Транзисторный регулируемый инвертор Советский патент 1981 года по МПК H02M7/537 

1

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано во вторичных источниках питания радиоэлектронной аппаратуры, а также в устройствах автоматики и управляемого электропривода. Известен транзисторный инвертор с., широтно-импульсной модуляцией, содержащий генератор прямоугольных импульсов и ведомый транзисторный генератор с трансформаторами, син-. хронизирующими обмотками и обмоткам обратной связи 1.

. Наиболее близким к предлагаемому является транзисторный регулиру.емыР1 инвертор,-содерж.ащий генератор прямоугольных импульсов и двухтактный транзисторный ведомый генератор с трансформатором, включающими диодами и регулирующим элементом, причем один конец каждой из синхронизирующих обмоток трансформатора генератора прямоугольных импульсов подключен к последовательно соединенным отпирающему диоду и обмотке обратной связи трансформатора ведомого генератора, связанной с базой транзистора ведомого генератора, а соединенные последовательно выходные обмотки трансформаторов .

обоих генераторов подключены к выходным выводам инвертора 2.

Недостаток данного устройства узййй диапазон регулирования выходного напряжения.

Цель изобретения - расширение диапазона регулирования выходного напряжения.

Для достижения указанной цели устройство снабжено двумя регули- , рующими обмотками трансформатора генератора прямоугольны импульсов, каждая из которых одним выводом

5 подключена к выключающему диоду, соединенному с базой транзистора ведомого генератора согласно с управляющим переходом, а другим в противофазе - ко второму концу

0 синхронизирующей обмотки и к одному из выводов регули15ующего элемента, управляющий вход которого соединен с эмиттерами транзисторов ведомого генератора.

5 На фиг. 1,3 показана принципиальная схема предлагаемог 5 устройства; на фиг. 2 - временные диaгpaм « процессов (где О- базовыйток транзистора ведомого генератора I,;

0 5 - заряд в базе транзистора ведомого генератора Sj ;Ь - напряжени на нагрузке Ug). Устройство содержит генератор 1 прямоугольных импульсов; двухтактн транзисторный ведомый генератор 2, транзисторы 3, 4 ведомого генерато тра нсформаторы 5, 6 генераторов, в ходные обмотки 7, 8 трансформаторо нагрузку 9, синхронизирующие обмот ки 10,. 11 трансформатора генератор прямоугольных импульсов, обмотки 1 13 обратной связи трансформатора ведомого генератора, отпирающие диоды 14, 15, регулирующие обмотки 16, 17 трансформатора генератора прямоугольных импульсов, выключающие диоды 18, 19, регулирующий эле мент 20. Инвертор выполнен по схеме с вольтодобавкой на переменном токе. Выходные обмотки 7, 8 трансформаторов 5, 6 и нагрузка 9 соединены последовательно. Синхронизирующая обмотка 10 (11) подключена к последовательно соединенным обмотк 12 (13) обратной связи и отпирающему диоду 14(15), связанным с ба ЗОЙ транзистора 3 (4). Регулирующа обмотка 16 (17) включена последовательно с выключающим диодом 18 ( подключенным к базе транзистора 3 (4)j а также связана в противофа зе с синхронизирующей обмоткой 10 (11) и выводом регулирующего элемента 20, управляющий вход которог подсоединен к эмиттеру транзистора Работа инвертора протекает в соответствии с временными диаграммами (фиг. 2), Импульсное двухполярное напряжение, снимаемое с выходной обмотки 8 трансформатора генератора 1 прямоугольных импульсов, выполненного, например, по схеме генератора Ройера, суммирует ся с напряжением на выходной обмот ке 7 трансформатора ведомого генератора и прикладывается к нагрузке 9 в виде прямоугольных модулированных по ширине импульсов Ug (фиг. 2 в) с фазовым сдвигом сО- . З счет управляющего напряжения с синхронизирующих обмоток 10, 11 и обмоток 12, 13 обратной связи через отпирающие диоды 14, 15 формируются базовые токи транзисторов 3, 4, Допустим, что транзистор 3 открыт/ а транзистор 4 закрыт. Прямой базовый ток I-j (фиг. 2 а) транзистора 3 определяется сопротивлением регулирующего элемента 2 Псх:ле входа транзистора 3 в насыщение происходит накапливание в ег базе заряда Q- (фиг. 2 б) от граничного значения Q . В это время отпиралзднй диод 14 открыт, а выклю чающий диод 18 закрилт за счет напряжения на регулирующей обмотке 16. Напряжения на синхронизирую- щей обмотке 11 и обмотке 13 обратной связи являются запирающими для транзистора 4. При переключении генератора 1 прямоугольных импульсов изменяется полярность напряжений на выходной обмотке 8 (формируется пауза в Ug), регулирующих 16, 17 и синхронизирующих 10, 11 обмоткс1Х с одновременным выключением отпирающего диода 14 и включением выключающего диода 18. На этом интервале отсутствует ток через диод 14, так как напряжение на синхронизирующей обмотке 10 и обмотке 12 обратной связи имеют противоположные полярности, а через выключающий диод 18 начинает протекать прямой базовый ток Гд (фиг.2 а), имеющий меньшую величину по сравнению с током, обеспечивающим насыщенное состояние транзистора 9. Транзистор 4 остается в области отсечки из-за блокирующего действия обмотки 13 обратной связи. В базе транзистора 3 заряд Q (фиг. 2 б) начинает спадать, и после достижения граничного значения Qpp происходит выход транзистора 3 в активный режим с; последующим запиранием. Следующее за этим изменение полярности напряжения на обмотках трансформатора 6 и появление базового тока через отпирающий диод 15 приводит к отпиранию транзистора 4 и переходу его в насыщение. В дальнейшем процессы повторяются-аналогично описанному. За счет изменения сопротивления регулирующего элемента осуществляется воздействие на базовые токи транзисторов на интервале насыщения и рассасывания. При уменьшении сопротивления происходит увеличение базового т.ока на обоих интервалах, но в различных пропорциях базовый ток на интервале насыщения увеличивается значительно больше, чем базовый ток на интервале выхода транзистора из насыщения, и при этом возрастает фазовый сдвиг Л( (фиг. 2, показано пунктиром). Устройство, принципиальная схема которого представлена на фиг. 3, отличается от инвертора (фиг. 1 ) фазировкой включения синхронизирующей 10 (11) и регулирующей 16 (17) обмоток (включение синфазное) и полярностью подключения включающего диода 18 (19) (встречно с управляющими переходами транзисторов), причем синхронизирующие и регулирующие обмотки подсоединены к различным выводам регулирующего элемента 20. При таком включении обмоток ускоряются процессы выключения транзисторов за счет обратного базового тока, который протекает через выключающий диод 18 (19) и увеличивается с уменьшением прямого базового тока. В остальном работа этого инвертора происходит аналогично описанному. Расширение диапазона регулирова ния выходного напряжения инвертора происходит за счет отделения контура, формирующего базовый ток на интервале насыщения транзистора, от контура, формирующего базовый ток на интервале выхода этого тран зистора из насыщения, при изменении обоих токов за счет общего регулирующего элемента в соответствую щих пропорциях в широких пределах. Достигаемый эффект позволяет использовать предлагаемый инвертор при значительных пределс1х изменени тока нагрузки и. напряжения питания с осуществлением стабилизации выходного напряжения, увеличить диап зон рабочих частот инвертирования, рационально выбрать коэффициенты трансформации трансформаторов гене ,раторов, снизить потери холостого хода, повысить КПД и улучшить удель ные энергетические показатели. Предлагаемое устройство может бы выполнено по лучевой, мостовой и другим известным схемам - однофазны и многофазным. Формула изобретения Транзисторный регулируемый инвер тор, содержащий генератор прямоугольных импульсов и двухтактный транзисторный ведомый генератор с трансформатором, выключающими диодами и регулирующим элементом, причем один конец каждой из синхронизирующих обмоток трансформатора генератора прямоугольных импульсов подключен к последовательно соединенным отпирающему диоду и обмотке обратной связи трансформатора ведомого генератора, связанной с базой транзистора ведомого генератора, а соединенные последовательно выходные обмотки трансформаторов обоих генераторов подключены к выходным выводам инвертора, отличающийся тем,что, с целью расширения диапазона регулирования выходного напряжения, инвертор снабжен двумя регулирующими обмотками трансформатора генератора прямоугольных импульсов, каждая из которых одним выводом подключена к выключающему диоду, соединенному с базой транзистора ведомого генератора согласно с управляющим переходом, а другим в противофазе - ко второму концу синхронизирующей обмотки и к одному из выводов регулирующего элемента, управляющий вход которого соединен с эмиттерами транзисторов ведомого генератора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетв-пьство СССР № 545054, кл. Н 02 М 7/537, 1974. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2648704/24-07, кл. Н 02 М 7/537, 31.10.78.

I1

цг.г