Двухтактный транзисторный инвертор Советский патент 1981 года по МПК H02M7/537 

(54) ДВУХТАКТНЫЙ ТРАНЗИСТОРНЫЙ ИНВЕРТОР

1

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах электропитания для преобразования постоянного напряжения в переменное или постоянное другого уровня.

В известных двухтактных транзисторных инверторах, выполненных по схеме с выходным трансформатором и переключающим трансформатором или дросселем, возникает одностороннее подмагничивание сердечника выходного трансформатора, обусловленное несимметрией плеч инвертора и нагрузки,-щ При одностороннем подмагничивании трансформатора его сердечник в один из полупериодов заходит в режим глубокого насыщения (РГН), сопровождающийся увеличением намагничивающего тока и значительным ростом мгновенной мощности, комму- 15 тируемой инвертором 1.

Для автоматического симметрирования инвертора по току силовых транзисторов в его состав вводят блоки с различного рода датчиками, выявляющими подмагничивание трансформатора и корректирующими длительность полуперирдов на уменьщение подмагничивания 2, 3.

Такие устройства симметрирования по сути являются системами автоматического регулирования с обратной связью по разности токов намагничивания в положительный и отрицательный полупериоды. Недостатком инверторов с автоматическим симметрированием, помимо больщой сложности, является возможность появления автоколебаний в контуре регулирования тока намагничивания при резком изменении тока нагрузки и напряжения. При этих колебаниях возможен заход трансформатора в РГН, вызывающий перегрузку трансформаторов, что снижает надежность инвертора.

Наиболее близким по технической сути к устройству является двухтактный транзисторный инвертор, содержащий коммутирующий трансформатор, вторичная обмотка которого включена между базами транзисторов, соединенными через диоды с входным выводом, связанным с эмиттерами этих же транзисторов. Дополнительная симметрирующая обмотка чрез диоды и резистор соединена с настроечным потенциометром. С его помощью регулируется время насыщения коммутирующего трансформатора в положительный и отрицательный полупериод, что позволяет симметрировать инвертор по току силовых транзисторов 4. Недостатком устройства является нестабильность симметричного режима, полученного однажды при настройке инвертора. Например, при подключении несимметричной по полупериодам нагрузки или просто при колебании тока нагрузки напряжения на базоэмиттерных переходах транзисторов изменяется по-разному. Вследствие этого напряжение на обмотках коммутирующего трансформатора в разных полупериодах будет отличаться, что приведет к изменению установленной при настройке длительности полупериодов и появлению РГН выходного трансформатора. В результате возникает перегрузка силовых транзисторов инвертора, что снижает его надежность. Целью изобретения является повышение надежности инвертора и упрощение устройства. Поставленная цель достигается те.м, что в двухтактном транзисторном инверторе в эмиттерные цепи транзисторов введены резисторы. Нашертеже изображена схема инвертора. Инвертор содержит выходной трансформатор 1; пусковой резистор 2; коммутирующий трансформатор 3, вторичная обмотка которого включена между базами транзисторов 4и5, соединенными через диоды 6 и 7 с клеммой питания, дополнительные резисторы 8 и 9. Работает устройство следующим образом. После подачи питания инвертор возбуждается через пусковой резистор 2 и работает как обычный автогенератор с трансформаторной обратной связью по току, осуществляемой коммутирующим трансформатором 3. Полупериод переключения инвертора равен времени пере.магничивания коммутирующего трансформатора 3, которое обратно пропорционально напряжению F, на его обмотке. Это напряжение равно сумме падений напряжений на базо-эмиттерном переходе (Ujj), на дополнительном резисторе (Up) и диоде (Ug): Е + Jf+ Ц, Допустим, в четные полупериоды (включен транзистор 4) происходит насыщение выходного трансформатора 1. В конце этих поочупериодов вследствие роста намагничивающего тока трансформатора 1 увеличивается напряжение U на резисторе 8. В резу;1ьтате } аиряжение Е на обмотке коммутирующе1о трансформатора в четных иолупериодах возрастает и происходит его ускоренное 1еремагничивание. Вследствие этого «подмагничиваемые полупериоды укорачиваются и происходит ограничение пиков намагничивающего тока. При этом выходной трансформатор работает в режиме начального подмагничивания с небольщой разницей токов по полупериодам. Чтобы процесс ограничения намагничивающего тока был достаточно эффективным, падение напряжения U( на резисторах 8 и 9 должно быть соизмеримым с напряжением Е на обмотке коммутирующего трансформатора. При непосредственном включении обмотки (без резисторов) и при использовании кремниевых диодов и транзисторов падение напряжения на резисторах 8 и 9 должно составлять 1 - 1,5В. Введение этих резисторов уменьщает пики намагничивающего тока в 4-3 раза. Потери мощности на дополнительных резисторах не превыщают потерь мощности в транзисторах от пиков намагничивающего тока, так что КПД инвертора несколько повыщается. Однако главный эффект от введения дополнительных резисторов заключается в уменьшении мгновенной мощности потерь, выделяющихся в транзисторе на коротком интервале его выключения. Именно перегрузка транзисторов по мгновенной мощности чаще всего является причиной аварий транзисторных инверторов. Поэтому уменьщение тока, коммутируемого транзисторами в «подмагничиваемый полупериод, повыщает надежность инвертора. Использование устройства во вторичных источниках питания позволяет повысить их надежность практически без усложнения конструкции. Формула изобретения Двухтактный транзисторный инвертор, содержащий коммутирующий трансформатор, одна из обмоток которого включена между базами транзисторов, соединенными через диоды с одним из входных выводов, связанным с э.миттерами этих же транзисторов, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и упрощения устройства, в эмиттерные цепи транзисторов введены резисторы. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе . Сб. «Современные задачи преобразовательной техники. Киев, 756, ч. 4, с. 334. 2.Авторское снидетельство СССР N° 551782, кл. Н 02 М 7/537, 1977. 3.Авторское свидетельство СССР № 551781, кл. Н 02 М 7/537. 1977. 4.Авторское свидетельство СССР М 529533,кл. Н 02 М 7/537, 1976.