Инвертор с высоковольтным выходом Советский патент 1982 года по МПК H02M7/48 

Изобретение относится к- преобразовательной технике и может быть .использовано в различных устройствах электропитания радио- и электронной техники.

Известны устройства,- состоящие из задающего генератора, ключевого каскада и выходного трансформатора, в которых модулятор длительности используется для регулирования выходного напряжения 1.

Известно также устройство,содержащее импульсный задающий генератор со входом синхронизации, соединённый по выходу со ВХОДОМ ключевого каскада, нагрузкой которого служит повышающий трансформатор, например источник высоких напряжений телевизионных приемников. Особенностью подобных устройств является наличие трансформатора, который при высоких (единицы и десятки киловольт) выходных напряжениях представляет резонансную высокодобротную нагрузку, соб.дтвенная частота которой определяется индуктивностью и распределен ной емкостью высоковольтной обмотки. При этом устройство имеет максимальный. КПД в случае синхронного возбуждения, когда частота импульсного возбуждающего совпадает с собственной резонансной частотой -трансформатора 2.

Недостатком подобного устройства является то, что значение резонансной частоты нестабильно и изменяется в широких пределах и в зависимости от величины нагрузки, температуры и других факторов. Это делает

10 режим синхронного возбуждения трудно реализуемым. Поэтому в высоковольтных инверторах используют режим асинхронного возбуждения, при котором частота задающего генератора существенно ниже резонансной частоты трансформатора. Это приводит к снижению КПД устройства из-за возрастания потерь в ключевом каскаде и сни-жению надежности.

20

Цель изобретения - повышение КПД и надежности высоковольтного регулируемого инвертора.

Поставленная цель достигается тем, что инвертор с высоковольтным 25 выходом, содержащий последовательно связанные между собой импульсный задающий генератор со входом синхронизации, ключевой каскад и повышающий трансформатор, снабжен цепью 30 обратной связи, включенной между дополнительно введенной обмоткой по вышающего трансформатора и входом синхронизации импульсного задающег генератора, В одной из модификаций инвертора упомянутая цепь обратной, связи выпо нена в виде последовательно соединенных фазосдвигающей цепи, ограничителя-формирователя и дифференциру щей цепи. Кроме, этого, с целью обеспечения возможности регулирования выходного напряжения в широких пределах, в высоковольтный инвертор дополнительно введен модулятор дли тельности, включенный между задаю щим импульсным генератором и ключевым каскадом. На фиг. 1 и 2 приведены варианты предлагаемого инвертора; на фиг,.3 изменение напряжения Ujt на первичной обмотке повышающего трансформатора в зависимости от длительности управляющих импульсов Uynp на входе ключевого каскада. Инвертор (фиг, 1) содержит задающий импульсный генератор 1 со входом синхронизации, соединенный по выходу со входом ключевод-о каскада 2. Нагрузкой ключевого каскада 2 служит повышающий трансформатор 3, имеющий дополнительную низковольтную обмотку 4. Обмотка 4 подключена ко входу фазосдвигающей цепи 5, вывод которой подключен ко входу ограничителя-формирователя б Выход ограничителя-формирователя 6 через дифференцирующую цепь 7 соединен со входом синхронизации задаю щего генератора 1. Высоковольтный инвертор работает следующим образом, При включении напряжения питани задающий генератор 1 начинает вырабатывать прямоугольные импуль.сы частота следования которых должна быть меньшей, чем резонансная частота повышающего трансформатора 3, Эти импульсы поступают на вход клю чевого каскада 2, Происходит ударное возбуждение свободных колебани ВО вторичном контуре повышающего трансформатора на.его резонансной частоте, В дополнительной низковольтной обмотке 4 индуцируется напряжение, близкое по форме к си.нусоидальному, Это напряжение, пройдя через фазосдвигающую цепь 5 ограничитель-формирователь б и диф ференцирующую цепь 7, преобразуется в последовательность коротких импульсов которые поступают на вход синхронизации задающего генератора 1, что приводит к повышению его частоты до резонансной час тоты повышающего трансформатора ,3. При этой ключевой каскад 4 работает в режиме насыщения, а напряжения на обмотках повышающего трансформатора 3 имеют форму, близкую к синусоидальной, Фазосдвигающая цепь 5 задает оптимальный сдвиг фаз между выходным напряжением и фронтами импульсов на выходе задающего генератора 1 для получения максимального КПД, Для регулирования напряжений на выходе высоковольтного инвертора в широких пределах дополнительно вводится модулятор длительности 8, включенный между задающим генератором 1 и ключевым каскадом 2. При изменении напряжения на его управляющем входе изменяется длительность импульсов на входе ключевого каскада 2, при этом изменяется величина напряжения на первичной обмотке повышающего трансформатора и на выходе высоковольтного инвертора(фиг,3), Таким образом,.в результате введения последовательно соединенных фазосдвигающей цепи, ограничителяформирователя и дифференцирующей цепи описанное устройство работает в автогенераторном режиме на резонансной частоте повышающего трансформатора. Это приводит к уменьшению потерь мощности в ключевом каскаде и выходном трансформаторе КПД устройства повышается. Надежность высоковольтного инвертора также повышается, поскольку уменьшается нагрев элементов инвертора, В результате введения модулятора длительности появляется возможность регулирования напряжения на выходе высоковольтного инвертора в широких пределах. Предложенное техническое решени.е позволяет создавать высоковольтные источники для питания радиоэлектронной аппаратуры, обладающие высокими стабильностью, КПД и надежностью в широком интервале температур и нагрузок. Формула изобретения 1.Инвертор с высоковольтным выходом, содержащий последовательно связанные между собой импульсный задающий генератор с входом синхронизации, ключб вой каскад и повышающий -трансформатор, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения КПД и надежности, он снабжен цепью обратной связи, включенной между дополнительно введенной обмоткой повышающего трансформатора и входом синхронизации импульсного задающего генератора. 2,Инвертор по п, 1, о т л ичающийся тем, что упомянутая цепь обратной связи выполнена в виде последовательно соединенных фазосдвигающей цепи, ограничителя-формирователя и дифференцирующей цепи.

3. Инвертор по n.l, о т л и чающи. йся тем-, что, с цель| обеспечения возможности регулирования выходного напряжения, он снабжен модулятором длительности, включенным между импульсным задаюи.им генератором и ключевым каскадом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Басовский В.Ф. Транзисторные преобразователи напряжения. Киев, Техника, 1974, с. 55.

2,Саймолов В.Ф. Транзисторные генераторы телевизионной развертки. М., Связь, 1969, с. 39.

П П