конденсатором, а два других плеча содержат последовательно включенные диод и резистор, причем точки их соединения образуют выходные выводы уэ—

860242 ла, а диодные входы плеч — входные выводы.

На чертеже показана принципиальная электрическая схема инвертора.

Инвертор содержит двухтактный преобразователь напряжения на силовых транзисторах 1 и 2 с трансформатором . 3 со средней точкой первичной обмот-. ки, узел 4 измерения ЭДС самоиндукции, входные выводы 5 и б которого подключены к крайним выводам трансформатора, а выходные выводы 7 и 8 ко входам интегратора 9, выход которого подключен ко входу узла 10 управления, при этом выходы последнего подключены к базам силовых транэисторов .

Узел измерения ЭДС самоиндукции выполнен по Т-образной схеме, общее плечо которой содержит резистор 11. шунтированный конденсатором 12, а два других плеча содержат последовательно включенные диод (13,14) и резистор (15,16) . Точка соединения диода и резистора каждого плеча образует выходные выводы 7 и 8 узла, а диодные входы плеч его — входные выводы 5 и 6, причем общее плечо Т-образной схемы подключено к эмиттерам силовых транзисторов.

Устройство работает следукщим образом.

После включения силового транзистора напряжение на нем падает с 2Ut<

1 до U«>©, а ток, равный (« =3„+3<«, начинает увеличиваться за счет намагничивающей составляющей. Если цикл перемагничивания сердечника симметричен, напряженность магнитного поля в сердечнике .небольшая. Ток намагнин6 чивания 3 =- < значительно меньше

Ю.< приведенного тока нагрузки.

Когда симметрия нарушается, напряженность магнитного поля в сердечнике резко возрастает. Намагничивающий ток, прямо пропорциональный напряженности поля, может в десятки раз превысить ток нагрузки. Это ведет к снижению КПД и надежности преобразователя. ЭДС самоиндукции « „д при

44 большом выключаемом токе тоже во .мно го раз превышает номинальное напряжение питания . Мгновенная мощность на коллекторе достигает большой величины и вызывает вторичный пробой транзистора.

Для поддержания симметрии цикла .Б необходимо чтобы напряженности магнитного поля в моменты переключения .были равны, Более точным и нужным для преобразователя является поддержание равенства токов коллекторов

3<(t3 в моменты выключения.

При выключении транзисторов возникает ЭДС самоиндукции „ а э М стремящаяся поддержать значение тока, Интегрируют обе части в обмотке. уравнения

t < 1 д . Ь|)

$<<(

l0 — момент спада тока транзистора до нуля; — индуктивность рассеяния

S обмотки

Kp„ где К вЂ” конструктивный

15 коэффициент.

При выключении транзистора динамическая магнитная проницаемость, равная аб остается постоянной .

Д=ан

Следовательно, в промежутке времени й2 индуктивность обмотки также постоянна, и ее можно вынести изпод знака интеграла.

Тогда

) <„Юа=-Q5 а;*-L, =-<,(i(+i-ii+;)j= 1 t1 11

s(вью ) ("з вы < а на другой О()=2<<„

Суммарное напряжение на входе интегратора равно

% и =u„-î=å„(). о„-щ,= ер>.

В следующий период аналогично от65 крывается диод 14 и на вход интегра3Q т.е. интеграл от ЭдС самоиндукции за время выключения пропорционален току, протекающему через транзистор в момент начала процесса выключения.

Если преобразователь работает в сим35 метричном режиме, то токи, протекающие через полуобмотки, к моменту выключения силового транзистора равны и, следовательно, равны ЭДС самоиндукции, пропорциональные току вык40 лючения. На два дифференциальных входа 9 интегратора с выходов 7 и 8 узла измерения ЭДС самоиндукции поступают равные напряжения и, следовательно, напряжение на выходе интегратора равно нулю.

45 При ассиметрни, когда напряжение на коллекторе транзистора 1 превышает 2о«, открывается диод 13 и ЭДС . самоиндукции с выхода 7 узла 4 поступает на дифференциальный вход интег50 ратора 9, на другой вход в это вре— мя с емкости 12 через выход 8 узла

4 поступает напряжение 2 О« .

Таким образом, на один вход подается

55 ин=е„() о„, 860242

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 7568/32 Тираж 730 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная 4 тора подается напряжением с коллек= тора транзистора 2. На выходе интегратора напряжение равно разности токов выключения 3 Это напряжение подается на вход задающего мультивибратора узла 10 управления, изменяя длительности полупериодов, что восстанавливает симметрию цикла перемагничивания сердечника.

В данной. схеме на дифференциальные входы интегратора подается уже не пиковое значение S, а мгновенное значение ЭДС самоиндукции.

Таким образом, устройство, во-первых, выделяет ЭДС самоиндукции из общего напряжения на коллекторе, вовторых, интегрирует его, получая точную информацию о мгновенном значении тока выключения, в-третьих, берет разность токов и в соответствии с этой разностью управляет длительностью полупериодов преобразователя. 2О

Предлагаемый .инвертор позволяет повысить КПД устройства и уменьшить его габариты, Инвертор, содержащий два силовых транзистора, трансформатор со средней точкой первичной обмотки, интегратор, соединенный со входом узла управления, выходы которого подключены к базам силовых транзисторов, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и уменьшения габаритов, в него введен узел измерения ЭДС самоиндукции, причем входы последнего подключены к крайним выводам первичной обмотки трансформатора, а выходы — ко входам интегратора.

2. Инвертор по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что узел измерения ЭДС самоиндукции выполнен в .виде Т-образной схемы, общее плечо которой подключено к эмиттерам силовых транзисторов и содержит резистор,шунтированный конденсатором, а два других плеча содержат последовательно включенные диод и резистор, причем точки их соединения образуют выходные выводы узла, а диодные входы плечвходные выводы .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 449933889988, кл. Н 03 K 3/02, 1976.

2. Сб. "Электронная техника в автоматике". Под ред. Конева. Вып. 6, 1976, с. 50.