Двухтактный транзисторный инвертор Советский патент 1987 года по МПК H02M7/538 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электропитания и автоматики для преобразования постоянного напряжения в переменное.

Цель изобретения - повышение надежности путем исключения токовых перегрузок транзисторов в первый полупериод при пуске.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема инвертора; на фиг. 2 - эпюры напряжений, поясняющие работу устройства.

Транзисторный инвертор выполнен по дифференциальной схеме с трансформаторным входом и выходом. Инвертор (фиг. 1) содержит переключающие силов1)е транзисторы 1 и 2, базы которых через диоды 3 и 4 подключены к первым выводам дополнительных обмоток 5 и 6 входного трансформатора 7. Дополнительный транзистор 8 подключен эмиттером к входному выводу инвертора, выходной трансформатор 9 снабжен вспомогательной обмоткой 10, к которой подключен выпрямитель 11. Обмотка реле 12 подключена к выходу вЕ шрямителя 11, а первая обмотка 13 дополнительного магнитного элемента 14 соединена со вспомогательной обмоткой 10 выходного трансформатора 9 через замыкающую группу контактов реле 12 и первый резистор 15, причем вторая обмотка 16 магнитного элемента 14 включена между вторыми выводами дополнительных обмоток 5 и 6 входного трансформатора 7. Средняя точка обмотки 16 подключена к коллектору дополнительного транзистора 8 через размыкающую группу контактов реле 12. База дополнительного транзистора 8 соединена с входным пи- выводом инвертора через ворой резистор 17.

Транзисторный инвертор работает следующим образом.

При подаче на питающие входные выво- дь инвертора постоянного напряжения, а на входные управляющие выводы - переменного напряжения типа «меандр силовые транзисторы 1 и 2 попеременно подключают постоянное напряжение к обмотке выходного трансформатора 9. На всех обмотках этого трансформатора появляется переменное напряжение, причем напряжение со вспомогательной обмотки 10 через выпрямитель 11 и поступает на обмотку реле 12. Через несколько миллисекунд после подключения постоянного напряжения к входным выводам инвертора срабатывает реле 12 и подключает тервую обмотку 13 магнитного элемента 14 к переменному напряжению вспомогательной обмотки 10 выходного трансформатора 9 через резистор 15 и отключает вторую обмотку 16 магнитного элемента 14 от входного вывода инвертора. Сердечник магнитного элемента 14 начинает перемаг- ничиваться з такт с сердечником выходного трансформатора 9, причем положитель

0

5

0

5

0

5

0

5

ной полуволне индукции соответствует положительная полуволна индукции в сердечнике магнитного элемеьгта 14.

Входное напряжение (Usx) переменного тока имеет вид, изображенный на фиг. 2а. При подаче управляющих импульсов на любой из коммутаторов напряжения постоянного тока (вид управляющего напряжения UKOM показан на фиг. 26) на входных выводах инвертора напряжение пропадает (фиг. 2в). Напряжения на обмотках выходного трансформатора 9 также становятся равными нулю, следовательно, напряжение на обмотке реле 12 у.меньщается, что приводит к его срабатыванию и отключению первой обмотки 13 магнитного эле.мента 14 от вспомогательной обмотки 10. Размь кающие контакты реле 12 подсоединяют отвод от средней точки второй обмотки 16 магнитного элемента 14 к коллектору дополнительного транзистора 8, который при этом закрыт, так как отсутствует постоянное положительное смещение на его базе. При этом напряжения на всех обмотках входного трансформатора присутствуют. Контакты реле 12 отключают магнитный элемент 14 от источников переменного напряжения, и в сердчнике магнитного элемента 14 запоминается магнитное состояние сердечника выходного трансформатора 9 - устанавливается индукция Врлб Вч (фиг. 2е). Аналогично протекают магнитные процессы и в сердчнике выходного трансформатора 9.

При подаче на входные выводы инвертора постоянного напряжения после окончания времени коммутации, например, в самый неблагоприятный момент, когда после предшествующей положительной полуволны переменного напряжения постоянное напряжение появляется также в положительную полуволну переменного напряжения, на базе дополнительного транзистора 8 появляется положительное смещение и он открывается. При этом вторая обмотка 16 магнитного элемента 14 подключается к источнику переменного напряжения, образованного напряжением обмоток управления транзисторов 1 и 2 и дополнительных обмоток 5 и 6.

Фазность второй обмотки 16 магнитного элемента 14 выбрана таким образом, чтобы сердечник магнитного элемента продолжал перемагничиваться в той же фазе, т.е. сердечник начинает пере.магничиваться от В, к BS под действием напряжения управления транзисторами и напряжения обмотки 5 или 6, при этом сердечник выходного трансформатора 9 также перемагничивается от Вг к BS под действием напряжения питания. При достижении величины В,, .сердчник магнитного элемента 14 насыщается и через диод 3(4),обмотку 5(6), вторую обмотку 16 магнитного эл.емента 14, дополнительный транзистор 8 и группу контактов реле 12 начинает протекать ток, что приводит к закрытию силового транзистора, который находился в открытом состоянии (фиг. 2г). Разница в величине запирающего напряжения определяется разницей напряжений управляющей обмотки и дополнительной обмотки (Unx). В выходном напряжении формируется пауза. После смены полярности управляющего переменного напряжения процесс перемагничива- ния сердечников нормализуется и не заходит в область насыщения. В связи с тем, что на обмотках выходного трансформатора появляется переменное напряжение, срабатывает реле 12 и подключает первую обмотку 13 магнитного элемента 14 к вспомогательной обмотке 10.

В выходном напряжении формируется пауза только в те моменты, когда сердечник выходного трансформатора близок к предельны.м значениям рабочей индукции (фиг. 2д).

Формула изобретения

Двухтактный транзисторный инвертор, содержащий выходной трансформатор и силовые транзисторы, базо-эмиттерный переход каждого из которых соединен через базовый резистор с вторичной обмоткой входного трансформатора, база - через

0

диод с первым выводом дополнительной обмотки второго трансформатора, дополнительный транзистор и впомогательную обмотку выходного трансформатора, подключенную к входу выпрямителя, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем устранения одностороннего насыщения выходного трансформатора при пуске инвертора, введены ограничительный резистор, реле с размыкающими и замыкающими группами контактов и дополнительный магнитный элемент с тремя обмотками, причем цепь управления реле подключена к выходу выпрямителя, первая обмотка дополнительного магнитного элеменс та подключена через ограничите,яьный резистор и замыкающую группу контактов реле к вспомогательной обмотке выходного трансформатора, каждая из остальных об- .моток дополнительного магнитного элемента включена между вторым выводом соот0 ветствующей дополнительной обмотки входного трансформатора и эмиттером соответствующего силового транзистора через дополнительный транзистор и размыкающую группу контактов реле, а база дополнительного транзистора связана с входными питаю5

ДИМ выводом инвертора.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электропитания и автоматики для преобразования постоянного напряжения в переменное. Цепь - повышение надежности путем исключения токовых перегрузок трансформаторов в первый полупериод при пуске. Устр- во выполнено по дифференциальной схеме с трансформаторным входом и выходом. К базам силовых транзисторов 1, 2 подсоединены через диоды 3, 4 дополнительные обмотки 5, 6 входного трансформатора, в цепь которых введены обмотки 16 магнитного элемента 14, которые через размыкающие контакты реле 12 подключены к коллектору транзистора 8. Замыкающие контакты реле 12 подключены через обмотку 13 магнитного элемента и резистор к выходу выпрямителя 11, соединенного с дополнительной обмоткой 10 выходного трансформатора. В выходном напряжении формируется пауза только в те моменты времени, когда сердчник выходного трансформатора близок к предельным значениям рабочей индукции. В устр-ве полностью исключены замагни- чивающие пусковые токи в момент коммутации. 2 ил. «о (Л .J С «/-г о оо 00 оо ГчЭ