Преобразователь постоянного напряжения в переменное синусоидальной формы Советский патент 1981 года по МПК H02M7/537 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ СИНУСОИДАЛЬНОЙ ФОРМЫ

1

Изобретение относится к электротехнике, а более конкретно к преобразователям постоянного напряжения в переменное. Такие преобразователи широко применяются в электроприводе, для питания датчиков и других устройств автоматики и телемеханики.

Известные полупроводниковые преобразователи постоянного напряжения в переменное напряжение синусоидальной формы, в которых формирование выходного напряжения осуществляется путем двухполярной широтно-импульсной модуляции.

Наиболее близким к изобретению является преобразователь постоянного напряжения в переменное синусоидальной формы, содержащий два силовых транзистора, трансформатор и источник опорного напряжения синусоидальной формы.

Целью изобретения является повышение КПД преобразователя.

Эта цель достигается тем, что в упомянутый преобразователь введен коммутирующий дроссель, включенный между базами транзисторов преобразователя через последовательно соединенные источник опорного напряжения синусоидальной формы и вновь

введенный ключ переменного тока, управляющие входы которого подключены к дополнительным обмоткам трансформатора преобразователя.

На фиг. 1 представлена схема преобразователя; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу схемы.

Преобразователь состоит из магнитнотранзисторного генератора 1, коммутирующего дросселя 2, источника 3 опорного напряжения синусоидальной формы и ключа 4

10 переменного тока. Генератор 1, содержащий линейный ненасыщающийся трансформатор 5 и транзисторы 6 и 7, зашунтированные диодами, выполнен по схеме с общими коллекторами. Выходная обмотка трансJ5 форматора подключена к нагрузке 8. Базы транзисторов мультивибратора связаны между собой через последовательно вклю ченные дроссель 2, источник 3 опорного напряжения и ключ 4 переменного тока. Дроссель 2 выполнен на сердечнике с прямоуголь20ной петлей гистерезиса. Базовые цепи транзисторов 9 и 10 ключа переменного тока подключены к дополнительным обмоткам 11 и 12 трансформатора 5. Работает преобразователь следующим образом. Когда открыт транзистор 6 генератора (интервал t (), к обмотке дросселя 2 приложена разность напряжения на обмотках трансформатора 5 и опорного напряжения. Происходит перемагничивание сердечника дросселя от индукции насыщения - Е$ до индукции насыщения + В (фиг. 2,6). Пока сердечник дросселя не насыщен, т.е. -Bg В В5, ток проходящий через его обмотку, мал и не влияет на работу транзистора 6, который поддерживается в насыщенном состоянии током обмотки обратной связи. При насыщении сердечника дросселя ток в его обмотке, направленный встречно току обратной связи, резко возрастает, базовый ток транзистора 6 уменьшается и транзистор 6 выходит из насыщения; происходит лавинообразный процесс переключения преобразователя. Транзистор 6 запирается, а транзистор 7 отпирается (интервал tj), полярность напряжений на обмотках трансформатора 5 из.меняется, и к обмотке дросселя 2 прикладывается сум.ма напряжения на обмотках трансформатора и опорного напряжения. Под действием этой суммы происходит перемагничивание сердечника дросселя от +Bs до -Вз (фиг. 2,6). При его насыщении, когда В -В, преобразователь вновь переключается, отпирается транзистор 6 и запирается транзистор 7. Процесс повторяется. Одновременно с переключением транзисторов преобразователя происходит переключение транзисторов ключа переменного тока. Указанный ключ предотвращает выход из строя источника опорного напряжения в случае короткого замыкания на выходе преобразователя и улучшает частотные характеристики преобразователя. Однако принципиально схема может работать и без ключа переменного тока. Опорное напряжение изменяется по синусоидальному закону (фиг. 2,а), при этом среднее значение выходного напряжения преобразователя будет изменяться по синусоидальному закону (показано пунктиром на фиг. 2,в). Выходное напряжение не зависит от величины напряжения питания, благодаря чему обеспечивается стабилизация Ugy даже в случае, если опорное напряжение имеет постоянную величину, т.е. обратная связь по выходному напряжению отсутствует. Если же организовать контур обратной связи и воздействовать на величину УОЦ в функции отклонения Vf, то стабильность преобразователя существенно повысится. В частности изменение напряжения в базовых обмотках трансформатора определяется только колебаниями напряжения питания и невелико, вследствие чего исключается пересыщение транзисторов преобразователя. На напряжение в базовых обмотках также мало влияет изменение опорного напряжения, что позволяет получать достаточную глубину модуляции. От источника опорного напряжения потребляется только мощность, необходимая для перемагничивания коммутирующего дросселя. Все это существенно снижает потери мощности в преобразователе и повышает его КПД. Кроме того, предлагаемый преобразователь может работать без дополнительного выходного каскада, если мощность нагрузки невелика. В преобразователь, предназначенный для питания мощной нагрузки, вводится дополнительный усилитель мощности, а рассмотренная схема используется как задающий генератор. Формула изобретения Преобразователь постоянного напряжения в переменное синусоидальной формы, содержащий два силовых транзистора, трансформатор, источник опорного напряжения синусоидальной формы, отличающийся тем, что, с целью повыщения КПД, введен коммутирующий дроссель, включенный между базами транзисторов преобразователя через последовательно соединенные источник опорного напряжения и вновь введенный ключ переменного тока, управляющие входы которого подключены к дополнительным обмоткам трансформатора преобразователя.

фуг. /