Инвертор Советский патент 1986 года по МПК H02M7/5395 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания для преобразования постоянного напряжения в переменное. Цель изобретения - повышение КПД и надежности путем автоматического симметрирования перемагничивания сердечника выходного трансформа.тора, На фиг, 1 приведена схема инвертора; на фиг. 2 - временные диа граммы напряжений и токов в основных элементах инвертора. Инвертор содержит выходной трансформатор 1, нагрузку 2, подключенную к вторичной обмотке 3 выходного тран сформатора. Управляющий трансформатор 4 имеет первичную обмотку 5 и вторичные обмотки 6 и 7. Силовые транзисторы 8 и 9 коллектором подключены к первым разноименным выводам первичных обмоток 10 и 11 выходного трансформатора 1. Источник 12 питания, первым выводом подкл$оченк эмиттерам транзисторов 8 и 9. Переход база - эмиттер каждого транзистора соединен с соответствующей еьгу вторичной обмоткой 6 и 7 управляющего трансформатора 4 через цепочки 13 и 14 отпирания силовых транзисторов 8 и 9, выполненные, например, в в1-зде последовательно соединенных диода, вспомогательной обмотки выходного трансформатора 1 и ограничительного резистора, а также через цепочки 15 и 16, выполненные, например,, на дио™ де, запирающие транзисторы 8 и 9.Последовательно с цепочками для sianHpa ния силовых транзисторов включены ре зисторы 17 и 18. Параллельно одному из резисторов например резистору 17, имеющем боле в| 1сокое сопротивление, чем симметрич ный ему резистор 18 противоположного плеча, подключен дополнительны тран зистор 19, переход база эмиттер которого зашунтирован диодом 20, включенным в направлении, противоположном проводимости его перекода база - эмиттер. База транзистор а 19 через резистор 21 подключена к выход компаратара 22, один из входов которого подключен к среднему вьшоду резистивного делителя 23, щунтированйого конденсатором 24, а другой вход к-среднему выводу делителя 25, зашун тированного конденсатором 26. Один из входов делителей 23 и 25 соединен с Ъмиттерами транзисторов 8 и 9. Вторые входы делителей 23 и 25 соединены с соответствующими им резисторами 27 и 28 и вторыми разноименными выводами первичных обмоток 10 и 11 выходного трансформатора 1. Вторые выводы резисторов 27 и 28 соединены с вторым выводом источника 12 питания. Инвертор работает следующим образом. Работа инвертора симметрична, поэтому рассмотрим переключение только транзистора 8. На диаграмме 29 (фиг. 2) показано напряжение на обмотке 6, на диаграмме 30 - напряжение между коллектором и эмиттером транзистора 8, где tj - время задержки отпирания транзистора 8, определяемое временем рассасывания носителей транзистора 9, фор А руется взаимодействием цепочек отпирания 13 и запирания 15. Задержка отпирания необходима для исключения сквозных токов, связанных с состоянием схемы, когда оба транзистора открыты.Время рассасывания носителей и запирания транзисторов 8 показано на диаграмме 30 отрезком tp. В общем случае (диаграмма 30) время t. открытого состояния транзистора 8 не равно времени t , в течение которого транзистор закрыт. Действительно t. 2 ut (t, -t) 7Г - t +t. J n l-p -J - 2 (tp-tj). Это приводит к возниковению подмагничивания выходного трансформатора 1, бросков тока через транзистор 8 или 9. Дпя исключения бросков тока в инверторе вводится схема слежения за амплиту- дами коллекторных токов транзисторов 8 и 9 и выравниванием их путем воздействия на время рассасывания одного из транзисторов. Схема слежения работает следукядим образом. Токи коллекторов транзисторов 8 и 9 протекают через соответствующие этим транзисторам резисторы 27 и 28, создавая на них падение напряжения величиной в несколько милливольт . Если амплитуды коллекторных токов одинаковы, то на входы компаратора 22 подаются одинаковые напряжения и схема слежения сбалансирована. Если coллeктopный ток одного из транзис31

горов отличается от соответствующего ему тока другого транзистора, то схема слежения выходит из баланса, дифференциальный усилитель компаратора 22 изменяет ток коллектора транзистора 19, увеличивая или сокращая время рассасывания носителей транзистора 8 и восстанавливая баланс. Постоянная времени цепей из резисторов 27 и 28 и соответствующих им конденсаторов 24 и 26 составляет доли микросекунды, постоянная времени цепей 24, 23 и 25, 26 равна нескольким десяткам периодов рабочей частоты инвертора . По этой причине схема слежения начинает работать уже в течение переходного процесса при включении инвертора.

На диаграммах 31 и 32 (фиг, 2) показаны суммарные значения ампервитков первичш й обмоток 10 и 11 выходного трансформатора 1. Диаграммы 31 и 32 соответствуют отключенной и подключенной схеме слежения. Из диаграмм 31 и 32 следует, что, помимо снижения потерь и повышения КПД,устранение подмагничивания исключает броски тока коллектора силового транзистора, снижанячие надежность его работы, паразитные колебания, ухудшающие электромагнитную совместимость iинвертора с аппаратурой , а также улучшает форму выходного напряжения.

164

Формулаизобретення

Инвертор, содержащий выходной трансформатор с двумя первичными обмотками, разноименные первые вьшоды которых соединены с коллекторами силовых транзисторов, подключенных эмиттерами к первому входному выводу инвертора, и управляющий трансформатор, вторичные обмотки которого связаны с входом каждого из силовых тразисторов через отпиракнцую и запирающую цепочки, отличающийся тем, что, с целью повьшения КПД и надежности путем автоматического симметрирования перемагничивания сердечiiHKa выходного трансформатора, последовательно в запирающую цепочку каждого силового транзистора включен певый резистор, параллельно одному из которых включен дополнительный транзистор, вход которого шунтирован встречно включенным диодом и подключен через второй резистор к выходу компаратора,каждый вход которого соединен со средним выводом соответствующего введенного резис-тивного делителя напряжения,шунтированного конденсатором и подключенного между вторым выводом соответствующей первичной обмртки выходного трансформатора и первым входным выводом инвертора, а между вторым входным выводом инвертора и вторым выводом каждой первичной обнотки выходного трансформатора включен введенный токоизмерительный резистор.

29

32

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в г.6 системах вторичного злектропитания для преобразования постоянного напряжения в переменное. Цель изобретения - повьшение,КПД и надежности путем автоматического симметрирования сердечника выходного трансформатора. Инвертор содержит силовые транзисторы 8, 9, подсоединенные к обмоткам вьпсодного трансформатора, входы которых подключены к управляющему трансформатору 4 через цепочки отпирания 13 и .14 и запирания 15 и 16. Последовательно с цепочками запирания включены резисторы 17, 18, параллельно одному из которых включен дополнительный транзистор 19, вход KOTopoi:o присоединен к выходу компаратора, входы которого соединены с выводами соответствующих делителей, подсоединенных к выводам первичных обмоток выходного трансформатора 1. Для исключения бросков тока в инверторе введена схема слежения за амплитудами кол лекторных токов транзисторов 8 и 9 (Л и выравнивания их путем воздействия на время рассасывания одного из транзисторов. 2 ил.