Самовозбуждающийся инвертор Советский патент 1978 года по МПК H02M7/537 

Изобретение относится к преобразо вательной технике и может быть использовано при построении вторичных источников питания различных устройств автоматики и телемеханики. Известны самовозбуждающиеся инвер торы, в которых переключение транзис торов проксходит под действием импул сов тока, приходящих со вторичных обмоток импульсного трансформатора, Б цепь питания первичной обмотки которого вк.гпочен времязадающий дроссел насыщения, причем питание последних осуществляется от обмотки отрицательной обратной связи выходного трансформатора ll , 21 . Наиболее близким техническим решением к изобретению является самовозбуждающийся инверторов. В нем вместо магнитного ключа используются электронные ключи (в частности транзисторные) , которые открываются поочередно через полпериода.от двухполярного сигнала, снимаемого с времязадающего элемента. В отличие т первых он имеет меньшие динамические потери в транзисторах. Недостатком данного инвертора явл ется возможность появления подмагничивания выходного трансформатора при малой скорости изменения тока в дросселе насыщения и наличии асимметрии параметров элементов схемы преобразователя. Появление подмагничивания выходного трансформатора приводит к значительному увеличению токов через транзисторы в момент их переключения, особенно при работе преобразователя на повышенных частотах, где активные сопротивления обмоток трансформатора малы, что может привести к выходу из строя последних. Цель изобретения - повышение надежности работы инвертора. Это достигается в известную схему инвертора, содержащую выходной трансформатор с обмотками положительной обратной связи, подключенными через ограничительные резисторы ко входам силовых транзисторов, связанные с ними ключевые транзисторы входы которых соединены с цепочкой из последовательно включенных времязадающего дросселя и обмотки отрицательной обратной связи, а также накопительный конденсатор, вк.гаоченный между эмиттерами силового и ключевого транзисторов на выходе вспомогательного двухполупериодного выпр ямителя со средней точкой oб «pтки

трансформатора, введена вторичная обмотка дросселя по цепи питания, соединенная со входами транзисторных ключей.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема самовозбуждающегося инвертора.

Инвертор содержит выходной трансформатор 1 с силовыми обмотками 2, 3 обмотками положительной обратной связи 4, 5, вспомогательными обмотками б, 7 и обмоткой отрицательной обратной связи 8, силовые транзисторы 9, 10, ключевые транзисторы 11, 12, времязадающий дроссель 13, накопительный конденсатор 14, диоды вспомогательного выпрямителя 15, 16, дроссель 17 по цепи питания с первичной обмоткой 18 и вторичной 19, ограничительные резисторы 20, 21, Т-образный резистивный делитель на резисторах 22, 23, 24,

Инвертор работает следующим образом .

С подключением на вход инвертора источника питания замыкается цепь положительной обратной связи, один из силовых транзисторов (9, 10) полностыо открывается, а другой закрывается. Предположим, что открыт транзистор 9. К обмотке 2 выходных трансформатора 1 через первичную обмотку 18 дросселя 17 прикладывается напряжение питания. Транзистор 10 под действием напряжения на обмотке 5 остается закрытым. Одновременно через обмотку 6 и диод 15 заряжается конденсатор 14 и перемагничивается времязадаюций дроссель 13 под действием напряжения на обмотке 8 через резисторы 22, 23. Напряжение на резистор 24 подается со вторичной обмотки 19 дросселя 17 с полярностью, указанной на схеме. Напряжение на резисторах 22, 23 выбирается таким, что до момента насыщения дросселя 17 оно мень ше, чем на резисторе 24. Транзисторы 11, 12 закрыты. В момент, когда сердечник дросселя 13 насыщается, в его обмотке увеличивается ток, а следовательно, и падение напряжения на резисторах 22, 23. Транзистор 11 открывается. К переходу база-эмиттер транзистора 9 прикладывается отрицательное напряжение с конденсатора 14 через открывшийся транзистор 11. Транзистор 9 закрывается. Напряжение на обмотках транзистора 11 уменьшается, цепь положительной обратной связи вновь замыкается, но теперь открывается транзистор 10, а 9 закрывается .

Сердечник дросселя 13 начинает перемАгничйваться в обратную сторону ток через, его обмотку уменьшается и транзистор 11 снова оказывается закрытым. Процесс повторяется, но уже с транзисторами 10, 12.

Прос.педиг.1 работу цепи коррекции тока подмагничивания выходного трансформатора. Предположим, что у транзисторов 11 и 12 различные падения напряжения на базо-эмиттерных переходах в момент их открглвания. При коненой скорости изменения тока в обмотк дросселя насыщения 13, а следовательно и напряжения на резисторах 22, 23 транзисторы 11 и 12 начнут переключать основные транзисторы 9 и 10 с некоторой разницей времен. Под действием этой разницы начнет подмагничиваться выходной трансформатор J. Но как только ток через одну из его обмоток (2,3) начнет возрастать больше своей обычной величины на обмотке 18 дросселя 17 также появится дополнительное падение напряжения, которое уже с обмотки 19 того же дросселя создает меньшее напряжение на резисторе 24 к моменту включения соответствующего транзистора {11 или 12), что и компенсирует появление разницы времен в переключении основных транзисторов. Аналогичным образом компенсируется любое другое воз yщeниe, возникающее вследствие различия параметров элементов схемы преобразователя.

В предлагаемой схеме инвертора обеспечивается более высокая надежность работы в результате устранения импульсных токов от подмагничивания выходного трансформатопа при переключении основных транзисторов.

Формула изобретения

Самовозбуждающийся инвертор, содержащий выходной трансформатор с обмотками положительной обратной связи, подключенными через ограничительные резисторы ко входам силовых транзисторов, связанные с последними ключевые транзисторы, входы которых соединены с цепочкой из последователно включенных времязадающего дросселя и обмотки отрицательной обратной связи, а также накопительный конденсатор, включенный между эмиттерами силовых и ключевых транзисторов на выходе вспомогательного двухполупериодного выпрямителя со средней точкой обмотки, отличающийся тем, что, с целью поврдяения надежности работы инвертора, введена вторичная обмотка дросселя по цеги питания преобразователя, соединенная со входами ключевых транзисторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство СССР № 163648, кл. Н 03 К 1/16.

2.Моин B.C. и др. Стабилизированные транзисторные преобразователи. М., Энергия, 1972, с. 312, рис. 9.6В.

3.Там же,- с. 314, рис. 9.7в.

-V

.