Транзисторный инвертор Советский патент 1984 года по МПК H02M7/537 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах автоматики, электроприводах источниках вторичного электропитания для преобразования постоянного напря жения в переменное. Известен ряд устройств, позволяющих получать напряжение ступенчатой формы. Известен стабилизированный преобразователь постоянного напряжения в переменное, содержащий m фазный (, 3, 5, ...) инвертор прямоуголь ного напрялсения с выходными трансфор маторами и включенный в цепь питания инвертора регулятора, управляющий вход котирого через блок управления и однофазный фильтр соединен с выход ными трансформаторами инвертора 13Недостатком этого преобразователя являются большие массогабаритные пок затели из-за применения 3 m фазного инвертора. Известен статический преобразователь с N-ступенчатой формой выходного напряжения, содержащий источник питания, выполненный в виде конверто ра, транзисторные ключи, многоканаль ный выходной выпрямитель и возвратные диоды С21. Однако данный преобразователь обеспечивает получение ступенчатой формы выходного напряжения способом переключения вторичных обмоток транс форматора . Это приводит к усложнению силового трансформатора преобразователя . Наиболее близким по технической сущности к предложенному является транзисторный инвертор, содержащий два основных транзистора, выходной трансформатор с первичной обмоткой, отвод от средней точки которой соеди нен с первым входным, выводом инвер-. тора, а крайние выводы соединены с эмиттерами основных транзисторов, коллекторы которых соединены с вторым входным выводом инвертора, базы через обмотки положительной обратной связи и базовые резисторы через обмотки положительной обратной связи и базовые резисторы соединены с эмит терами и вторичной обмоткой, соединенной с выходными выводами инвертора, и первый дополнительный транзистор, эмиттер которого подключен к источнику смещения, коллектор через первый резистор соединен с вторым входным выводом инвертора ичерез диоды с точками соединения обмоток положительной обратной связи с базовыми резисторами, а база соединена с управляющим выводом инвертора ГЗ}. Однако в известном инверторе формируются только одноступенчатые напряжения с регулируемой по длительности нулевой паузой. Следовательно, выходное напряжение имеет большой уровень высших гармоник, т.е. невысокое качество. Цель изобретения - повышение качества выходногв напряжения путем получения N-ступенчатой формы. Эта цель достигается тем, что в транзисторный инвертор, содержащий для основных транзистора, выходной трансформатор с первичной обмоткой, отвод от средней точки которой соединен с первым входным выво,,ом инвертора, а крайние выводы соединены с эмиттерами основным транзисторов, кбллекторы которых соединены с втоpbiM входным выводом инвертора, а базы через обмотки положительной обратной связи выходного трансформатора и базовые резисторы соединены с эмиттерами и вторичной обмоткой, соединенной с- выходными выводами инвертора, и первый дополнительный транзистор, эмиттер которого подключен к источнику смещения, коллектор через первый резистор соединен с вторым входным выводом инвертора и через диоды с точками соединения обмоток обратной связи с базовыми резисторами, а база соединена с управляющим выводом инвертора, введены N дополнительных транзисторов, эмиттеры которых подключены к источнику смещения, коллекторы - через второй, третий и (Ы-1)-й резисторы к второму входному выводу инвертора и через диоды и стабилитроны соответствующего уровня стабилизации к точкам соединения обмоток обратной связи с базовыми резисторами, а базы подключены к соответствующим управляющим выводам инвертора. На фиг. 1 показана принципиальная схема устройства; на фиг. 2 - диаграммы напряжений. Транзисторный -инвертор содержит автогенератор 1 с основными транзисторами 2 и 3, выходным трансформатором 4, первым дополнительным транзистором 5, эмиттер которого подключен к источнику 6 смещения, а коллектор через резистор 7 к источнику 8 питания и через диоды 9 и 10 и обмотки 11 и 12 положительной обратной связи трансформатора 4 к базам транзисторов 2 и 3, причем диоды 9 и 10 под ключены к коллектору транзистора 5 анодами. Эмиттер второго дополнитель ного транзистора 13 подключен к источ- нику 6 смещения, а коллектор - через резистор 14 к источнику 8 питания и через цепочки из последовательно соединенных диодов .и стабилитронов 15 и 16, 17 и 18 к катодам диодов 9 и 10, причем диоды 15 и 17 подключены к коллектору транзистора 13 анодами, а катодами - к катодам стабилитронов 16 и 18. Со второй обмотки 19, являющейся выходной, снимается напряжение ступенчатой формы. Базовые резисторы 20 и 21 ограничивают ток базы. Обмот ки 22 и 23 являются первичными. Транзисторный инвертор работает следующим образом. На диаграмме(фиг. 2а)показано выходное напряжение, которое формируется управляющими напряжениями U и и (фиг. 2 5, 8) . Когда отсутствуют управляющие напряжения и и Ui (фиг.2ё,б), на вто ричной обмотке 19 трансформатора 4 трансформируется напряжение -питания 7 источника (фиг. 2tt). При поступлении управляющего напряжения и2(Фиг.2 отпирается транзистор 13 и напряжение, источника смещения прикладывается через диод 13, стабилитрон 16 и базовую обмотку 12 трансформатора 4 к базам транзисторов 2 и 3 и вводи их в активную область работы. Это приводит к образованию ступени на диаграмме выходного напряжения (фиг. 2о|) . Напряжение уровня ступени U(j прямо пропорционально напряжению стабилизации стабилитрона 15. При подаче управляющего напряжения и т (фиг. 26) отпирается транзистор 5 и напряжение источника смещения через диод 9 и базовую обмотку 12 прикладывается к базам транзисторов 2 и 3 и форсированно запирает их. На выходной обмотке 19 формируется нулевая науза (фиг. 2«). Когда формируются уровни, рабочая точка на петле гистерезиса сердечника трансформатора 4 удерживается на одном уровне за счет тока, который течет через источник 6 смещения, открытый транзистор 13,или 5, через цепочки последовательно соединенных диодов и стабилитронов 15 и 16, 17 и 18 или через диоды 9 и 10, через базовый резистор 20 или 21 или обмотку 22 и 23. Далее процессы повторяются, как показано на фиг.2. Частота выходного напряжения определяется частотой управляющих импульсов и и Uj превышает собственную частоту автогенератора. Регулирование ступеней выходного напряжения осуществляется входными сигналами (J и U . Длительность нулевой паузы определяется длительностью управляющего импульса t , а длительность ступени с уровнем напряжения UQ- длительностью управляющих импульсов равной (2 -fc.,)/2. Выходное напряжение инвертора имеет ступенчатую форму с регулируемыми по длительности ступенями. Введение N дополнительных транзисторов, эмиттеры которых подключены к источнику 6 смещения, а коллекторы подключены к источнику 8 питания и через цепочки из последовательно соединенных диодов и стабилитронов. к точкам, образованным обмотками 10 и 11 и резисторами 20 и 21, позвох1яет получить выходное напряжение с N ступенями, регулируемыми по длительности, причем уровень ступеней определяется напряжением стабилизации стабилитронов .

Up

1

ТРАНЗИСТОРНЫЙ ИНВЕРТОР, содержащий два основных транзистора, выходной трансформатор с первичной обмоткой, отвод от средней точки которой соединен с первым входным выводом инвертора, а крайние вьшоды соединены с эмиттерами основных транзисторов, коллекторы которых соединены с вторым входным гыводом инвертора, а базы через обмотки положительной обратной связи выходного трансформатора и базовые резисторы соединены с эмиттерами и вторичной обмоткой, соединенными выводами инвертора, и первый дополнительный транзистор, эмиттер которого подключен к источнику смещения, коллектор через первый резистор соединен с вторым входным выводом инвертора и через диоды с точками соединения обмоток положительной обратной связи с базовыми резисторами, а база соединена с управляющим вьтодом инвертора, отличающийся тем, что, с целью повышения качества выходного напряжения путем получения N-ступенчатой формы напряжения, в него введены N дополнительных транзисторов, эмиттеры которых подключены к источнику смещения, коллекторы - через второй, третий и (Ы-1)-й резисторы к второму входному выводу инвертора и через I ) диоды и стабилитроны соответствукщего § м. 7 уровня напряжения стабилизации к точ кам соединения обмоток обратной связи с базовыми резисторами, а базы D подключены к соответствуюпро управляющим выводам инвертора. Nd :о Kj

i/9

Фиг. 2