Транзисторный автогенератор Советский патент 1992 года по МПК H02M3/338 

(Л

С

Использование: вторичные источники электропитания. Транзисторный автогенератор содержит четыре транзистора 1-4, силовой трансформатор 5, пусковые конденсаторы 6 и регулировочный резистор 7, дополнительно введены диодный мост, который состоит из диодов 8-11, параметрический стабилизатор напряжения на базе стабилитрона 12, резистора 13, однопере- ходного транзистора 14, конденсатора 15, транзистора 16 и два диода 17, 18. Изобретение обеспечивает двухполупериодную синхронизацию, что дает возможность предотвратить выход сердечника выходного трансформатора в режим насыщения, кроме того, обеспечивает регулирование частоты. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам для преобразования постоянного тока-в переменный и может быть использовано для преобразования энергии батарей постоянного тока в переменный ток для маломощных потребителей, работающих от сети переменного тока, например для питания электробритв в вагонах дальнего следования.

Известен двухтактный самовозбуждающийся преобразователь напряжения 1, содержащий силовые транзисторы, силовой трансформатор, дополнительный транзистор, шунтирующий своим коллектор-эмит- терным переходом одну из базовых обмоток и узел регулирования частоты, выполненный на двухбазовом диоде. Окончание одного из полупериодов работы этого преобразователя определяется временем заряда хронирующего конденсатора до уровня, при котором открывается двухбазовый диод, а окончание второго полупериода - моментом выхода сердечника трансформатора в режим насыщения по петле гистерезиса. Недостатком такого устройства является низкий КПД, обусловленный до- полнительными потерями мощности, связанными с протеканием импульсов тока при замыкании ключа в цепи обмотки в первый полупериод, а также протеканием импульсов тока по первичной обмотке и через транзистор в режиме выхода сердечника трансформатора в насыщение во второй полупериод.

Наиболее близок к предлагаемому транзисторный автогенератор 2, содержащий выходной трансформатор и узел регулирования частоты на базе однопереходного транзистора и хронирующей RC-цепи, транзисторный ключ, двухполупериодный выпрямитель, вход которого подключен к базовым обмоткам силовых транзисторов, и

VJ

О

VI о ел

цепи формирования дополнительных синхроимпульсов, состоящей из двухполупери- одного выпрямителя, питающей обмотки, дифференцирующей цепочки, ключевого транзистора. Указанное устройство обеспечивает двухполупериодную синхронизацию, что дает возможность предотвратить выход сердечника выходного трансформатора в режим насыщения, т.е. повысить КПД устройства с возможностью регулирования частоты.«

Недостатком указанного устройства является сложность, обусловленная наличием цепи формирования дополнительных синхроимпульсов, состоящей из транзистора, дифференцирующей цепи, двухполупери- одного выпрямителя и питающей обмотки, а также цепи коммутации транзисторов (резистор и конденсатор, имеющий значительные габариты).

Целью изобретения является упрощение схемы.

Поставленная цель достигается тем, что в известный транзисторный автогенератор, содержащий выходной трансформатор и узел регулирования частоты на базе однопе- реходного транзистора и хронирующей НС- цепи, транзисторного ключа и двухполупериодного выпрямителя, вход которого подключен к базовым обмоткам силовых транзисторов, дополнительно введены два диода, имеющих общую точку одноименных электродов, другие электроды этих диодов подключены к базовым обмоткам, узел регулирования частоты подключен к выходу двухполупериодного выпрямителя, а выход узла регулирования частоты - к входу транзисторного ключа.

Именно за счет того, что в известный транзисторный автогенератор дополнительно введены два диода, имеющих общую .точку одноименных электродов, другие электроды этих диодов подключены к базовым обмоткам, узел регулирования частоты подключен к выходу двухполупериодного выпрямителя, а выход узла регулирования частоты - к входу транзисторного ключа, значительно упрощается схема устройства.

Авторам не известны устройства подобного назначения, имеющие признаки, сходные с отличительными признаками данного устройства.

Схема автогенератора представлена на чертеже,

Транзисторный автогенератор содержит четыре транзистора 1-4, которые включены по мостовой схеме, силовой трансформатор 5, первичная обмотка которого включена в диагональ моста, а четыре

вторичные обмотки подключены к базам соответствующих транзисторов 1 - 4 таким образом, чтобы обеспечить открывание транзисторов одного плеча моста и закры5 вание транзисторов другого плеча, пусковые конденсаторы 6, регулировочный резистор 7, двухполупериодный выпрямитель, который состоит из диодов 8-11, параметрический стабилизатор напряже0 ния, выполненный, например, на базе стабилитрона 12 и резистора 13, которые соединены последовательно, однопереход- ный транзистор 14, конденсатор 15, транзисторный ключ 16 и два диода 17 и 18,

5 которые имеют общую точку катодов. Аноды этих диодов подключены к базовым обмоткам силовых транзисторов, узел регулирования частоты, выполненный на базе однопереходного транзистора 14 и хрони0 рующей RC-цепи 7, 15, подключен к выходу диодов 8-11 двухполупериодного выпрямители а выход узла регулирования частоты - к вхо.у транзисторного ключа 16.

Работает транзисторный автогенератор

5 следующим образом.

При подаче напряжения питания через пусковые конденсаторы 6 и по первичной обмотке силового трансформатора 5 начинает протекать ток, что вызывает изменение

0 магнитного потока в его сердечнике, а это, в свою очередь, приводит к появлению напряжения положительной полярности на концах обмоток, подключенных к базам транзисторов 1 и 4, которые при этом начи5 нают открываться. Ток по первичной обмотке трансформатора 5 увеличивается. Процесс происходит лавинообразно до полного открывания транзисторов 1 и 4. Одновременно происходит перемагничивание

0 сердечника в определенном направлении, Транзисторы 2 и 3 остаются закрытыми, т.к. на их базы подается отрицательное (запирающее) напряжение.

Напряжение, возникающее на базовых

5 обмотках транзисторов 2 и 4, выпрямляется диодным мостом, стабилизируется стабилитроном 12 и подается на времязадающую цепь, состоящую из последовательно соединенных регулировочного резистора 7 и кон0 денсатора 15, и на однопереходный транзистор 14, эмиттер которого подключен между регулировочным резистором 7 и конденсатором 15.

При достижении напряжения на кон5 денсаторе 15 определенного уровня одно- переходный транзистор 14 открывается, и конденсатор 15 разряжается, что приводит к открыванию транзисторного ключа 16. Образуется замкнутый контур базовая обмот- ка транзистора 4 (плюс), диод 18, переход

коллектор-эмиттер открытого транзистора 16, диод 9 моста, базовая обмотка транзистора 2 (минус) для протекания тока базовых обмоток транзисторов 2 и 4, вследствие чего ток базы транзистора 4 резко уменьша- ется, транзистор 4 выходит из насыщения и закрывается, Одновременно закрывается и транзистор 1.

Изменение индукции намагниченного сердечника силового трансформатора 5 по частной петле гистерезиса при прекращении тока в первичной обмотке вызывает по- явление напряжения положительной полярности -на концах базовых обмоток транзисторов 2 и 3, что и приводит к их открыванию. По обмотке в диагонали моста ток начинает протекать в противоположную сторону, транзисторы 2 и 3 лавинообразно открываются, сердечник трансформатора 5 перемагничивается в обратном направле- нии. Одновременно происходит заряд конденсатора 15 через регулируемый резистор 7. Через промежуток времени, определяв- мый моментом открывания однопереходно- го транзистора 14, происходит открывание транзистора 16, и ток базовых обмоток транзисторов 2 и 4 замыкается по контуру базовая обмотка транзистора 2 (плюс), диод 17, открытый переход коллектор-эмиттер транзистора 16, диод 11 моста, базовая об- мотка транзистора 4 (минус). Ток базы транзистора 2 уменьшается, транзистор 2 выходит из насыщения, и транзисторы 2 и 3 закрываются, а транзисторы 1 и 4 открываются аналогично описанному выше.

Так формируется вторая половина периода колебаний инвертора, Периодическое изменение направления намагничивания сердечника трансформатора 5 вызывает появление на выходной обмотке

последнего периодически изменяющееся напряжение практически прямоугольной формы с частотой, определяемой временем заряда времязадающего конденсатора 15 через регулируемый резистор 7 до напряжения открывания однопереходного транзистора 14.

Максимальное время заряда времяза- дающей цепи 7, 15 определяется током включения однопереходного транзистора 14, измеряемым микроамперами, а минимальное время заряда-током его выключения, измеряемым миллиамперами, т.е. частота автогенератора может регулироваться в достаточно широких пределах.

Таким образом, по сравнению с прототипом 2, за счет введения в схему известного транзисторного автогенератора указанных выше элементов и связей, описанное техническое решение позволяет существенно упростить схему устройства.

Формула изобретения Транзисторный автогенератор, содержащий выходной Трансформатор и узел регулирования частоты, выполненный на базе однопереходного транзистора и хронирующий RC-цепи, транзисторный ключ и двух- полупериодный выпрямитель, вход которого подключен к базовым обмоткам силовых транзисторов, отличающий- с я тем, что, с целью упрощения схемы, в него дополнительно введены два диода, имеющих общую точку одноименных электродов, другие электроды этих диодов под- ключены к базовым обмоткам, узел регулирования частоты подключен к выходу двухполупериодного выпрямителя, а выход узла регулирования частоты - к входу транзисторного ключа.