Самовозбуждающийся инвертор Советский патент 1992 года по МПК H02M7/538 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразовательной технике, и может быть использовано при построении вторичных источников электропитания.

Изв естны схемы самовозбуждающихся инверторов, недостатком которых является зависимость быстродействия КПД от величины напряжения питания, так как напряжения на базовых обмотках силовых транзисторов меняются с его изменением, а значит изменяются и базовые токи и коэффициенты насыщения силовых транзисторов, что влияет на быстродействие, а потери на базовых резисторах, величина которых рассчитана на наименьшее возможное напряжение питания, снижают КПД при больших его величинах. Кроме того, на силовом трансформаторе необходимы специальные обмотки положительной обратной связи, что значительно усложняет изготовление трансформатора, особенно если инвертор рассчитывается на небольшую выходную мощность и маленькое входное напряжение, т.е.трансформатор имеет малые размеры.

Известна схема самовозбуждающегося инвертора без специальных обмоток положительной обратной связи, но в ней потери в базовых резисторах еще больше, так как используется двойное напряжение питания и быстродействие также, ухудшается с возрастанием величины напряжения питания.

Наиболее близким по технической, сущности к изобретению является самовозбуждающийся инвертор, содержащий выходной трансформатор с обмотками положительной и отрицательной обратной связи, силовые и коммутирующие тра 1зисторы, времязадающий дроссель и параллельный резонансный контур, шунтированный резистором.

Недостатки этого инвертора аналогичны описанным выше, т.е. имеются специальные обмотки положительной обратной связи, напряжение на которых меняется с изменением напряжения питания, в результате чего меняются токи баз и коэффициенты насыщения силовых транзисторов, а так как величина ограничительных резисторов рассчитывается такой, чтобы обеспечить насыщенное состояние силовых транзисторов при минимально возможной величине напряжения питания, то во всех остальных случаях силовые транзисторы оказываются перенасыщенными, что ухудшает быстродействие. Потери на ограничительных резисторах снижают КПД инвертора так же, как и повышенные динамические потери на силовых транзисторах, которые существенно возрастают, когда силовые транзисторы перенасыщенны.

Целью изобретения является повышение быстродействия и КПД при изменении величины напряжения питания.

На чертеже приведена электрическая схема предлагаемого инвертора.

Самовозбуждающийся инвертор содержит выходной трансформатор 1 с обмоткой отрицательной обратной связи 2 и первичной обмоткой, состоящей из полуобмоток 3, 4, средняя точка которых подключена к первому выводу источника питания 5, второй вывод которого соединен с общей шиной. Коллекторы силовых транзисторов 6, 7 подключены к крайним точкам обмоток 3, 4, базы через ограничительные резисторы 8, 9 подключены к коллекторам друг друга, а эмиттеры через параллельный резонансный контур, состоящий из дросселя 10 и конденсатора 11, шунтированный резистором 12, подключены к общей шине. Коллекторы коммутирующих транзисторов 13, 14 подключены к базам силовых транзисторов 6, 7, эмиттеры - к общей шине, а базы соединены через последовательно включенные обмотку отрицательной обратной связи 2 и времязадающий дроссель 15, образующими вместе с резисторами 16, 17 времязадающую цепочку. Эмиттеры вспомогательных транзисторов 18, 19 соединены и через токоограничительный резистор 20 подключены к первому выводу источника питания 5,

их коллекторы подключены к базам, а базы - к коллекторам-силовых транзисторов 6,1. Выходное напряжение снимается с обмотки 21 выходного трансформатора 1.

Инвертор работает следующим образом.

С подключением на вход инвертора напряжения питания от источника 5 замыкается цепь положительной обратной связи,

0 один из силовых транзисторов 6, 7 полностью открывается, а второй закрывается. Предположим, что открыт силовой транзистор 6, при этом транзистор 7 закрыт. К полуобмотке 4 приложено напряжение питания. Открытый транзистор 18 стабилизирует ток базы транзистора 6, чтобы поддерживать его на границе насыщения следующим образом. Если транзистор 6 входит в глубокое насыщение, резко

0 уменьшается падение напряжения на его переходе коллектор - база. При этом соответственно также уменьшается падение напряжения коллектор- база транзистора 18, в результате чего резко падает его коэффициент усиления по току и уменьшается ток коллектора, т.е. ток базы транзистора 6, который в результате становится менее насыщенным. Если транзистор 6 начинает выходить из насыщения, например, в результате возрастания тока коллектора, падение напряжения коллектор - база транзисторов 6 и 18 возрастает, увеличивается ко.эффициент усиления по току транзисторов 18, возрастает ток базы транзистора

5 6 и тот вновь входит в насыщение. Аналогичные процессы будут происходить при изменении величины нагрузки и напряжения питания, поддерживается постоянная степень насыщения, что позволяет обеспечить

0 максимальное быстродействие при выключении.

При этом под действием напряжения с обмотки 2 отрицательной обратной связи через резисторы 16, 17 перемагничивается

5 времязадающий дроссель 15. Сумма напряжений на колебательном контуре (10,11,12) и резисторе 16 от тока намагничивания дросселя 15 приложена к базе транзистора 13. Когда дроссель 15 начнет насыщаться,

0 ток его резко возрастает и транзистор 13 откроется и зашунтирует вход силового транзистора 6. Транзистор 6 закрывается, напряжение на его коллекторе резко возрастает, начинает открываться транзистор 7,

5 напряжение источника питания 5 прикладывается к обмотке 3, замыкается цепь положительной обратной связи, и транзистор 7 насыщается, а транзистор 6 полностью закрывается. Времязадающий дроссель 15 начинает перемагничиваться в другую сторону

Изобретение относится к преобразовательной технике в области электротехники. Цель изобретения - повышение быстродействия и КПД. Инвертор содержит выходной трансформатор 1 с первичной обмоткой