Самовозбуждающийся полумостовойиНВЕРТОР Советский патент 1981 года по МПК H02M7/537 

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания для преобразования постоянного тока в переменный посредством инверторов.

Известны самовозбуждающиеся полумостовые и мостовые инверторы, содержащие транзисторы разного тина проводимости, соединенные эмиттерами, и выходной трансформатор, управляющая обмотка которого подключена через базовый резистор к базам транзисторов 1, что обеспечивает самовозбуждение.

Недостаток данного инвертора состоит в том, что переключение транзисторов происходит при насыщении сердечника выходного трансформатора, что вызывает больщие потери в трансформаторах, вследствие появления пика тока коллектора транзистора перед его выключением. Указанного недостатка лишен полумостовой инвертор 2.

Самовозбуждающийся инвертор, выполненный по полумостовой схеме, содержит выходной трансформатор и переключающие транзисторы разного типа проводимости, соединенные между собой эмиттерами. Между базами транзисторов включена цепочка из двух согласно последовательно соединенных разделительных диодов, средняя точка которой через обмотку дросселя соединена с отводом первичной обмотки выходного трансформатора. Управляющая обмотка трансформатора инвертора одним концом подключена к эмиттерам транзисторов, а другим концом через базовые резисторы- к базам транзисторов.

Недостатком указанного инвертора являются больщие потерн в цепях запуска, принципиально необходимых для самовозбуждеНИН инвертора. Они обусловлены тем, что цепь запуска представляет собой делитель напряжения, состоящий из базовых резисторов и пускового резистора. Этот делитель обеспечивает на базах транзисторов напряжение смещения, превышающее пороговое, которое, например для кремниевых транзисторов, составляет более 1 В. Так как базовые цепи транзисторов щунтированы низкоомными базовыми резисторами, ток через пусковые резисторы приходится выбирать большим, что вызывает значительные потери мощности в них, особенно при повыщенном напрял ении литания, и снижает КИД инвертора.

Кроме того, наличие резисторного делителя для запуска приводит к повышению напряжения запуска, что снижает надежность запуска.

Как показывает практика, вынужденно

большая величина тока смещения приводит, как правило, к выходу из строя транзисторов в случае их незаауска. Б даниом иреобразователе, кроме того, через согласно включенные диоды протекает постоянный ток и для запуска необходимо, чтобы падение напряжения на диоде было больше, чем входное напряжение открытого транзистора.

Эти ограничения снижают иадежпость запуска и КПД инвертора.

Целью изобретеиия является повышение КПД и надежности запуска инвертора.

Поставленная цель достигается тем, что в самовозбуждающемся полумостовом инверторе, содерл аш,ем два соединенных между собой эмиттерами транзистора разного тииа проводимости, цепочку из двух согласно иоследовательно соединенных диодов, включенную между базами транзисторов, выходной трансформатор с управляющей обмоткой, дроссель насыщения, соединенный первым выходом с отводом первичной обмотки выходного трансформатора, базовый резистор, первым -выводом подключенный к началу управляющей обмотки выходного трансформатора, конец которой подключен к эмиттерам транзисторов, и пусковые резисторы, включенные между каждым входным выводом иивертора и базой транзистора, второй вывод базового резистора через разделительные конденсаторы подключен к базам транзисторов, а второй вывод дросселя насыщения к точке соединения базового резистора и разделительных конденсаторов, причем средняя точка цепочки согласно последовательно соединенных диодов подключена к эмиттерам транзисторов.

Повое соединение позволяет разделить по постоянной составляющей базы транзисторов и базовый резистор и тем самым уменьшить ток через пусковые резисторы, который тецерь полпостью втекает в базы транзисторов, вызывая их прямое смещение. При этом повышается КПД инвертора. При малых величинах тока смещения повреждение устройства в случае незаиуска не происходит. Кроме того, при этом значительио уменьшается напряжение запуска инвертора, что повышает его надежность.

Па чертеже представлена электрическая схема самовозбуждающегося инвертора.

Инвертор содержит транзисторы 1 и 2 разного типа проводимости, конденсаторы 3 и 4 входного емкостного делителя, силовой трансформатор 5 с первичной 6, вторичной 7 и управляющей 8 обмотками, дроссель 9 насыщения, соединенный первым выводом с отводом нервичной обмотки 6, пусковые резисторы 10 и 11, включеиные между входными выводами инвертора и базами транзисторов 1 и 2, цепочку из двух согласно последовательно соединенных диодов 12 и 13, базовый резистор 14, иодключенный через разделительные конденсаторы 15 и 16 к базам транзисторов 1 и 2.

Пагрузка 17 подсоединена к вторичной обмотке 7 трансформатора 5. Второй вывод дросселя 9 подключен к точке соединения базового резистора 14 и разделительных 5 конденсаторов 15 и 16, а средняя точка цепочки согласно последовательно соединенных диодов 12 и 13 подключена к концу управляющей обмотки 8 трансформатора 5.

0 Инвертор работает следующим образом.

После подачи напряжения питания через резисторы 10 и 11 и переходы транзисторов 1 и 2 протекает ток смещения, который открывает транзисторы 1 и 2. Через обмотку 6 трансформатора 5 иротекает ток заряда-разряда конденсаторов 3 и 4 входного емкостного делителя. Вследствие наличия глубокой положительной обратной связи один из транзисторов 1 или 2 оказывается

0 насыщенным, а другой - запертым. Пусть насыщен транзистор 1. При этом к обмотке 6 траисформатора 5 приложено напряжение, равное половине иапряжеппя П1тания, а на управляющей обмотке 8 и выходной

5 обмотке 7 находится наиряжение, полярпость которого указана на чертеже. Под действием напряжения на обмотке 8 транзистор 1 поддерживается в насыщенном состоянии за счет тока, протекающего по

0 цепи: обмотка 8, резистор 14, конденсатор 15, базо-эмиттерный переход транзистора

1,обмотка 8. Через время, определяемое параметрами дросселя 9 и напряжения на нем, сердечник дросселя переходит в насы 5 щенное состояние. Вследствие этого происходит оирокидывание схемы в новое устойчивое состояние, когда открыт транзистор

2,а траизистор 1 закрыт. Ранее заряженный конденсатор 15 разряжается через базовый резистор 14, обмотку 8 трансформатора 5, разрядный диод 12. Далее процессы повторяются.

Уменьшение токов смещения транзисторов повышает КПД и надежность запуска.

Формула изобретения

Самовозбуждающийся полумостовой инвертор, содержащий два соединенные между собой эмиттерами транзистора разного

0 типа проводимости, цепочку из двух согласно последовательно соединенных диодов, включеиную между базами транзисторов, выходной трансформатор с управляющей обмоткой, дроссель насыщения, соединенный первым выводом с отводом первичной обмотки выходного трансформатора, базовый резистор, первым выводом подключенный к началу управляющей обмотки выходного трансформатора, конец которой подключен к эмиттерам транзисторов, и пусковые резисторы, включенные между каждым входным выводом инвертора и базой транзистора, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и надежности запуска, второй вывод базового резистора через введенные разделительные конденсаторы подключен к базам транзисторов, а второй вывод дросселя насыщения - к точке соединения базового резистора и разделительных конденсаторов, причем средняя точка указанной цепочки подключена к эмиттерам транзисторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 3080534, кл. 331-113, 1963.

2.Авторское свидетельство СССР ,№ 609193, кл. Н 02М 7/537, 1976.

+ о-о