Двухтактный инвертор Советский патент 1987 года по МПК H02M7/5395 

Изобретение относится к электро- . технике и может быть использовано в системах вторичного электропитания для преобразования параметров электрической энергии.

Цель изобретения - повьпиение чувствительности определения несимметрии и повышение КПД.

На фиг. 1 показана структурная схема предлагаемого инвертора , на фиг о 2 - кривая намагничивания сердечника В(Н) и кривая изменения длины материала с отрицательной магни- тострик1Ц1ей и КН) , диаграмма и

UBV СИш

подаче питающего напряжения ловые транзисторы усилителя 1 мощности поочередно подключают соответ ствующую половину первичной обмотки трансформатора 2 к питающему напряжению. В результате в сердечнике во никает переменный магнитный поток, дважды за период изменяющий свое на правление. При этом в сердечнике трансформатора 2 возникают механиче кие колебания, обусловленные магнит стрикцией. Эти колебания поступают на преобразователь 4 механических колебаний в электрические (пьезоспектральньш состав механических ко- электрический элемент). Полученный

20

25

30

электрический сигнал, усиленный в К, раз усилителем 5, поступает на вход полосового фильтра 6, настроенного на частоту преобразования инвертора. Как показано на фиг. 2, в случае возникновения несимметричного режима пе- ремагничивания сердечника в спектре механических колебаний сердечника выходного трансформатора 2, а следовательно, в спектре электрического сигнала на выходе пьезоэлектрического элемента, появляется гармоническая составляющая с частотой, равной рабочей частоте преобразования инвертора. Эта составляющая проходит через полосовой фильтр 6.

лебаний сердечника, обусловленных магнитострикциейо

Двухтактный инвертор (фиг. 1) состоит из двухтактного усилителя 1 -мощности с выходным трансформатором 2, причем к входу силовых транзисторов подключен выход автогенератора 3 с управляемым входом. Преобразователь 4 механических колебаний сердечника в электрический сигнал расположен в соответствии с его принципом действия с обеспечением возможности регистрации им механических магнитострикционных колебаний сердечника выходного Т1)ансформатора. Например, в случае использования пьезоэлектрического элемента его закрепляют напо средственно на сердечнике в том месте 5 где механические колебания имеют наибольшую амплитуду. К выходу преобразователя, механических колебаний сердечника выходного трансформатора подключен усилитель 5 с коэффициентом усиления K,j, к выходу усилителя подключен полосовой фильтр 6, настроенньш на частоту преобразования инвертора. К выходу полосового фильтра 6 подключен регистрирующий узел состоящий из последовательно соединенных детектора 7 амплитуды и порогового узла 8. К выходу порогового узла подключена, например, индикаторная лампа 9. В другом случае выход порогового узла может быть под- 50 пряжение порогового узла 8 может быть

Детектор 7 амплитуды осуществляет преобразование переменного напряжения

35 в постоянный уровень. К выходу детектора может быть подключен регистрирующий самописец или аналого-цифровой преобразователь, цифровой код которого вводится в память ЭВМ для об40 работки информации при исследовании рабочих режимов устройств в щироком спектре дестабилизирующих факторов. В другом варианте к выходу детектора подключен вход порогового узла, ко45 торый выдает стандартное необходимой формы и величины выходное напряжение при превьшении сигналом на выходе некоторой заданной величины, например компаратор напряжения. Выходное наключен к входу управления управляемого автогенератора 3 для обеспечения автоматического симметрирования.

Устройство работает следующим образом.

На вход усилителя 1 мощности от автогенератора 3 с управляемым входом поступают импульсы управления U.(tipi и Uvnp2 прямоугольной формы. При

UBV СИ

подаче питающего напряжения ловые транзисторы усилителя 1 мощности поочередно подключают соответствующую половину первичной обмотки трансформатора 2 к питающему напряжению. В результате в сердечнике возникает переменный магнитный поток, дважды за период изменяющий свое направление. При этом в сердечнике трансформатора 2 возникают механические колебания, обусловленные магнито- стрикцией. Эти колебания поступают на преобразователь 4 механических колебаний в электрические (пьезо

электрический сигнал, усиленный в К, раз усилителем 5, поступает на вход полосового фильтра 6, настроенного на частоту преобразования инвертора. Как показано на фиг. 2, в случае возникновения несимметричного режима пе- ремагничивания сердечника в спектре механических колебаний сердечника выходного трансформатора 2, а следовательно, в спектре электрического сигнала на выходе пьезоэлектрического элемента, появляется гармоническая составляющая с частотой, равной рабочей частоте преобразования инвертора. Эта составляющая проходит через полосовой фильтр 6.

пряжение порогового узла 8 может быть

пряжение порогового узла 8 может быть

Детектор 7 амплитуды осуществляет преобразование переменного напряжения

в постоянный уровень. К выходу детектора может быть подключен регистрирующий самописец или аналого-цифровой преобразователь, цифровой код которого вводится в память ЭВМ для обработки информации при исследовании рабочих режимов устройств в щироком спектре дестабилизирующих факторов. В другом варианте к выходу детектора подключен вход порогового узла, который выдает стандартное необходимой формы и величины выходное напряжение при превьшении сигналом на выходе некоторой заданной величины, например компаратор напряжения. Выходное наиспользовано, например, в простейшем случае для зажигания индикаторной лампы или для симметрирования режима работы инвертора, если выход порого- вого узла 8 подключить к входу управления автогенератора 3 с управляемым входом. При появлении сигнала на выходе порогового узла автогенератор с управляемым входом так изменяет свое

внутренее состояние, что его выходные импульсы управления U „ и U приводят к одновременному изменен™ рабочего состояния силовьк транзисторов, т.е. ранее открытый транзистор запирается, а закрытый отпирается.

В результате указанного перераспределения длительностей включенного состояния между силовыми транзисторами прекращается дальнейшее намагничивание сердечника в том направлении, которое вызывало несимметрию, и происходит перемагничивание в обратном направлении. При этом восстанавлива1317621

Ш

что, с целью повышения КПД путем уве- личения чувствительности определения несимметрии перемагничивания сердечника выходного трансформатора, указанный блок выполнен в виде включенных последовательно узла преобразования механических магнитострикционных колебаний сердечника силового трансформатора в электрический сигнал, усилителя полосового фильтра, настроенного на частоту преобразования инвертора и регистрирующего узла. 2. Инвертор по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с

я .тем, что узел преi « iv чл г1 ia v л 1 ем, 4IU узел пре- ется симметрия работы инвертора с вы-f5 образования механических магнитострик Х ОП НКТМ Тт Э и -I Ti.-v-i-i -....

ходным трансформатором и сигнал с порогового узла исчезает.

ционных колебаний сердечника силового трансформатора в электрический сигнал выполнен в виде пьезоэлектрического элемента, закрепленного на указанном сердечнике.

Формула изобрете

1. Двухтактный инвертор, содержащий полупроводниковый усилитель мощности, выходной трансформатор и блок выявления несимметрии перемагничива20

ционных колебаний сердечника силового трансформатора в электрический сигнал выполнен в виде пьезоэлектрического элемента, закрепленного на указанном сердечнике.

3. Инвертор по п. 1, отличающийся тем, что регистри рующий узел выполнен в виде последония сердечника выходного трансформа- 25 вательно соединенных детектора, поро- тора, отличающийся тем, гового.элемента и индикаторной лампы.

1317621

что, с целью повышения КПД путем уве- личения чувствительности определения несимметрии перемагничивания сердечника выходного трансформатора, указанный блок выполнен в виде включенных последовательно узла преобразования механических магнитострикционных колебаний сердечника силового трансформатора в электрический сигнал, усилителя полосового фильтра, настроенного на частоту преобразования инвертора и регистрирующего узла. 2. Инвертор по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с

я .тем, что узел преi « iv чл г1 ia v л 1 ем, 4IU узел пре- образования механических магнитостри

i « iv чл г1 ia v л 1 ем, 4IU узел пре- f5 образования механических магнитострик

20

ционных колебаний сердечника силового трансформатора в электрический сигнал выполнен в виде пьезоэлектрического элемента, закрепленного на указанном сердечнике.

(мпл.)

Ill,,

f Ef 3f uf 5f 6f 7ff

(гармоники Высшего )

J23 5678rty4SS

-,

7.

Х7Ч

./ / j 7

flnepSoJ) гармомиffO)

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания для преобразования параметров электрической энергии. Цель - повышение чувствительности определения несимметрии и повьшение КПД. Устройство содержит двухтактный усилитель мощности 1 с выходным трансформатором 2. К входам силовьпс транзисторов подключен выход автогенератора 3 с управляемым входом. Преобразователь 4 механических колебаний сердечника в электрический сигнал расположен так, чтобы была обеспечена возможность регистрации им механических магнит.о- стрикционных колебаний сердечника выходного трансформатора..К выходу преобразователя колебаний подключен усилитель 5, подсоединенный через полосовой фильтр 6 к регистрирующему узлу, содержащему детектор амплитуды 7 и пороговый узел 8. В результате перераспределения длительностей включенного состояния между силовыми транзисторами прекращается дальнейшее намагничивание сердечника в том направлении, которое вызывало- несимметрию, и происходит перемагничива- ние в обратном направлении. При этом восстанавливается симметрия работы инвертора с выходным, трансформатором и сигнал с порогового узла исчезает. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. Q (Л СА

Составитель В.Моин Редактор A.Огар Техред в.Кадар Корректор Г.Решетник

- ----- - - - „

Заказ 2432/53 Тираж 660Подписное

ВНИИПИ 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