Самовозбуждающийся инвертор Советский патент 1986 года по МПК H02M7/523 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при построении источников вторичного электропитания различных устройств автоматики и телемеханики

Использование коммутирующих транзисторов, которые открьгоаются поочередно через полпериода от двухполярного сигналаJ снимаемого с времязадающего элемента, обеспечивает повышение стабильности частоты при изменении тока нагрузки, но не обеспечивает повьшение стабильности частоты при изменении напряжения питания„ Кроме того, в данном устройстве также, как и в аналоге, низкая помехоустойчивость ,

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости работы инвертора путем повышения стабильности частоты переключения силовых транзисторов р

На чертеже представлена электри-

чгеская принципиальная схема самовозбуждающегося инвертора о

Инвертор содержит выходной трансформатор 1 с силовыми обмотками 2 и 3,, обмотками 4 и 5 положительной обратной связи и обмоткой 6 отрицательной обратной связи, силовые транзис-™ торы 7 и 8, коммутируюп1;ие транзистор 9 и Ю, времязадающий дроссель 11, ограничительные резисторы 12 и 13, колебательный контур с дросселем 14 и конденсатором 15, шунтированный резистором 16, резисторы 17 и 18, образующие вместе с обмоткой 6 отрицательной обратной связи.выходного трансформатора и времяза,цаю1цим дросселем 11 времязадающую цепочку, базовые диоды 19 и 20, пусковой резистор 2, коммутирующий конденсатор 22 и конденсатор 23 входного фильтра а также диоды 24 и 25, пропускающие инверторные токи Выходное напряжение снимается с обмотки 26 выходного трансформатора t о

Выбор параметров предлагаемого колебательного контура (дроссель 14, конденсатор 15, резистор 16) может быть осуществлен следующим образом,

Ho шнaльнoe сопротивление резистора 16 определяется из условия падени напряжения на нем от тока намагничивания If выходного трансформатора 1, равного (0,1-0,2)В в режиме холостого хода инвертора и при использовании кремниевых коммутирующих транзисторов 9, 10 и рассчитывается по фор-.

муле

. ( (он) (О

R

Тл, А

Величины L (дросселя 14) и С (конденсатора 15) определяются по формуглам:

R

(2)

L

47 f

(3)

С -

4- fR

где f - рабочая частота инвертора. Инвертор работает .следующим обра-

ЗОМо

С подключением на вход инвертора

источника питания замыкается цепь положительной обратной связи, один из силовых транзисторов 7,8 полностью открьшается, а другой закрьшается. Предположим, что открыт силовой трак-

зистор 7. К силовой обмотке 2 выходного трансформатора 1 резонансный контур (14, 15, 16) ;прикладыва ется напряжение питания. Силовой транзистор 8 под действием отрица-

тельно-го напряжения на базовом диоде 20 остается закрытым. Одновременно перемагничивается времязадающий дроссель 11 под действием напряжения на обмотке 6 отрицательной обратной

связи через резисторы 17 и 18, Под действием суммы напряжений на колебательном контуре (14, 15, 16) и резисторе I7 коммутирующий транзистор 9. открывается и шунтирует вход сило

вого транзистора 7, Силовой транзистор 7 закрывается. Напряжение на обмотках выходного трансформатора. 1 уменьшается, цепь положительной обратной связи вновь замыкается, но

теперь открывается силовой транзистор 8, а силовой транзистор 7 закрывается. Сердечник времязадающего. дросселя 11 начинает перемагничивать- ся в обратную сторону, ток через его

обмотку уменьшается и коммутирующий транзистор 9 снова оказьшается закрытым. Процесс повторяется, но уже q, силовым транзистором 8 и коммутирующим транзистором 10.

Рассмотрим влияние резонансного контура (дроссель 14, конденсатор 15, резистор 16) на повьш1ение устойчивости к импульсным токам нагрузки и стабильности частоты переключения силовьпс транзисторов 7, 8 при одновременном устранении с помощью колебательного контура одностороннего под магничивания сердечника выходного трансформатора 1. Предположим, что силовые транзис- торы 7, 8 имеют различные времена I рассасывания (например, транзистор 7 имеет большее время рассасьшания)„ Это ведет к одностороннему подмагн1гчиванию сердечника выходного транс. форматора 1, т.е. к концу полуперио да через транзистор 7 протекает боль ший ток намагничивания, чем через транзистор 8 в конце другого псэлупе- риода Асимметрия тока намагничива ния вызывает различное падение нап- ряжения на резонансном контуре, ко-7 торое в смежные полупериоды складывается с сигналом от времязадающего дросселя 11, что при конечной скоро сти нарастания тока во времязадающем дросселе приводит к опережению момента открывания коммутир-ующего тран-- 25 зистора 9 и соответственно выключе- нию силового транзистора 7. Таким об- разом устраняется режим одностороннего намагничивания сердечника выход ного трансформатора 1 при неодинако зо вом времени рассасывания силовьпс транзисторов. Аналогично можно прО следить устранение подмагничивания от различных других параметров злементов самовозбзггздающегося инверто-™ 35 ра.

При этом величину остаточной асим метрии тока намагничивания можно ог раничить на любом заранее заданном уровне с помощью выбора параметров 40 резонансного контура так, чтобы падение напряжения на нем при заданном токе намагничивания было . доста точно для открьшания коммутирующих транзисторов. Этим гарантируется на- 45 дежная работа силовых транзисторов 7 и 8 инвертора.

Кроме того, в момент коммутации силовых транзисторов 7 и 8 напряжение 50 на конденсаторе 15 резонансного кон тура способствует ускоренному выклюению указанных транзисторов, так как .с одной стороны к база-эмиттерному переходу прикладывается источ- 55 ник запирающей ЭДС, а с другой стороны ток дросселя резонансного контура замыкается через конденсатор 15, не

быть ниже рабочей частоты инвертора, так как необходимо вьщелить сигнал тока подмагничивания, основная гар- моническая составляющая к)торого равна рабочей частоте,,

Рассмотрим влияние и определим выбор величины сопротивления резистора 16, шунтирующего резонансный кон- туг .

При большой сопротивления резистора 16 (много больше волнового сопротивления колебательного контура амплитуда сигнала на контуре опред 1 ляется его добротностью и может до- стигать большой величины, достигая порога открывания коммутирл/тощих транзисторов 9 и 10, В этом случае резонансный контур ведет ршвертор па своей частоте, но при этом не устраняется одностороннее подмагннчиваште,

При величине сопротивления рйзлс тора 16 меньшей, чем рассчитанная ,по формуле (1) в описании работы устройства, величина сшшала. пропор- ционального . току намагничивания, ма-.ла (менее 0,18) и устранения односто- poHtiero подмагнич/пвання в достаточной степени не происходит, чем сии- знается- надежность инвертора.

Введение резистора, шунтирующего резонансный контур, обеспечивает устойчивую работу инвертора на часто-г те, определяемой времязадаю1дим дросселем, с одновременным устранением .; одностороннего подмагничиваиия сердечника выходного трансформатора. Величина сопротивления резистора выбирается из условия падения иппряжеиня мешая процессу коммутати н тока через силовые транзисторы 7 и 8. Аналогичным образом работает резонансный контур при импульсной на грузке, когда через силовые транзис™ торы 7,8 прютекают короткие импульсы. тока, например при работе на нагрузку с управляеьым выпрямителем, В этом случае импульсь-ые токи нагрузки не вызывают преждевременного включения коммутирующих транзисторов 9 и 10, так как эти токи замыкаются через конденсатор 15 колебательного конту-- ра, т.е. обеспечивается повышение промежуточного ин вертора. Поэтому для увеличения помехоустойчивости целесообразно емкость ко1зденсатора выбирать как можно большей величины, но с другой стороны резонансная частота колебательного контура не должна S126756 на нем от тока намагничивания около (0,,2)в, а параметры дросселя и конденсатора выбираются из у.сповия обеспечения примерного равенства волнового сопротивления контура соп 5 ротивлению резистора. Формула изобретения Самовозбзпвдающийся инвертор, содер- ю жащий выходной трансформатор,, с обмотками отрицательной и поло5 сительной обратной связи причем последние под- ключены через ограничительные резне-. торы к эмиттер-базовому переходу t5 силовых транзисторов, коммутирующие 76 транзисторы коллекторами подключенъ; к базам силовых транзисторов, эмиттерами к общей шине, а базы соединены через последовательно включенные вре мязадающие дроссель и обмотку отрица тельной обратной связи, отличающийся . тек, что, с целью повышения помехоустойчивости путем повышения стабильности частоты переклю чения силовых транзисторов, введены параллельный резонансный контур, выполненный на дросселе и конденсаторе, и резистор, шунтирующий резонансный контур, подключенный мещ1;у эмиттерами силовьк; и коммутирующих транзисторов.

Изобретение относится к электро технике и может быть использовано во вторичных источниках питания. Цель изобретения - повышение помехоустой- чивости путем повышения стабильности частоты переключения силовых тран зисторов. Инвертор содержит трансформатор 1 с силовыми обмотками 2 и 3, обмотками положительной обратной свя зи 4, 5 и обмоткой отрицательной обратной связи 6, силовые транзисторы (т) 7 и 8, коммутируюпц-ш транзисторы 9 и 10, времязадающий дроссель , Подключение колебательного контура с дросселем 14 и конденсатором 15 обеспечивает ускоренное выключение Т 7 и Т 8 током дросселя 14, который, замыкаясь через конденсатор 15, не; мешает процессу коммутации тока, что повышает помехоустойчивость инвертора. Введение резистора 16, шунтирующего резонансный контур, обеспечивает ус тойчивую работу инвертора на частоте, & определяемой времязадающим дросселем 11, с одновременным устранением од ностороннего подмагничивания сердечника. 1 ил о Сл-А