Транзисторный инвертор Советский патент 1977 года по МПК H02M7/537 

1

Изобретение относится к области силовой электротехники, а более конкретно- к вториным источникам питания электротехнической аппаратуры.

Известны транзисторные инверторы, содержащие задающий генератор и предварительный усилитель, соединенные через соответствующие резисторы и коммутирующие транзисторы с зажимами источника питания, к которым подключен ключевой усилитель мощности с выходным трансформатором, одна из обмоток которого через вьшрямитель подключена к переходу эмиттер-база соответствующего предварительному усилителю коммутирующего транзистора l , 2j ,

Из указанных аналогов наиболее близким по технической сущности является устройство pj, которое выбирается за прототип. В данном известном .инверторе в процессе пуска предварительный усилитель подключен к источнику питания через резистор к находящийся во включенном состоянии коммутирующий транзистор, а после окончания процесса пуска происходит переключение предварительного усилителя по цепи питания к

обмотке трансформатора ключевого усилителя мощности.

Однако Б течение всего времени работы инвертора энергия в задающий генератор поступает непосредственно от источника питания. Так как последовательно с задающим генератором включен балластный резистор, то в этом резисторе при повышенном напряжении .источника питания рассеивается мощность, превышающая в несколько раз мощкость-задающего генератора.

Кроме того, в процессе запуска отсутствует достаточно жесткая фиксация момента переключения цепи питания предварительного усилителя.

Целью изобретения является увеличение КПД и надежности запуска инвертора.

Это достигается тем, что последовательно с указанным выпрямителем включен стабилитрон, связанный через разделительные диоды с базами указанных коммутирующих транз истор ов.

На чертеже представлена схема транзисторного инвертора.

Он содержит ключ 1, входной конденсатор 2, ВХОДНОЙ выпрямитель 3, сеть 4 пере менного тока, источник 5 питания, инвертор 6, коммутирующий транзистор 7 задающего генератора, резистор 8, задающий генератор 9, резистор 10, трансформатор 11 задающего генератора с обмотками 11 , llg , выпрямитель 12, резистор 13, коммутирующий транзистор 14 предварительного усилителя, предварительный усилитель 15, резистор 16, ключевой усилитель 17 мощности, трансформатор 18 ключевого усилителя мощности (выходной трансформатор) с обмотками 18i,. Кроме того, инвертор содержит стабилитрон 19, вьшрямитель 20, разделительные диоды 21 и 22, выпрямитель 23, резистор 24, развязываюшие диоды 25 и 26, стабилитрон 27, диоды 28 и 29, конденсаторы 30-33 и нагрузку 34. При замыкании ключа 1 входной конденсатор 2 через входной выпрямитель 3 подключается к сети 4 переменного синусоидального тока и конденсатор 2 начинает заряжаться. Совокупность этих элементов схемы образует источник 5 питания инвертора 6. В процессе заряда конденсатора 2 в баз коммутирующего транзистора 7 через резистор 8 поступает ток. и этот транзистор переходит в состояние замкнуто. Задающи генератор 9 через резистор 10 и замкнуты транзистор 7 подключается ко входному кон денсатору 2 и начинается формирование пря моугольных импульсов напряжения на обмотках 11 и llg трансформатора 11 задающего генератора. При этом от обмотки 11р данного трансформатора через выпрямитель 12 и резистор 13 в базу коммутирующего транзистора 14 поступает отпираю щий ТОК и этот транзистор переходит в сос тояние замкнуто, обеспечивая подключени предварительного усилителя 15 по цепи питания через резистор 16 к конденсатору 2 ,и, как следствие, запуск ключевого усилите ля мощности 17 и появление напряжений на обмотках 18 -18 выходного трансформа тора 18. Сопротивления резисторов 10 и 16 таки что при включенных транзисторах 7 и 14 основная часть (например, 200-300 В) на пряжения входного конденсатора 2 падает на этих резисторах и только незначительная часть (например, 20 В) на задающем генераторе и предвариетльном усилителе. В момент времени, когда напряжение на обмотке 184 выходного трансформатора превысит напряжение пробоя стабилитрона 19, через выпрямитель 20 и разделительные диоды 21, 22 к базам коммутирующих транзисторов 7 и 14 будут приложены запи рающие напряжения и оба этих транзистора перейдут в состоние разомкнуто. По окончании запуска питание задающего генератора и предварительного усилителя осуществляется от обмотки 18 выходного трансформатора через выпрямитель 23, резистор 24 и развязываюшие диоды 25, 26. При этом коммутирующие транзисторы 7, 14 и резисторы 10, 16 обесточены. Стабилитрон 27 и диоды 28, 29 являются вспомогатльными .и предназначены для ограничения при необходимости напряжения на задающем генераторе и предварительном усилителе в процессе запуска. В установившемся режиме через стабилитрон 27 ток не протекает. Конденсаторы 30-33 сравнительно небольшой емкости являются фильтрующими элементами. Их использование обусловлено наличием малых по длительности провалов напряжений после выпрямления переменных прямоугольных сигналов. При необходимости стабилизации напряжения на нагрузке 34 ключевой усилитель мощности 17 целесообразно дополнить импульсным регулятором напряжения (или совместить с ним), управляемым с помощью соответствующей цепи обратной связи. Применение изобретения в практических разработках при использовании в качестве источника энергии стандартной сети 220 В 50 Гц переменного тока обеспечивает возможность эффективного построения регулируемых и нерегулируемых инверторов, так как в установившемся режиме потери в элементах запуска не превышают 0,2-1% от общей мощности преобразования. Кроме того, в рассмотренном устройстве легко осуществить быстродействующую защиту от перегрузок по току и к.з. в цепи нагрузки. Для этого схему следует дополнить тиристорным оптроном, тиристор которого включается параллельно задающему генератору, а светодиод- параллельно выходу датчика тока нагрузки. В аварийном режиме сигнал перегрузки воздействует на светодиод оптрона, что обусловливает включение тиристора этого оптрона и, как следствие, закорачивание задающего генератора по цепи питания. После включения тиристора прекращается формирование импульсов на обмотках всех трансформаторов, коммутирующий транзистор 7 переходит в состояние замкнуто, а коммутирующий транзистор 14 останется в состоянии разомкнуто. Формула изобретения Транзисторный инвертор, содерисадшй задающий генератор и предварительный усилитель, соединенные через соответствуюшие

резисторы .и коммутирующие транзисторы с зажимами источника питания, к которым подключен ключевой усилитель мощности с выходным трансформатором, одна из обмоток которого через вьшрямитель подключена к 5 переходу эммиттер-база соответствующего предварительному усилителю коммутирующего транзистора, отличающийся тем, что, с целью увеличения КПД и надежности, последовательно с указанным выпрямителем Q

включен, стабилитрон, связанный через разделительные диоды с базами указанных коммутирующих транзисторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1,Авторское свидетельство СССР

№ 473267, М.Кл Н02 М 3/22, 1973г.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 514401, М.Кл Н02М 3/32, 1974г.

ftftf