Двухтактный транзисторный инвертор Советский патент 1987 года по МПК H02M7/5395 

113

Изобретение относится к электротехнике, может быть использовано в системах вторичного электропитания и автоматики для преобразования постоянного напряжения в переменное и является усовершенствованием изобретения по авт. св. К 408438.

Цель изобретения - повышение КПД путем снижения мощности, рассеиваемой в цепи размагничивания дополнительного сердечника.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого инвертора; на фиг. 2 - импульсно-временная диаграмма его работы; на фиг. 3 - петля пер магничивания сердечников.

Устройство содержит задающий генератор 1, заторможенные блокинг-ге- нераторы 2-5, силовые транзисторы 6 и 7, подключенные к источнику 8 питания, сопротивление 9 нагрузки, логический элемент ИЛИ 10, ждущий мультивибратор 11, ключевой элемент 12 двусторонней проводимости, обмот ки 13-21 выходного трансформатора. Основной магнитопровод 22 трансформатора охвачен дополнительным магнито- проводом 23.

Выходы задающего генератора 1 соединены с входами первых блокинг-гене раторов 2 и 3. Обмотки 19 и 16 обратной связи трансформатора подключены к эмиттерным .переходам силовых транзисторов. Первичные обмотки 18 и 17 одними концами соединены с эмиттера- ми транзисторов 6 и 7, а другими - с положительным выводом источника 8 питания, отрицательный вывод которого соединен с коллекторами транзисторов. Обмотки-датчики 20 и 19 состояния магнитопровода, намотанные на дополнительном сердечнике 23, одними концами соединены с положительным выводом источника 8 питания, а другими - с цепями запуска блокинг-гене- раторов 4 и 5, выходы которых подключены к базам силовых транзисторов 6 и 7. Сопротивление 9 нагрузки включено параллельно выходной обмот- ке 21.

Дополнительная обмотка, часть 13 которой расположена на дополнительном магнитопроводе, а другая ее част 14 охватьшает оба сердечника, соединена с ключевым элементом 12 двусторонней, который управляется импульсами с выхода ждущего мультивибратора 11. Последний запускается с

5

0

07

5

5

50

30

40

45

55

12

выхода логического элемента ИЛИ, выходы которого соединены с дополнительными выходами блокинг-генерато- ра 4 и 5.

Кроме того, на фиг. 2 обозначены напряжения Ц -U,, на выходах соответствующих элементов.

Инвертор работает следующим образом.

При переключении генератора 1 в момент tg (фиг. 2) и срабатьшании блокинг-генератора 2 происходит формированное отпирание транзистора 6, который поддерживается в открытом состоянии отрицательным напряжением обмотка 19. Положительное напряжение обмотки 16 поддерживает транзистор 7 в закрытом состоянии. В рассматриваемый полупериод происходит перемагничивание основного магнитопровода 22 в направлении против часовой стрелки. Импульс с дополнительного выхода блокинг-генератора 2 проходит через элемент ИЛИ 10 и запускает ждущий мультивибратор 11, вырабатывающий импульс фиксированной длительности, который открывает ключевой элемент 12, подключающий обмотку 13 параллельно обмотке 14, охватывающей оба сердечника; В результате дополнительный магнитопровод перемагничивается в направлении по .часовой стрелке. Длительность импульса ждущего мультивибратора 11 Т Ц -tfl выбрана такой, чтобы к концу импульса дополнительный магнитопровод успевал перемагнититься и рабочая точка на его петле гистерезиса переместилась в точку С (фиг. 3). В момент t ключ 12 закрывается, и рабочая точка перемещается в положение А. К моменту t. заканчивается перемагничивание основного магнитопровода 22 и уменьшается напряжение на обмотках 19 и 16. В силу инерционности транзистор 6 сразу не закрьшается и перемагничивание трансформатора переходит с внутреннего кольца на внешнее. Рабочая точка на петле гистерезиса дополнительного магнитопровода перемещается в положение D. При дальнейшем перемещении рабочей точки основного магнитопровода из положения D в положение F приращение магнитной индукции в нем мало, так как он находится в насьпцении. За это время рабочая точка дополнительного

3

магнитопровода смещается из положения D в положение F. Если материалы основного и дополнительного магни- топроводов выбраны так, что для коэрцитивных сил выполняется неравенство Hj у Hj., приращение магнитной индукции в дополнительном магнито- проводе оказывается значительным (фиг. 3). Напряжение на обмотке 20 быстро нарастает и к моменту tj достигает уровня срабатывания бло- кИНГ-генератора 4, который осуществляет форсированное запирание силового транзистора 6 и задним фронтом в момент t4 опрокидывает задающий генератор 1.

В дальнейшем в нижнем по схеме плече инвертора повторяются указанные процессы. При этом напряжение на обмотке 14 меняет знак, и для перемагничивания дополнительного магнитопровода 23 в направлении против часовой стрелки через ключевой элемент 12 должен перетекать то в направлении, противоположном описанному в предыдущем полупериоде. Поскольку на интервале Т- f ключево

14

элемент 12 закрыт, мощность в цепи перемагничивания дополнительного магнитопровода предлагаемого инвертора уменьшается.

Формула изобретения

Двухтактный транзисторный инвертор по авт.св. № 408438, о т л и чающийся тем, что, с целью повьщ1ения КПД путем снижения мощности, рассеиваемой в цепи перемагничивания дополнительного магнитопровода, введены двусторонний ключевой элемент, ждущий мультивибратор и логический элемент ИЛИ, входы которого соединены с дополнительными выходами первых заторможенных бло

КИНГ-ген ера то ров, а вьпсод - с входом ждущего мультивибратора, выходом подключенного к управляющему входу двустороннего ключевого элемента, соединенного с дополнительной обмоткой, одна часть которой расположена на дополнительном магнитопро- воде, а другая охватьшает оба магнитопровода.

ff

futl

. 5

Редактор Н.Лазаренко

Составитель В.Моин Техред И.Попович

Заказ 2371/56

Тираж 660Подписное

ВНИППИ 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

Корректор М.Демчик

Изобретение относится к электротехнике и м.б. использовано в системах вторичного электропитания и автоматики для пребывания постоянного напряжения в переменное. Цель изобретения - повьппение КПД путем снижения мощности, рассеиваемой в цепи размагничивания дополнительного сердечника. Устр-во содержит задающий генератор 1, выходы которого соединены с входами заторможенных блокинггенераторов 6 и 7. Обмотки обратной связи 19 и 16 трансформатора подключены к эмиттерным переходам силовых транзисторов. Обмотки-датчики состояния магнитопроводов 20 и 15, намотанные на дополнительном сердечнике 23, включены между положительным вьшодом источника питания 8 и цепями запуска блокинг-генераторов 4 и 5. Ждущий мультивибратор 11 запускается с выхода логического элемента ИЛИ, выходы которого соединены с дополнительными выходами блокинг-генерато- ров 4 и 5. При срабатывании блокинг- генератора 2 происходит форсированное отпирание транзистора 6. В данный момент происходит перемагничива- ние основного магнитопровода 22. Длительность импульса ждущего мультивибратора 11 выбрана такой, чтобы к концу импульса дополнительный маг- нитопровод успевал перемагнититься. 3 ил. С (Л bo 05 О vj 14)