Транзисторный инвертор Советский патент 1977 года по МПК H02M7/537 H02M1/08 

(54) ТРАНЗИСТОРНЫЙ ИНВЕРТОР

;. . I ... .; ;.-;

Изобретение относится к электротехнике, а более конкретно к преобразоват1элям напряжения постоянного тока в напряжение переменного тока. Такке преобразователи широко, применяются в электроприводе для пи- j тания датчиков и других устройств автоматики и телемеханики.

Известны полупроводниковые преоброзо ватели напряжения, в которых постоянное HO-JQ пряжение источника питания .преобразуетея. в многоступенчатое выходное напряжение, по форме близкое к синусоидальному. Формирование ступенчатой кривой выходного напряжения в таких преобразователях может jj осуществляться с помощью распределителя импульсов, подсоединенного к генератору так гтовых импульсов l . Инвертор в этоК crty:чае позволяет получить любую требуемую форму выходного напряже1П1я и имеет Щи- до рокий диапазон частот. решение приводит к усложнению силовой цепи преобразователя и к необходимости введения допоянительшлх мошных транзисторов.

Известшл также траиэисторш ге инверторЫ25;

с безэталонной ШИМ .взятые за протчзтип. . .. . . . . . . .: ,. ,. -; :,. . . Недостатком этих инверторов являетсА сложность сиртемы правления, в которой для модуляпив 1аир1 ны импульсов прнменеззы два делителя частоты с разным коэффщшенгом деления. . , ; .;. , . .,.. : ..

изобретения является увр ошеЕИв устройства путем использованна в качестье 10дуяотора шярикоы импульг ос быстродёйст- вующего магнвтйого усипигеля; упрабляюшвё обмотки kOTOporo имеют нисколько отвойов, , соединенных через дополнительные ключи с источником опорного напряжения, а рабочие обмот-ки через вспомогатеЛыЕые тфанзйсторы соединены с источником питания инвертора, причем день Ьазы вспомогательных транзиоторов св|язана С выходом задакщм о гвнератора -

На чертеже {1рйведе 1а пр Е1Нципиальная схема инвертора.;

Инвертор состоит из силового каскада и схемы управления. Силовой каскад представляет собой мостовой инвертор с сило-. выми ключами (транзисторами) 1-4, в диагональ которого включена .нагрузка 5 Схема управления состоит из двухтактиогб быстродействую-лего магнитного усилителя (МУ) (дроссели б, 7 и переключающие вспомогательные транзисторы 8-11), задающего генератора 12, распределителя импульсов, состояшего в данном случае из тригге ного счетчика 13 и дешифратора 14. К базам силовых транзисторов 1 и 3 через дополнительные ключи 15 и 16 подключены выходные обмотки 17-20 магнитного усилителя. Ключи 2, 4, 15 и 16, управляют ся напряжениями с выходов дешифратора 14 Управляющие обмотки МУ состоят из сек- ций 21-26, которые черед транзисторы 10, 11 и дополнительные ключи (транзисторы) 27-29 подключены к источнику опорного на пряжения 30. Рабочие обмотки 31 и 32 МУ ч.)ез транзисторы ;8 и 9 подключены к источнику питания инвертора. Базовые пвПи транзисторов 8 и 9 подключены через актив но-емкостные цепочки к обмоткам обратной связи 33 и 34, а через емкости 35 и 36 к обмоткам 37 и 38 трансформатора 39 задалошаго генератора 12. Базы транзисторов Ю и 11 подключены к обмоткам 40 н .41 трансформатора 39. Источ нйк напряже ния 42 служит для запирания транзисторов :1-и 3.; . .,; : , -: , Транзисторный инвертор следую щим образом. С дешифратора 14 на базы транзисторов 27-29 в определенной, последовательности по ступают отпирающие импульсы. Длительности .этих импульсов- соответствуют длительностям ступенек, из которых формируется выходное напряжение инвертора. На .ключи 15, 16 и транзисторы 2 и 4 также поступают от дешифратора отпираюише импульсы, длитель ность которых равна половине периода выходного напряжения. Магнитнь1й усилитель работ.ает с частотой задающего генератора,. которая в любое целое число раз выще частоты выходного напряжения инвертора. .. При форк ированйи первой полуволны выходного напряжения открыты силовой транавстор 2 инвертора и дополнительный ключ 15. Транзисторы 4, 3 и ключ 16 при этом заперты. .; В начале рабочих интервалов МУ на базы транзисторов 8 и 9 с обмоток 37 и 38 трансформатора 39 генератора 12 подаются через дифференцирующие конденсаторы 35 и 36 короткие отпирающие импульсы. Под Действием этих импульсов транзисторы 8 и 9 поочередно отпираются и рабочие обмотки МУ 31 и 32 подключаются к источнику питания инвертора. На обмотах обратной связя 33 и 34 при этом навоятся напряжения, поддерживаюише транзисоры 8 и 9 в насыщении в течение времени еремагничивания сердечников МУ, При насыщении: сердеч1шков МУ напряжение на обмотках обратной свйзи 33 и 34 резко падает, транзисторы 8 F 9 входят .в активный режим, и развивается лавинообразрсый процесс их запирания. До прихода следующего отпирающего импульса транзисторы 8 и 9 поддерживаются запертыми напряжением на активно-емкостных цепочках. В управляющий полупериод МУ его управляющие обмотки через транзисторы 10, 11 и один из дополнительных транзисторов 27-29 поочередно подключаются к источнику опорного напряжения 30. При этом, если включен транзистор 27, к источнику ЗО подключаются секции 21 и 24, если включен транзистор 28,- секпии. 21, 22 и 24, 25, и если включен транзистор 29- секции 21, 22, 23 и 24, 25, 26. Под действием напряжения источника 30 . сердечники МУ размагничиваются на величину индукции пропорционально числу подключеШ1ых витков управляющей обмотки. Так как в .течение рассматриваемого полупериода выходного напряжения транзистор 2 открыт, то транзистор 1 периодически подключает напряжение питания инвертора к нагрузке на время, обратно;пропорциональное числу подключенных в.итков управляющей обмотки.. Таким образом, подключая с6ответствук щее число витков управляющей обмотки МУ, можно получить разные иеличинтз среднего значения выходного напряжения на каждой ступени. Формирование следующей полуволны выходного напряжения происходит аналогичным образом. Из изложенного видно, что рассмотренный инвертор позволяет получать переменное напряжение, среднее значение которого может изменятьС5Г .- ступенчато по любому закону. Этот закон определяется схемой дешифратора и соотношением витков секций управляющих обмоток МУ. При этом среднее значение выходного напряжения не зависит от входного напрялсения, что позволяет обойтись без стабилизатора напряжения. Фор.мула изобретения Транзисторный И5тертор, содержащий задающий генератор, модулятор длительности импульсов и распределитель импульсов, выходы которого соединены с управлякчцими