Двухтактный инвертор Советский патент 1987 года по МПК H02M7/538 

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

Цель изобретения - повышение КПД путем устранения н е симметрично го режима перемагничивания сердечника выходного трансформатора,

На фиг. 1 показана схема одного из вариантов инвертора; на фиг. 2 (а, 6sB,rsA) - диаграммы напряжений на характерных участках схемы инвертора при симметричном режиме работы; на фиг, 3 (a5 6jBjrзДэе,ж) то же при несимметричном режиме работы.

Двухтактный инвертор (фиг. 1) содержит силовые транзисторы 1 и 2; базы которых ерез диоды 3 и 4 под- Ключены к дополнительной обмотке 5 управляющего Трансформатора 6,Средняя точка этой обмотки через дополнительный транзистор 7 соединена с входным питающим выводом инвертора. База дополнительного транзистора 7 подключена к выходу триггера 8,одни входы которого через последовательно соединенные первый двухполупериод- ный выпрямитель 9 и конденсатор 10 подключены к вспомогательной обмотке 11 трансформатора 6.Второй двух-- полупериодный выпрямитель 12 связан с дополнительной обмоткой 13 выход- ного трансформатора ТА, которая размещена на сердечнике выходного трансформатора 14 ортогонально по отношению к основным обмоткам, соединена последовательно с резистивным датчиком 15 и подключена к источнику пере менного напряжения. Второй вход триг гера 8 через пороговое -устройство 16 и второй двухполупериодный выпрямитель 12 подключен К резистивному датчику 16 тока, В качестве источни- ка переменного напряжения целесооб- разно использовать одну из обмоток например 17, управляюш(его трансформатора 6 (данная цепь показана пунктиром) «Для исключения сквозных токов могут быть использованы люб-ы известные технические решения (напрмер, показанное пунктиром).

Двз тактный инвертор работает следующим образом.

При подаче на входную обмотку тр.ансформатора 6 управляюш,его напряжения на всех обмотках наводится переменное напряжение, поступающее

на управляющие входы (базы) силовых транзисторов 1 и 2 (фиг. 2а). Продифференцированное напряжение вспомогательной обмотки 11 через выпрямитель 9 пост упает на R-вход триггера 8 и обнуляет его.При этом на выходе триггера образуется сигнал нулевого уровняэ закрывающий дополнительный транзистор 7.На обмотках выходного трансформатора наводится переменное напряжение, соответствующее управляющему сигналу (фиг. 2а, б, д). При симметричном режиме перемагничивания сердечника выходного трансформатора 14 ток намагничивания 1, из- м§няется линейно от значе- . ния к большему в течение полупериода.

Ток намагничивания дополнительной ортогональной обмотки 13 также изменяется линейно. Линейное напря л ение выделяющееся на резистивном датчике 15 тока,выпрямляется во втором выпрямителе 12 и поступает на вход порогового устройства 16. При симметричном режиме величина Rl не, достигает уровня срабатывания порогового устройства 16,что обуславливает нулевой уровень на выходе порогового устройства 16 (фиг.2в).Таким образом, при симметричном режиме перемагничивания управляющий сигнал пе-редается без искажения, а дополнительные узлы не оказывают влияния на работу инвертора. При несимметричном режиме перемагничивания сердечника выходного трансформатора 14 (например , при несимметричном зшравляющем напряжении, как показано на фиг. За) управляющее напряжение поступает на управляющие входы (базы) силовых транзисторов 1 и 2, и с вспомогательной обмотки 11 продиф ференцированное напряжение поступает па R-вход триггера 8, обнуляя его состояние. При этом дополнительный транзистор 7 закрыт. Начинается этап перемагничивания сердечника выходного трансформатора 14, который вызывает при достижении колена петли гистерезиса увеличения тока намагничивания в цепи дополнительной обмотки 13. Увеличение тока намагничиваI

|U

приводит к увеличению падения

ния напряжения на резистивном датчике 15 тока и превьшзению уровня срабатывания порогового устройства 16. На выходе порогового устройства 16

появляется сигнал единичного уровня (на фиг. Зг), что приводит триггер 8 в другое устойчивое состояние.

Дополнительный транзистор 7 открывается и обеспечивает форсированное; запирание открытого транзистора 1 или 2. В течение времени рассасывания транзистора 1 (2) продолжается процесс намагничивания сердечника выходного трансформатора 14 (фиг. Зв), что следует учитывать при выборе порога срабатывания порогового устройства 16. После окончания времени рассасывания переключающего транзистора 1 (2) в выходном напряжении формируется пауза до момента смены полярности выходного напряжения (фиг. Зе), которая позволяет устранить возникновение нарастания намагничивающего пика тока (фиг. Зж). При смене полярности управляющего напряжения триггер 8 обнуляется и все процессы повторяются. Аналогично протекают процессы при управляющем напряжении вида с паузой на нуле причем дополнительный транзистор 7 может выполнять одновременно две функции: как исполнительный элемент формирователя ШТО -сигнала и как формирователь сигналов с равными вольт- секундными интервалами (с разницей в Л Срасе ) Выполнение размещения дополнительной обмотки 13 наиболее просто на чашечном сердечнике, внутри которого расположены основные обмотки, а через центральное отверстие керна наматывается дополнительная обмотка 13.Эта обмотка в совокупности с резистивньм датчиком тока позволяет получить наиболее, полную информацию о электромагнитном состоянии сердечника трансформатора,что позволяет повысить КПД инвертора.

O

0

0

Формула изобретения

1. Двухтактный инвертор, содержащий выходной трансформатор, силовые транзисторы, базы которых через соот- ветствующие диоды подключены к дополнительной обмотке управляющего трансформатора, средняя точка которой через дополнительный транзистор соединена с входным питающим выводом

5

инвертора, к которомуподключены эмиттеры силовых транзисторов,причем база дополнительного транзистора подключена к выходу триггера, одни входы которого через последовательно соединенные первый двухполупериодный выпрямитель и конденсатор подключены к вспомогательной обмотке управляющего трансформатора, а также второй дву :полупериодный выпрямитель и дополнительную обмотку выходного трансформатора, отличающийся тем,что,с целью повышения КПД путем устранения несимметричного р жш ла пе- г ремагничивания сердечника выходного ° трансформатора,введены резистивный датчик тока и пороговое устройство, а дополнительная обмотка выходного трансформатора размещена на сердечнике выходного трансформатора ортогонально по отношению к основньпч об- . моткам,соединена последовательно с резистивным датчиком тока и подключена к источнику пер.еменного напряжения, а второй вход триггера через пороговое устройство и второй двухполупериодный выпрямитель подключен к резистивному датчику..

2. Инвертор по п. 1, отли- 0 чающийся тем,что в качестве источника переменного напряжения используется одна из обмоток управ- - ляющего трансформатора.

:.Х

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повышение КПД путем устранения несимметричного режима перемагничивания сердечника выходного трансформатора.. Ток намагничивания ортогональной обмотки изменяется линейно при симметричном режиме перемагничивания выходного трансформатора. Линейное напряжение, выделяющееся на резистивном датчике тока, после выпрямления поступает на вход порогового устройства. Сигналом с порогового устройства вводятся в действия узлы защиты, ограничи - вающие нарастание намагничивающего тока. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. СО ел О5 О5 О5

фис .г

. Составитель В.Моин Редактор М.Петрова Техред Л.Сердюкова Корректор С.Черни

Заказ 5808/52 Тираж 659Подписное

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, k

фие.З