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

1

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах электропитания и электропривода для преобразования постоянного напряжения в переменное.

Известны многокаскадные транзисторные инверторы, в которых уменьшена мощность статических потерь и повышен КПД при работе на изменяющуюся нагрузку при изменении напряжения питания 1. В таких транзисторных инверторах используется токовая обратная связь, благодаря чему мощность на управление находится в прямой зависимости от тока нагрузки. Это позволяет повысить к.п.д. инвертора при изменении тока нагрузки.

Недостатком таких транзисторных инверторов является то, что при работе в условиях воздействия факторов, вызывающих ухудщение коэффициента усиления транзисторов по току (низкая температура, старение, радиация), силовые транзисторы оконечного каскада, которые в нормальных условиях работают при коэффициенте насыщения близком к оптимальному, могут выходить из насыщения и вызывать нарущение работоспособности инвертора. Для того, чтобы этого не происходило, при построении инвертора заведомо завыщают мощность управления силовыми транзисторами оконечного каскада, что существенно

КПД такого инвертора при работе в нормальных условиях.

Известен транзисторный инвертор, в котором устранен указанный недостаток 2. В

этом инверторе осуществляется стабилизация напряжения между силовыми электродами насыщенных транзисторов оконечного каскада на уровне, соответствующем оптимальному коэффициенту насыщения. Это достигается

тем, что в цепь питания предоконечного каскада включен регулятор напрял ения, а измерительные входные зажимы этого регулятора соединены через разделительные диоды и источник опорного напряжения с силовыми

электродами транзисторов оконечного каскада. В процессе работы постоянно осуществляется стабилизация напряжения между силовыми электродами насыщенных транзисторов оконечного каскада воздействием на базовый

ток этих транзисторов. При этом коэффициент насыщения транзисторов будет оставаться близким к оптимальному независимо от величины коэффициента зсиления по току этих транзисторов, температуры, напряжения питания, тока нагрузки.

Недостатком известного транзисторного инвертора является сложность цепи обратной связи по напрялсению мел-еду силовыми электродами транзисторов оконечного каскада.

С целью упрощения схемы предлагаемого инвертора, в трансформатор, подключенном к выходу транзисторного инвертора, введена дополнительная обмотка, которая подключена к измерительному входу регулятора через выпрямитель, а вход для опорного напряжения этого регулятора соединен с источником питания инвертора.

На чертеже изображена принципиальная схема предложенного транзисторного ннвертора.

Схема состоит из задающего генератора 1, предоконечного каскада 2, регулятора 3 напряжения питания предоконечного каскада, оконечного каскада 4, источника питания 5. На трансформаторе 6, подключенном к выходу инвертора, выполнена дополнительная обмотка 7, которая подключена к выпрямителю 8. Минусовой вывод выпрямителя 8 подключен к минусовор клемме источника питания 5, а плюсовой вывод выпрямителя подключен к одному из входных зажимов 9 регулятора 3. Второй входной зажим 10 регулятора 3 подключен к плюсовой клемме источника питания. Ко вторичной обмотке выходного трансформатора 6 подключена нагрузка 11. На схеме, приведенной в качестве примера конкретного выполнения предлол-:енного изобретения, оконечный каскад выполнен по мостовой схеме, а нагрузка 11 подключена непосредственно в диагональ моста. Выходной каскад может быть выполнен и по дифференциальной схеме, а нагрузка подключаться к выходу инвертора, как через выходной трансформатор 6, так и непосредственно.

Регулятор напряжения 3 может быть как линейным, так и импульсным, но величина выходного напряжения должна находиться в обратной зависимости от входного. Предоконечный каскад 2 может быть выполнен как по дифференциальной, так и по мостовой схемам. Число витков дополнительной обмотки 7 рассчитывается таким образом, чтобы при заданном оптимальном коэффициенте насыщения силовых транзисторов оконечного каскада 4, которому соответствует определенное падение напряжения на силовых транзисторах, напряжение на выходе выпрямителя было равно напряжению источника питания.

Схема работает следующим образом.

Если коэффициент насыщения силовых

транзисторов оконечного каскада больше заданного, то падение напряжения на этих транзисторах уменьшается, что приводит к увеличению напряжения на выходе инвертора, а следовательно, и к увеличению напряжения на дополнительной обмотке 7 выходного трансформатора 6, и к увеличению напряжения на выходе выпрямителя 8. При этом разность напряжения на выходе выпрямителя 8 и напряжения источника питания 5, поступающая на вход 9-10 регулятора 3, увеличивается, что вызывает уменьшение выходного напряжения регулятора 3, поступающего на предокопечный каскад 2, а следовательно и уменьшение базового тока силовых транзисторов оконечного каскада до величины, при которой коэффициент насыщения этих транзисторов станет близким к заданному. При уменьшении коэффициента насыщения силовых транзисторов схема регулирования работает таким образом, что базовый ток этих транзисторов увеличивается и коэффициент насыщения возвращается к заданному значению.

В предложенном транзисторном инверторе, в качестве опорного источника, используется источник напрял ения питания. Это позволяет упростить цепь обратной связи и повысить надежность инвертора при сохранении его высоких энергетических показателей.

Формула изобретения

Транзисторный инвертор, выполненный по многокаскадной схеме и содержащий включенный в цепь питания предоконечного каскада регулятор напряжения, измерительный вхо/ которого связан с цепями эмиттер-коллектор силовых транзисторов оконечного каскада, и трансформатор, подключенный к выходу инвертора, отличающийся тем, что, с целью упрощения, указанный трансформатор снабжен дополнительной обмоткой, подключенной через выпрямитель к измерительному входу указанного регулятора, а вход для опорного напряжения этого регулятора соединен с выводами для источника питания инвертора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР №342271, кл. Н 02М 7/537, 1970.

2.Авторское свидетельство СССР №413589, кл. Н 02М 7/537, 1973.

А

J