Двухтактный самовозбуждающийся инвертор Советский патент 1983 года по МПК H02M7/537 

110 Изобретение относится к электротехнической промышленности и может исполь зоваться как вторичный источник питания для узлов гальванической развязки в различных устройствах, если требуется по- вышенная частота инвертирования при мощности в несколько сотен ватт, Известны транзисторные преобразователи напряжения, соаержащие силовые переключающие транзисторы и силовой . трансформатор с о.бмотками обратной связи, в которых обеспечивается активное рассасывание избыточных носителей с базы запираемого транзистора за счет вклю чения коммутирующего дросселя между базами транзисторов, предусматривающих исключение сквозного тока и симметрирование работы плеч в переходных режимах pL Однако в этих устройствах введено значительное количество дополнительных элементов, снижающих надежность работы инвертора. Наиболее близким по технцческой сущ ности к изобретению является двyxтaкtный самовозбуждающийся инвертор, содер жащий силовые транзисторы, одни из силовых электродов которых подключены к концам первичной обмотки выходного трансформатора, средняя точка которой подсоединена к одному из входных вьгоодов. а другие связаны со вторым входны выводом, при этом базы силовых транзис торов подключены к обмотке положительной обратной связи и связаны также с вы водами цепи отрицательной обратной связи, включающий в себя дополнительную обмотку выходного трансформатора, соединенную. последовательно с Дросселем на сыщения,, в цепи перемагничивания которого включен резистивньхй делитель напряжения. Данное устройство содержит также дополнительные ключевые элементы и обмотки, а линейный дроссель выполнен двухобмоточным и 23. Недостатком известного инвертора является повышенная сложность устройства вызванная наличием дополнительных элементов, Целью изобретения является упрощение схемы и улучшение массогабаритных показателей инвертора. Поставленная цель достигается тем, что в двухтактном транзисторном самовозбуждакадемся инверторе, содержащем силсжые транзисторы, одни из силовых электродов которых подключены к концам первичной обмотки выходного трансформатора, средняя точка которой подсоединена к одному из входных выводов, а 132 дургие связаны со вторым входным выводом, при этом базы силовых транзисторов подключены к обмртке положительной обратной связи и связаны также с выводами цепи отрицательной обратной связи, включающей дополнительную обмотку выходного трансформатора, соединенную псиследовательно с дросселем насыщения, в цепи перемагничивания которого включен резистивный делитель напряжения, выводы цепи отрицательной обратной связи присоединены соответственно к .общим точкам последовательно соединенных комму тируквдих диодов двух введенных диодных пар, первые из диодов каждой из которых присоединены анодами к базам силовых транзисторов, связанных в свою очередь с обратными диодами, шунтирующими управляющие переходы, силовых транзисторов, а вторые диоды указанных пар связаны катодами с концами резистивного делителя, выполненного с регулировочным выводом, присоединенным через анод-катод первого введенного диодного элемента к второму входному вывоДу. Кроме того, введен линейный дроссель, зашунтированный введенным вторым нелинейным элементом и включенный между вторым входным выводом и эмиттерами силовых транзисторов. На фиг. 1 и 2 представлена принципиальная электрическая схема двухтактного самовозбуждакшего инвертора. Инвертор содержит силовой трансформатор 1 с коллекторными полу обмотками 2 и 3, HaRjoTaHHbDviH бифилярно, нагрузочную обмотку 4 и обмотки положительной 5 и отрицательной 6 обратной связи. Обмотка положительной обратной связи через резистор 7 подключена к базам сило. вых транзисторов 8 и 9. Переходы баэаэмиттер транзисторов 8 и 9 защунтированы обратными диодами 10 и 11. Резисторы 12 и 13 включены меясдо- коллекторами и базами транзисторов 8 и 9, Обмотка отрицательной обратной связи 6 через насыщающийся дроссель 14 подключена к середине диодов 15 и 16 с одной стороны и 17 и 18 с другой. Катоды диодов 16 и 17 подключены к резистивнсьму делителю 19 регулировочный вывод которого через первый диодный элемент 20 подсоединен к общей точке эмиттеров транзисторов и источника питания, линейный дроссель ,21, зашунтированный вго рым Диодным элементом 22, включен в цепь питаш я инвертора. Инвертор работает следующим обра 31О С подачей напряжения литания резисто ры 12 и 13 выводят транзисторы 8 и 9 В активный режим, обеспечивается самовозбуждение инвертора. Под действием на пряжения обмотки 6 дроссель 14 насышается и на базу открытого транзистора подается запирающий ток, вычитающийся из тока положительной обратной св1гаи от обмотки 5. Запиракщий ток в значительной части режимов больше по величине тока положительной обратной связи, что приводит к активному рассасыванию избыточных носителей в базе открытого транзистора и его запиранию. При этом ток отрицательной обратной связи не подсют; ся на базу. закрь1того транзистора во вз- бежание его пр ждевремеиного открытая, чем исключается возможность одновременного открытого состояния обоих транзисторов и сквозного тока. Изменяя чис- ло витков дросселя 14, можно регулировать HacToiy переключения силовых тран - зистсфов к иасьпаающемуся дросселю 14 прикладывается напряжение охотки 6 трансформатора 1 за вычетам падений, напряжений на дисках и цепи rof части резистора 19, по которой в рассматриваемом полупериоде протекает так. Изменением положения подвйжнга вывода резистора можно регулировать соотношение сопротивлении его частей н падений напряжений на них, а тем самым соотношение длительностей полупериодов до насыщения сердечника дросселя 14 и переключения транзисторов. Следует отметить, что резистор 19 должен иметь небольшое сопротиваение, обеспечивающее протекание запирающего тока после насышення фосселя, который должен быть в 2-3 раза больше по амплитуде, чем ток попожятепьнаК обратной связи от обмотки 5. Диод 2 О в схеме на фиг. 1 использует ся как нелинейное сопротивление, улучшакжцее .усдовия самовозбуждения инвертора. На фиг. 2 представлен инвертор, в который введен дополнительный линейный . дроссель 21, зашунтированный диодным элементом 22, используемым как непнней ное сопротивление. В этой схеме дроссель 134 21 пропускает постоянную составляющую силового тока, а переменная составляк щая протекает по диодам 22. Переменное падение напряжения на этих элементах в значительной степени определяется несимметрией токов плеч инвертора, вызываемой односторонним насыщением силового трансформатора 1. Поскольку дроссель 21с диодами 22 находится также в цепи выпрямленного, запиракхцего транзисторы тока отрицательной обратной связи, то переменное . напряжение на дроссеяв21, суммируясь с напряжением обмотки 6 или вычи таясь из него, прикладывается к насышдюшемуся дросселю 14, корректируя длительность попупериодов в сторону симметрирования токов плеч. Другими словами, переменное напряжение на линейном дросселе 21 и группе диодов 20 приближенно демодулируется схемой н прикладывается к насыщающемуся дросселю 14 в направлении симметрирования работы плеч. Например, если рассматривать полупериод с бопыпнм силовым током, напряжение не дросселе 21 имеет полярность, показанную на схеме без скобок, и, складываясь с напряженном обмотки 6, увеличивает напряжение ва дросселе 14, ускоряет его насыщение и тем самым 1выкпюченне открытого транзистора. Вместо двоаов 2О может быть и линейныЯ резистор, но симметрирующее дЫ1с1Вне прв этом ухудшается, так как резистор доожеа иметь малое сся1ротивление по условию устойчи- вогосамовоэ ждения инвертора при больших нагрузках (например большой емкости на выходе вьшрямителя в «аг|:узке). Группа диодов 19 также используется в качестве нелинейного сопротивления, необходимого для устойчивого самовозбуждения инвертора. Таким образом, изобретение позволяет получи 1Ъ активное рассасывание избыточных носителей с базы запираемого транзистора, исключгение сквозного тока и симметрирование работы плеч в nepexoiv ных режимах без усложнения схемы, т.е. позволяет улучшить массогабарютные показатели.

1 .ДВУХТА КТНЫЙ С А МОВОЗБУЖДАЮЩИЙСЯ ИНВЕРТОР, содержащий силовые транзисторы, одни из силовьк , электродов которых пояключены к концам первичной обмотки выходного трансфо ша тора, средяйя точка которс подсоединена к ОДНОМУ из входных выводов, а другие связаны с вторым входным шлводом, при этом ба силовых транзисторов подкпю чены к обмотке положительной обратной связи и св51эаны также с выводами цепи отрицательной обратной связи,; вклк«ак шей дополш тельную обмотку выходного шс со;оз де Vli-rv-Vj SSA i -.Д, - f., ; т- ГЕХгШ аСЯЛЙ ЕЯЙЛМа ЖЛ трансформатора, соединенную последовательно с дросселем насыщения, в цепи перемагничивания которого включен резне- тивный делитель, отличаю щийс я тем, что, с цепью улучшения массогабаритных показателей, выводы цепи отрицательной обратной связи подсоединень соответственно к общим точкам последовательно соединенных коммутирующих диодов двух введенных диодных пар, первые из диодов каждой из которых присоединены анодами к базам силовых транзисторов, связанных в свою очередь с обратными диодами, щунтирукзщими управля1ощие переходы силовых транзисторов, а BTopjie диоды указанных пар связаны катодами с концами резистивного делителя, СО выполненного с регулировочным выводом, присоединенным через енод-катод первос: го введенного диодного элемента к второму входному-выводу. 2. Инвертор по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что введен линейный дроссель, зашунтированный введенным вторым нелинейным элементом и включенный между BTOffciM входным вьгаодом и эми1 терами силовых транзисторов.