ТРАНСФОРМАТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА Советский патент 1970 года по МПК H01F38/40 

1, ,

Изобретение относится к области электротехники.

Известные трансформаторы постоянного тока с питанием и выходом на постоянном токе, содержащие двухтактный транзисторный преобразователь постоянного тока в перемеиный с трансформаторной связью, имеют сравнительно сложную схему построения.

С целью упрош;ения схемы, предлагаемый трансформатор выполнен в виде однотактного транзисторного автогенератора с индуктивной связью, силовая обмотка которого включена в коллекторную цепь, а обмотка управления, зашунтированная диодом в направлении, обратном проводимости перехода эмиттер - база, включена в базовую цепь транзистора.

На чертеже показана принципиальная схема описываемого трансформатора.

Трансформатор постоянного тока представляет собой автогенератор с индуктивной обратной связью, имеющий сердечник с расположенными на нем коллекторной W и базовой Wg обмотками, транзистор ПТ, и диод Д, шунтирующий базовую Обмотку W. Сердечник нодмагничивается измеряемым током /, протекающим через обмотку (силовую щину) W, расположенную на том же сердечнике. Направление тока / должно быть таким , чтобы создаваемые им ампер-витки действовали встречно ампер-виткам коллекторной обмотки.

Нагрузка (Обмотка реле, электромагнитов и т. д.) или балластное сопротивление R включается последовательно в коллекторную цепь транзистора ПТ.

Лри протекании тока / в обмотке W в автогенераторе возникают автоколебания, за счет которых происходит перемагничивание сердечника. При этом намагничивание сердечника производится ампер-витками коллекторной

обмотки WK при открытом транзисторе ПТ, который отпирается и поддерживается в открытом состоянии за счет полол ительной обратной связи, создаваемой индуктивной связью между обмотками W и W. По достижеяии насыщения сердечника индуктивная связь между обмотками W и Wg исчезает, транзистор ПТ запирается и происходит раздмагпичивание сердечника за счет ампер-витков, создаваемых током / в обмотке W, при этом

ток, возникающий в контуре базовой обмотки WQ, замкнутом диодом Д, создает на последнем запирающее напряжение на переходе эмиттер - база транзистора ПТ. По достижении насыщения сердечника, при котором индукция имеет уже противоположный знак, ток в контуре базовой обмотки исчезает, а вместе с ним - и запирающее напрял ение на диоде Д, вследствие чего происходит отпирание транзистора ПТ. Далее процесс повторяется в виНа основании закона нолного тока для сердечника с идеальной кривой намагничивания, полагая транзистор идеальным ключом и диод идеальным вентилем, за период колебаний автогенератора можно записать уравнение для мгновенных значений токов:

,-(i,i,W,-IW Q,

мгновенное значение коллекторного

тока; мгновенное значение тока в базовой

обмотке при открытом транзисторе

ПТ; мгновенное значение тока в базовой

обмотке при закрытом транзисторе

ПТ.

Интегрируя это уравнение за период колеаний Т и учитывая, что

W(, йгФ1 . W(, ЙФ2

(,

«п

R6

Кб dt

dt

й Ф1йГФз Ф

dt

dt

-функция изменения потока во времени при открытом транзисторе ПТ; функция изменения потока во врени при закрытом транзисторе /77; результирующая функция изменения потока во времени за период колебаний Т;

сопротивление базовой обмотки, получим для средних значений токов

.2 ФСП

w:

f ЙФ 0.

IW)T

Кб

Ф(0)

,2 (Г)

wi ( Так как в стационарном режиме --

Ro

Ф(0)

0, поскольку Ф(Г)Ф(0) и магнитное состояние сердечника за период колебаний возвращается к исходному, то последнее равенство можно представить 1 IW.

Следовательно, среднее значение коллекторного тока и подмагничивающий ток / связаны законом, характерным для трансформаторов тока.

Из последних выкладок следует, что соблюдение закона трансформации тока возможно лищь при наличии диода Д,, благодаря включению которого среднее значение ампер-витков базовой обмотки за период колебании

равно 0.

Предмет изобретения

Трансформатор постоянного тока с питанием 11 выходом на постоянном токе, содержащий обмотку управления, силовую обмотку с последовательно включенной нагрузкой и обмотку подмагничивания, отличающийся тем, что, с целью упрощения схемы, трансформатор выполнен в виде однотактного транзистор}1ого автогенератора с индуктивной связью, силовая обмотка которого включена в коллекторную цепь, а обмотка управления, зашунтиро5 ванная диодом в направлении, обратном проводимости перехода эмиттер - база, включена в базовую цепь транзистора.

W