Двухтактный самовозбуждающийся инвертор Советский патент 1980 года по МПК H02M7/537 H02M1/08 

1

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано в системах вторичного электропитания и автоматики для преобразования постоянного напряжения в переменное с помощью транзисторных инверторов.

- Известны двухтактные самовозбуждающиеся синхронизированные инверторы, содержащие два транзистора, выходной трансформатор с обмотками положительной обратной связи и к.гаочи в цепи синхронизации 1. Недостатком таких инверторов является необходимость подачи на вход ключей импульсов длительности, равной полупериоду, что усложняет и цепи синхронизации .

Известен также принятый за прототип самовозбуждающийся инвертор,со-, держащий силйвые транзисторы и выходной трансформатор, обмотка которого включена между базами транзисторов через .дроссель насыщения и двунаправленньой ключ, выполненный на трансформаторе, двухполупериодном выпрямителе и Транзисторе 2.

При появлении синхроимпульсов на входе двунаправленного ключа у.казанная цепочка из обмотки, дросселя и ключа формирует импульс базового тока, переводящий транзисторы преобразователя в противоположное состояние. Из-за индуктивного характера сопротивления этой цепочки синхроимпульсы базового тока имеют пологий фронт и ограниченную амплитуду, вследствие чего процесс переключения

id транзисторов затягивается, растут динамические потери, снижается устойчивость синхронизации, особенно при работе преобразователя на переменную нагрузку и нагрузку емкост15ного характера.

Целью изобретения является повышение четкости синхронизации и повышение КПД путем снижения динамических потерь.

20

Эта цель достигается тем, что в двухтактном самовозбуждающемся инверторе, содержащем транзисторы,двунаправленный ключ и трансформатор с обьюткой положительной обратной

25 связи, указанная обмотка включена через базовый резистор между базами транзисторов, встреччо-параллельно входу которых включены диоды, а указанный ключ через конденсатор

30

включен между базами транзисторов, причем точка соединения ключа к конденсатора подключена к точке соединения обмотки с базовым резистором через зарядный резистор.

Схема предложенного устройства изображена на чертеже.

Инвертор выполнен на транзистора 1, 2, соединенных с выходным трансформатором 3 по схеме самовозбуждения через первичную обмотку 4 и обмотку положительной обратной связи 5. Обмотка 5 включена между базами транзисторов 1, 2 через базовый ре;зистор б, зашунтированный зарядным резистором 7 и конденсатором 8. Обман точка резистора 7 и конденсатор :8 соединена с базой транзистора 2 через двунаправленный ключ 9. ПитаНие на инвертор подается через токорграничивающий дроссель Ю. Входные цепи транзисторов шунтированы д:иодами 11 и 12.

Работает устройство следующим образом.

После запуска инвертор возбуждается как обычный автогенератор.При этом конденсатор 8 заряжается от обмотки 5 через резистор 7 и входные цепи транзисторов. На черте;«се указаны полярности напряжений и токов для того полупериода, когда транзистор 1 открыт, а транзистор 2 закрыт. После поступления синхроимпульса на вход ключа 9 конденсатор 8 разряжается через ключ 9 и входные цепи транзисторов. При этом направление тока в базовых цепях меняется на обратное и транзисторы переключаются в противоположное состояние (направление разрядного тока Iposp. указано на чертеже) .

Амплитуда импульса базового тока определяется в основном начальным напряжением конденсатора 8 и внутренним сопротивлением ключа 9. ,Цля увеличения начального напряжения конденсатора последовательно с зарядным резистором 7 включается дополнительная обмотка 13 трансформатора (показана на- чертеже пунктиром Чтобы ограничить амплитуду импульсов базового тока на заданном уровне последовательно с конденсатором 8 и ключом 9 следует включить дополнительный резистор 14 (на чертеже показан пунктиром).

В следующем полупериоде полярность напряжений на обмотках трансформатора и конденсаторе 8 меняется на противоположную, вследствие чего при очередном синхроимпульсе разрядный ток Ifaip. изменит направление и переключит транзисторы 1,2 в ;прежнее состояние. Дроссель 10 в цели питания служит для ограничения сквоного тока, обусловленного явлением перекрытия транзисторов. В данном устройстве интервал перекрытия может быть сокращен до минимума путем увеличения амплитуды импульсов базового тока до максимального уровня, допустимого для транзисторов. Это позволяет уменьшить индук. тивность и габарит токоограничивающего дросселя, а в.некоторых случаях вообще исключить его из схемы.

Предложенное схемное решение цепи синхронизации может применяться и в мостовом варианте инвертора.

В описанном устройстве разрядная цепь 8,9 имеет низкое омическое сопротивление и не содержит индуктивных элементов. Поэтому переключающие импульсы базового тока име5 ют крутой передний фронт, а их амплитуда может многократно (в зависимости от параметров схемы) превышать ток обкютки 5. Такое форсирование базового тока на интервале переключения транзисторов ускоряет процессы рассасывания базового заряда и создает глубокое насыщение вновь открывающегося транзистора.

Перечисленные свойства объекта 5 обеспечивают повыи-тение устойчивости синхронизадии и уменьшение динамических потерь энергии в транзисторах. Сокращение времени рассасывания базового заряда позволяет также расширить частотный диапазон силовых

преобразователей,

Формула изобретения

1, Двухтактный, самовозбуждающийся инвертор с внешней импульсной синхронизацией,, содержащий транзисторы.

двунаправленный ключ и трансформатор с обмоткой положительной обратной связи,. отличающийся тем, что, с целью повышения КПД

и четкости синхронизации, указанная обмотка через базовый резистор включена между базами транзисторов, встречно-параллельно входу которых включены диоды, а указанный ключ

через конденсатор включен между базами транзисторов, причем точка соединения ключа и конденсатора подключена к точке соединения базо- . вого резистора с обмоткой через -

зарядный резистор.

2.Инвертор по п. 1, отличающий ся тем, что в цепь зарядного резистора включена последовательно дополнительная об1иотка выходного трансформатора.

3.Инвертор по п. 1, отличающий ся тем, что в цепь ключа последовательно включен дополнительный резистор,

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 163264, кл. Н 02 М 7/537, 1962.

2.Авторское свидетельство СССР № 164057, кл. Н 02 М 7/537, 1963.