Магнитно-транзисторный управляемый преобразователь Советский патент 1985 года по МПК H02M7/538 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах автоматики и электроприво да для преобразования постоянного н пряжения в переменное прямоугольное напряженно, регулируемой частоты. Известны магнитно-транзисторные управляемые по частоте преобразователи, содержащие выходной трансформа тор на двух подмагничиваемых сердечниках с первичными, вторичными и обратной связи обмот.-сами, причем последние, расположены только на одном из сердечников, и двух тра г исторах подключающих первичные обмотки к входным выводам и управляемых от об моток обратной связи lj . Недостатками данного преобразователя являются значительные массы я габариты вследствие выполнения выходного трансформатора по типу магнитного усилителя. Наиболее близким к предложенному по технической сущности является маг нитно-транзисторный управляемый по частоте преобразователь, содержащий выходной трансформатор,концы первичн обмотки которого через транзисторы соединены с одним входным выводом преобразователя, а вывод от средней точки этой обмотки соединен с другим входньи выводом преобразователя, и два подключающих трансформатора, выходные обмотки которых подключены к входу транзисторов, обмотки управления соединены последовательно между собой и подключены к выводам для под соединения источника управляющего напряжения, а рабочие обмотки через посл довательно включенные диоды под ключены к одной обмотке обратной свя зи выходного трансформатора 2 . В данном преобразователе уменьшен по отношению к преобразователю t масса и габариты магнитных элементов Однако ему присуща нелинейность выходной характеристики и большая инер ционность, что объясняется наличием коротко замкнутого контура в цепи об моток управления переключаюп их тран форматоров, поскольку они включены между собой параллельно с однонаправ ленным включением диодов в контуре .этих обмоток. Цель изобретения - улучшение линейности выходной характеристики при высокой чувствительности и уменьшени инерционности. Цель достигается тем, что и мягкнтно-транзисторном управляемом преобразователе, содержащем выходной трансформатор, концы первичной обмотки которого через транзисторы соединены с одним входным выводом преобразователя, а вывод от средней точки этой обмотки соединен с другим входным выводом преобразователя, и два переключающих трансформатора, выходные обмотки которых подключены к входам транзисторов, рабочие обмотки с последовательно включенными диодами связаны с обмоткой о.братной связи выходного трансформатора, а обмотки управления соединены последовательно между собой и подключены к выводам для подсоединения источника управляющего напряжения, указанная обмотка обратной связи выполнена в виде двух встречно включенных секций, общая точка которых соединена с концами рабочих обмоток переключающих-трансформаторов, а начала этик обмоток через введенный конденсатор соединены между собой и через указанные разнонаправленно включенные диоды соединеныс концами секций обмотки обратной связи. На чертеже, показана принципиальная электрическая схема предлагаемого пре.образо)ателя. Преобразователь содержит два транзистора 1 и 2, силовые электроды которых соединены -с концами первичной обмотки 3 выходного трансформатора 4, имеющего вторичную 5. Цепи управления выполнены на двух переключающих трансформаторах 6 и 7, на которых расположены выходные обмотки 8 для управления транзисторами 1 и 2 и обмотки управления 9, соединенные пocлeдoвafeльнo и подключенные через резистор 10 к источнику управляющего напряжения 11. Общая соединяющая точка, концы рабочих обмоток 12, соединена с общей точкой секций обмотки обратной связи 13, расположенных на выходном трансформаторе Д. Свободные концы секций соединены с помощью диодов 14 и 15 с началами рабочих обмоток 12, которые зашунтированы конденсатором 16. Силов дЯ часть преобразователя подключена к положительному 17 и отрицательному 18 входному выводу преобразователя. В цепь обмоток 8 включен резистор 19. Устройство работает следующим образом. Как и в простейшем преобразователе транзисторы 1 н 2 поочередно подключают ГОЛОВИНЫ первичных обмоток 3 к источнику постоянного напряжения. Вследствие неидентичности параметров один из транзисторов, предположим t, открывается и создается цепь для. тока в первичной обмотке 3: плюс источника питания 17; переход эмиттер - коллектор транзистора 1; первичная обмотка 3; минус источника питания 18, а вторая цепь: плюс обмотки 8 переключающего трансформатора 6; резистор 19; переход эмиттер база транзистора 1; минус обмотки 8. Под действием тока в первичной обмот ке 3 выходной трансформатор перемагничивается, предположим, вверх по петле гистерезиса, на всех обм-отках выходного трансформатора 4 индуктируется ЭДС с плюсом на началах обмоток. Создается цепь для рабочего тока: плюс верхней секции обмотки 13; диод 14; рабочая обмйтка 12; минус секции обмотки 13. При протекании тока по рабочей обмотке 12 сердечник переключающего трансформатора 6 перемагничивается до индукции насыщения и на его обмотке 8 индуктируется напряжение, которое поддерживает транзистор 1 в открытом состоянии. Под действием управляющего напряжения источника 11 по обмоткам управ ле/1ия протекает неизменный в оба полупериода по направлению ток по депи: плюс источник 11; резистор. 10; обмотки управления 9; минус источника 11. При насыщении сердечника переключающего трансформатора 6 Удс в об мотке 8 уменьшается до нуля, и проис ходит процесс лавинообразного переключения транзисторов: транзистор 1 закрывается, а транзистор 2 открывается. Создается цепь для тока в первичной обмотке выходного трансфор матора: плюс источника питания 17; переход эмиттер - коллектор транзистора 2; первичная обмотка 3; минус источника питания 18, и вторая цепь; плюс обмотки 8 переключающего трансформатора 7; резистор 19; переход эмиттер - база транзистора 2; минус обмотки 8. При протекании тока по. первичной обмотке 3 выходной трансформатор 4 перемагничивается по петле гистерезиса в обратном направлении, на всех его обмотках индуктируется напряжение противоположного знака. Вследствие этого создается цепь для тока по рабочей обмотке: плюс нижней секции обмотки 13; рабочая обмотка 12 трансформатора 7; диод 15; минус обмотки 13. При этом сердечник 7 пере магничивается до индукции насыщения, а на его обмотке 8 индуктируется напряжение, поддерживающее транзистор 2 в открытом состоянии. При насыщении сердечника 7 напряжение на обмотке 8 падает до нуля, и происходит лавинообразный процесс переключения транзисторов: транзистор 2 закрывается, а транзистор 1 открывается. Начинается следующий период, и процессы повторяются аналогично описанному. При изменении напряжения источника 11 изменяется перепад индукции переключающих трансформаторов 6 и 7, а следовательно, и частота выходного на пряжения преобразователя. Диоды 14 и 15 подключены к эквипотенциальным точкам секций обмотки обратной связи 13, в которых ЭДС равны и направлены встречно, поэтому постоянная составляющая уравнительного тока отсутствует, вследствие чего преобразователь становится практически безынерционным. Конденсатор 16 сохраняет цепь щгя переменного уравнительного тока, синхронизирующего скорости перемагничивания переключающих серечников 6 и 7, вследствие чего переенные ЭДС в цепи управления практиески равны нулю, а статическая хаактеристика преобразователя станоится в рабочем диапазоне регулироваия линейной.

i i

Hh

0/5

n

124

t

МАГНИТНО-ТРАНЗИС ОРНЬЙ УПРАВЛЯЕМЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ,содержащий выходной трансформатор,концы первичной обмотки которого через транзисторы соединены с одним входным выводом преобразователя, а вывод от средней точки этой обмотки соединен с другим входным выводом преобразователя, и два переключающих трансформатора, выходные обмотки которых подключены к входам транзисторов, рабочие обмотки, с последовательно включенными диодами связаны с обмоткой обратной связи выходного трансформатора, а обмотки управления соединены последовательно между собой и подключены к выводам для подсоединения источника управляемого напряжения, отличающийс я тем, что, с целью улучшения линейности выходной характеристики при высокой чувствительности и уменьшения инерционности, указанная обмотка обратной связи выполнена в виде двух встречно включенных секций, общая точка которых соединена с концами рабочих обмоток переключающих трансформаторов, а начала этих обмоток через введенный конденсатор соединены между собой и через указанные разнонаправленно включенные диоды соединены с концами секций обмотки обратной связи.