Двухтактный транзисторный преобразователь Советский патент 1988 года по МПК H02M7/538 

ивх

(Л

00 00

О5

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

Цель изобретения - повышение надеж ности путем повышения точности симметрирования полупериодов перемагничивания выходного трансформатора.

На фиг. 1 показана принципиальная схема преобразователя; на фиг. 2 - диаграммы напряжений во входных цепях интегратора.

Предлагаемый преобразователь состоит из инвертора, например полумостового типа, выполненного на двух силовых транзисторах 1, 2, двух конденсаторах 3, 4 и выходном трансформаторе 5 с вторичной обмоткой 6. Преобразователь содержит управляющий трансформатор 7, вторичные обмотки 8, 9 которого через базовые резисторы 10, 11 подключены транзисторов 1, 2.

Силовой трансформатор 5 имеет дополнительную обмотку 12, подключенную к выпрямителю 13. От выпрямителя 13 осуш.ест- вляется электропитание задаюш,его генератора 14, интегратора 15 и конденсаторного делителя напряжения на два в виде двух последовательно соединенных одинаковых конденсаторов 16, 17. Интегратор 15 выполнен на операционном усилителе, инверти- руюш,ий вход «- которого подключен через резистор 18 к дополнительной обмотке 12 трансформатора 5. Неинвертируюший вход «-f- подключен к цепи усилителя питания через резистивный делитель напряжения на два 19, 20. Операционный усилитель вместе с конденсатором 21 соединен резистором 22 с неинвертирующим входом задающего генератора 14, выполненном также на операционном усилителе. Инвертирующий вход последнего через резистивный делитель 23, 24 соединен с выходом выпрямителя 13. Выход задающего генератора 14 через резистор 25 и диоды 26, 27 подключен к базам транзисторов 28, 29. Коллекторные выводы транзисторов 28, 29 соединены между собой через резисторы 30, 31 и через времязадающую RC-цепь 32, 33 связаны с неинвертирующим входом задающего генератора 14. Первичная обмотка 34 управляющего трансформатора 7 включена между общей точкой резисторов 30, 31 и общей точкой двух последовательно включенных конденсаторов 16, 17, противоположные выводы которых подключены к выходу выпрямителя 13.

Диоды 35, 36 защищают транзисторы 1, 2 от сквозных токов, возникающих из- за конечного времени выключения транзисторов.

Преобразователь работает следующим образом.

10

Задающий генератор 14 переключается с помощью RC-цепи 32, 33, коммутируемой транзисторами 28, 29. Транзисторы 1, 2 преобразователя напряжения переключаются импульсами напряжения, снимаемыми с обмоток 8, 9 управляющего трансформатора 7.

В случае равенства длительностей импульсов, снимаемых с дополнительной обмотки 12 трансформатора 5, на выходе операционного усилителя интегратора 15 имеется постоянное напряжение, которое при равенстве резисторов 19, 20 и 23, 24 равно половине напряжения питания задающего генератора (фиг. 2). В этом случае задающий генератор 14 формирует равные по длительности импульсы.

В случае неравенства длительностей импульсов, снимаемых с дополнительной обмотки 12, напряжение на выходе дифференциального усилителя интегратора 15 получает приращение того или иного знака.

к входу силовых 20 Это объясняется следующим (см. фиг. 2).

В связи с больщой емкостью конденсаторов 16 и 17 напряжение питания узлов 14 и 15 в течение обоих полупериодов равио амплитуде напряжения того полупериода, где оно максимально (lJ2). Следовательно, на неинвертирующем входе «+ интегратора напряжение всегда равно U2/2.

15

25

40

На инвертирующий вход «- интегратора в течение первого полупериода подается

30 напряжение U2-Ui, а в течение второго полу- периода напряжение Li. Вольт-секундные интегралы полупериодов равны между собой, вследствие трансформаторной связи обмотки 12 с выходом преобразователя, т.е. Uiti U2t2. Вольт-секундный интеграл (на35 пряжение на выходе интегратора) в первом полупериоде Si(Ui-0,5U2)(t2 - - 0,5ti) и во второ.м полупериоде S 0,5U2t2. Отношение Si/S2 2-ti/t2, т.е. при отклонении ti/t2 от единицы в ту или иную сторону изменяется знак приращения напряжения на управляющем входе задающего генератора. Это приращение, воздействуя на времязадающую RC-цепь 32, 33 через резистор 22, приводит к несимметрии импульсов, формируемых задающим генератором 14, в свою очередь компенсирует несимметрию импульсов на силовом трансформаторе 5.

Таким образом, преобразователь, включающий в себя интегратор, является астатической системой. Это позволяет повы Q сить точность симметрирования режима работы преобразователя. Ввиду наличия емкост- ного делителя напряжения 16, 17 в управляющем трансформаторе 7 отсутствует постоянная составляющая точка подмагничива- ния. Несимметрия импульсов на транзис55 торах 28, 29 приводит к разиости напряжений на конденсаторах 16, 17. Но поскольку цепь питания задающего генератора 14 в отличие от силовой цепи может быть вы45

0

На инвертирующий вход «- интегратора в течение первого полупериода подается

0 напряжение U2-Ui, а в течение второго полу- периода напряжение Li. Вольт-секундные интегралы полупериодов равны между собой, вследствие трансформаторной связи обмотки 12 с выходом преобразователя, т.е. Uiti U2t2. Вольт-секундный интеграл (на5 пряжение на выходе интегратора) в первом полупериоде Si(Ui-0,5U2)(t2 - - 0,5ti) и во второ.м полупериоде S 0,5U2t2. Отношение Si/S2 2-ti/t2, т.е. при отклонении ti/t2 от единицы в ту или иную сторону изменяется знак приращения напряжения на управляющем входе задающего генератора. Это приращение, воздействуя на времязадающую RC-цепь 32, 33 через резистор 22, приводит к несимметрии импульсов, формируемых задающим генератором 14, в свою очередь компенсирует несимметрию импульсов на силовом трансформаторе 5.

Таким образом, преобразователь, включающий в себя интегратор, является астатической системой. Это позволяет повыQ сить точность симметрирования режима работы преобразователя. Ввиду наличия емкост- ного делителя напряжения 16, 17 в управляющем трансформаторе 7 отсутствует постоянная составляющая точка подмагничива- ния. Несимметрия импульсов на транзис5 торах 28, 29 приводит к разиости напряжений на конденсаторах 16, 17. Но поскольку цепь питания задающего генератора 14 в отличие от силовой цепи может быть вы5

брана низковольтной, то учет этой разности при расчете трансформатора 7 обес- нечивает отсутствие его подмагничивания.

Формула изобретения

сти симметрирования полупериодов пере- магничивания выходного трансформатора, введены интегратор, конденсаторный и ре- зистивный делители напряжения на два, подключенные к выходу указанного выпрямителя, причем генератор выполнен на операционном усилителе, подключенном по цепи питания к выходу указанного выпрямителя, неинвертирующий вход интегратора соединен с выходом резистивного делителя наДвухтактный транзисторный преобразователь, содержащий по меньщей мере два силовых транзистора и выходной трансформатор с дополнительной обмоткой, подключенной к входу выпрямителя, управляемый Ю пряжений, вход - через ограничительный

задающий генератор прямоугольных знако-резистор с одним из выводов дополнительпеременных импульсов с RC-цепочкой обрат-ной обмотки выходного трансформатора,

ной связи, выходом подключенный к одномувыход интегратора соединен с управляюиз выводов первичной обмотки управляю-щим входом управляемого задающего гене- щего трансформатора, вторичные обмотки ратора прямоугольных знакопеременных

которого через базовые резисторы подклю-импульсов, а к выходу конденсаторного дечены к входным цепям силовых транзисто-лителя напряжения на два подключен друров, отличающийся тем, что, с целью повы-гой вывод первичной обмотки управляющего

шения надежности путем повышения точно-трансформатора.

сти симметрирования полупериодов пере- магничивания выходного трансформатора, введены интегратор, конденсаторный и ре- зистивный делители напряжения на два, подключенные к выходу указанного выпрямителя, причем генератор выполнен на операционном усилителе, подключенном по цепи питания к выходу указанного выпрямителя, неинвертирующий вход интегратора соединен с выходом резистивного делителя напряжений, вход - через ограничительный

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повышение надежности путем повышения точности симметрирования полупериодов перемагничивания выходного трансформатора. Устр-во состоит из инвертора, выполненного на двух силовых транзисторах 1, 2, двух конденсаторах 3, 4 и выходном трансформаторе 5. Входы силовых транзисторов 1, 2 подсоединены к управляющему трансформатору 7. Трансформатор 5 имеет дополнительную обмотку 12. подключенную к выпрямителю 13, от которого осуществляется питание задающего генератора 14, интегратора 15 и конденсаторного делителя напряжения на два, выполненного в виде двух конденсаторов 16, 17. В случае равенства длительности импу.чьсов, снимаемых с дополнительной обмотки 12, на выходе операционного усилителя интегратора 15 имеется постоянное напряжение питания задающего генератора 14 и он формирует равные но длительности импульсы. 2 ил. «