Инвертор Советский патент 1986 года по МПК H02M7/538 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к инверторам, преобразующим постоянный ток в пб- ременный.

Цель изобретения - упрощение схемы инвертора, снижение его габаритов и массы, повышение надежности в работе.

На чертеже показана электрическая схема инверторас

Инвертор содерлсит коммутирующие .

;транзисторы 1 и 2 и конденсаторы 3 и 4, образующие полумостовую схему. Параллельно базоэг-гаттерным переходам коммутирующих транзисторов включены входные узлы 5 и 6, в состав

. которых-входят последовательно включенные резистору 7, 8 и 9, 10, причем резисторы 7 и 9 включены параллельно базоэмиттерным переходам коммутирующих транзисторов, а резисторы 8 и 10 включены между,базами коммутирующих транзисторов и коллекторными выводами управляющих транзисторов 11 и 12, включенных по схеме с общим эмиттером. Базовые выводы управляющих транзисторов 11 и 12 подключены соответственно к первому (плюсовому) и второму (минусовому) выходам однофазного выпрямительного моста 13, выполненного на диодах 14-17. Один из входов однофаз ного выпрямительного моста, 13 подключен к общей точке схемы, а другой - к выходу 18 тактового генератора 19, где выход операционного усилителя 20 через резистор 21 подключен к выходу тактового генератора 19, резистор 22 включен между

.выходом и неинвертирующим входом операционного усилителя 20, резистор 23 включен между нейнвертирующим входом операционного усилителя 20 и общей точкой схемы управления, конденсатор 24 включен между инвертирующим входом операционного усилителя 20 и общей точкой схемы управления, резистор 25 включен между выходом, и инвертирующим входом операционного усилителя 20, балластные резисторы 26 и 27 подключены к плюсовой и минусовой шинам литания инвертора соответственно , а другими выводами подключены к последовательно включенным стабилитронам 28 и 29, образуя источник питания операционного усилителя 19, общая точка стабилитронов 28 и 29, подключена к общей точке схемы управления. Кроме того, в инвертор входят

2496782

симметрирующие резисторы 30 и 31, а к базе управляющего транзистора 11 подключен анодом разделительный диод 32, а к базе управляющего транзисто5 ра 12 подключен катодом разделительный диод 33. Катод разделительного диода 32 соединен с анодом разделительного диода 33, и эта точка через резистор 34 соединяется с общей точ10 кой коммутирующих транзисторов.

Инвертор работает следующим образом. .

Предположим, что в указанный момент времени на выходе операционного

15 усилителя 20, а значит, и тактового генератора 19 действует положительное напряжение. В этом случае диод 15 заперт, а через диод 14 и базоэмит- терный переход управляющего транзис20 тора 11 течет ток. Управляющий транзистор 1 1 открыт и через вводное устройство 5 переводит в режим насы- . щения коммутирующий транзистор 1. При этом через резистор 34, раздели25 тельный диод 33 и диод 17 течет ток. Поэтому на катоде разделительного диода 32 действует положительное напряжение, равное падению на дв.ух р-п- переходах, а на его аноде - равJQ ное падению только на одном базовом р-п переходе управляющего транзистора 11, следовательно, ток через него не течет. В то же время на базовом переходе управляющего транзисто- ра 12 действует положительное напряжение, равное падению напряжения на диоде 17, поэтому управляющий транзистор 1 2 надежно заперт, а коммути- рующий транзистор 2 находится в ре- жиме отсечки. Потенциал не.инверти- рующего входа операционного усилителя 20 в этом полутакте работы выше, чем потенциал инвертирующего входа, благодаря чему на выходе операционного усилителя 20 поддерживается положительное напряжение. В это же время через резистор 25 происходит аряд конденсатора 24. Когда напряжение на конденсаторе 24 превысит напряжение на резисторе 25, потенциал инвертирующего входа операционного усилителя 20 станет вьщ1е потенциала неинвертирующего входа. В результате происходит переключение операционного усилителя 20 и на его

35

40

45

50

55

выходе, а значит, и на выходе тактового генератора 19 появляется отрицательное напряжение. После смены полярности напряжения на выходе тактового генератора 19 управляющий транзистор 11 запирается, однако отпирания управляющего транзистора 12 не происходит, так как пока идет процесс рассасывания неосновных но- 5 сителей в базе коммутирующего транзистора 1, через этот транзистор продолжает протекать силовой ток, а следовательно, по цепи резистор 34, разделительный диод 33 и диод 17 на О базовый переход управляющего транзистора 12 будет подано положительное смещение. После того как коммутирующий транзистор закроется и напряжение на нем достигнет уровня, 15 задаваемого резистором 34, диод 17 разделительный диод 33 перестают роводить ток, а управляющий транзистор 12 открывается выходным напяжением тактового генератора через 20 иод 15, Управляющий транзистор 11 надежно запирается отрицательным базовым смещением по цепи резистор 34,. азделительный диод 32 и диод 16, аким образом, коммутирующий тран- 25 зистор 11 переходит в режим отсечки, коммутирующий транзистор 2 - в реим насыщения. Далее весь процесс повторяется и протекает аналогично указанному процессу формирования 30 предьщущего полутакта.

Предположим, что коммутирующий транзистор 1 выключается дольще, чем коммутирующий .транзистор 2. Тогда средний ток через резистор 31 стано- 35 вится неравным нулю, а направление его таково, что соответствует увеличению скорости заряда конденсатора 24 при положительном выходном напря-: жении тактового генератора 19 и 0 уменьшению - при. отрицательном. Таком образом, в выходном напряжении тактового генератора 19 появляется асимметрия - импульс положительной полярности становится короче импуль- са отрицательной полярности на величину, равную двойной разности времен запирания коммутирующих транзисторов 1 и за счет чего сохраняется симметрия по длительности разнополяр- 50 ных импульсов напряжения на выходе инвертора.

Если по каким-либо.причинам напряжение на конденсаторе 3 емкостного делителя стает меньше, чем на конден-55 саторе 4, то возникает ток через резистор 30, который направляется так, то увеличивает скорость заряда конденсатора 24 при положительном выходном напряжении тактового генератора 19 и уменьшает при отрицательном.. Одновременно возникает ток через резистор 31, действие которого противоположно действию тока, текущего . через резистор 30.

Если сопротивление резисторов 30 и 31 выбраны так, что действие тока, текущего через резистор 30, превалирует, то в выходном напряжении инвертора появляется временная слабая асимметрия, способствующая выравниванию напряжений на конденсаторах 3 и 4. После завершения процесса выравнивания эта асимметрия исчезает.

Практически указанные проявления асимметрии выходного напряжения инвертора .накладываются друг на друга и при указанном выборе сопротивлений резисторов 30 и 31 асимметрия в выходном напряжении инверторе устраняется полностью.

Использование инвертора позволяет упростить схему и уменьшить массу и его габариты за счет замены трансформаторов полупроводниковыми приборами и резисторами, а также позволяет построить систему управления, питающуюся от шин питания инвертора, что обеспечивает режим самрзапуска схемы Кроме того, самозапуск схемы происходит в момент, когда напряжение на конденсаторах емкостного делителя сзтцественно меньше номинального. Инвертор работает составе конвертора, преобразующего постоянное напряжение одной величины в постоянное напряжение другой. Это позволя-. ет снизить броски тока, обусловленные зарядом конденсаторов на выходе конвертора, , .

Инвертор может работать как на трансформаторную нагрузку, так и на любую другую индуктивную нагрузку, даже имеющую cosб, близкой к единице.

Формула изобретения

Инвертор, выполненный по полумос- ТОБОЙ схеме, базоэмиттерные переходы коммутирующих транзисторов которого подсоединены к входным узлам, входы которых подключены к коллекторам управляницих транзисторов разного типа проводимости, управляемых

тактовым генератором, отличающийся тем, что, с целью упрощения cxeNibi, в него введены одно- фазньй выпрямительный мост, разделительные диоды и резисторы, причем первый вход переменного тока однофазного выпрямительного моста«подключен к выходу тактового генератора, э второй - к общей точке схемы тактового генератора, первый выход однофазного выпрямительного моста подключен к базе зшравляющего п-р-п- транзистора, а второй - к базе уп- равлякнцего р-п-р-транзистора, разделительные диоды включены последовательно, анод одного из них подклюРедактор А.Козориз Заказ 4338/58

Составитель Т.Ершова

Техред л.Олейншс Корректор М.Самборская

Тираж 631Подписное

ВНИИГШ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная. 4

2496786

чей к базе управляющего п-р-п-тран- зистора, а катод другого - к базе управляющего р-п-р-транзистора, пер- вьй резистор включен между общей 5 точкой разделительных диодов и общей точкой коммутирующих транзисторов, соединенной через второй резистор с точкой соединения резистора и конденсатора частотозадающей RC10 цепи тактового генератора, а третий резистор включен между общей точкой конденсаторов, образующих вторую стойку полумоста инвертора, и точкой соединения резистора и конденсаt5 тора частотозадающей RC-цепи тактового генератора.

Изобретение относится к электротехнике и используется в системах вторичного электропитания для.преобразования напряжения. Цель изобре Йй У; тения - упрощение схемы инвертора, снижение массы и габаритов, повышение надежности. Инвертор выполнен по полумостовой схеме на транзисторах 1 и 2, конденсаторах 3 и 4, управляющих транзисторах 11 и 12 разного типа проводимости и тактовом генераторе 19. В инвертор введены однофазный выпрямительный мост 13, операционный усилитель 20, конденсатор 24 и резистор 25 частотозадаю- щей КС-цепи. Упрощение схемы происходит за счет замены трансформаторов полупроводниковыми приборами 4, что обеспечивает самозапуск схеьял. Самозапуск происходит при напряжении на конденсаторах 3 и 4 инвертора меньше номинального. Схема позволяет устранить броски тока, обусловленные зарядом конденсаторов на выходе конвертора. 1 ил. S (Л t в/0 ю 4 СО О5 00