Самовозбуждающийся инвертор Советский патент 1982 года по МПК H02M7/537 H02M3/335 

(54) САМОВОЗБУЖДАЮЩИЙСЯ ИНВЕРТОР

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрическим преобразовательным системам постоянного тока и может быть использовано преимущественно в маломощных устройствах электропитания, к которым предъявляются повышенн{ле требования в отношении КПД и габаритов.

Известны самовозбуждающиеся инверторы, содержаауле транзисторы/ трансформатор и резистор запуска, включенный между входной клеммой инвертора и базовой цепью транзисторов 1

Недостатком известных инверторов являются дополнительные потери мощности на резисторе запуска после возбуждения инвертора.

Наиболее близким по технической сущности к данному устройству является самовозбуждающийся инвертор, который содержит переключающие транзисторы, трансформатор и ключевой элемент на полевом транзисторе, служащиг для разрыва цепи запуска инвертора после его возбуждения. Для достаточно надежного запуска инвертора при его работе на емкостную нагрузку, в цепи управления ключевого элемента предусмотрено инерционное звено, препятствующее его отключению

до момента полного выхода инвертора на режим 2.

Недостатком устройства, является повышенная величина потерь мощности в резисторе запуска, а следовательно, и его габариты, особенно при большой величине емкости нагрузки, поскольку для надежного запуска инвертора в этом случае необходимо пропускать

10 через резистор запуска ток достаточ. но большой величины, что при достаточно высоком значе ши напряжения первичного источника питания приводит к значительным потерям мощности

5 в данном резисторе при запуске. Кро,ме того, при воздействии помехи по входу возможны срывы колебаний инверторе с последующим их автоматическим восстановлением, во время

20 которого в резисторе запуска рассеивается значительная мощность, что отрицательно сказывается на КПД.

Целью данного изобретения является повышение КПД инвертора.

Поставленная цель достигается тем,

25 чтов самовозбуждающемся инверторе, содержащем переключающие транзисторы, первые из силовых электродов которых подсоединены к силовой обмотке выходного трансформатора, обмотка об30ратной связи которого подсоединена к управляющим электродам упомяну-хтах транзисторов, и к выходу блока запус ка, содержащего ключевой элемент, управляющий переход которого, зашунтированный конденсатором, подключен к цепочке из двух резисторов, средня точка которых подсоединена к силовому электроду переключающего транзистора, а один из силовых электродов ключевого элемента связан с одним из входных выводов,. К крайним точкам обмотки обратной связи подключены соответственно две дополнительные секции, образующие с обмоткой обратной последовательную цепь, крайние выводы которой через диоды и запускающие резисторы подсоединены к одному из входных, вьшодо а в блок запуска введен второй ключе вой элемент, идентичный указанному, причем точки соединения диодов и запускающих резисторов подключены соответственно к одним из силовых элек тродов ключевых элементов, а из первых электродов каждого из переключающих транзисторов связан с соответствующим ключевым -элементом. На чертеже представлена схема самовозбуждающегося инвертора. Инвертор содержит переключающие транзисторы 1 и 2 и трансформатор 3 Обмотка обратной связи 4 своими край ними отводами подключена к катодам диодов 5 и 6, аноды которых соединены с истоковыми вывода1 о1 полевых транзисторов 7 и 8, на которых выполнены ключевые элементы. Аноды эти диодов соединены также с отрицательным полюсом первичного источника питания через резисторы запуска 9 и 10. Стоковйе выводы полевьлх транзисторов соединены с базовыми выводами переключающих транзисторов 1 и инвертора. Промежуточные отводы обмотки 4 со динены с базовыми выводами переключа щих транзисторов 1 и 2 через параллельные цепочки, состоящие из диодов 11 и 12 и резисторов 13 и 14. Средн точка обмотки 4 соединена с эмиттерами переключак)йи1х транзисторов через токоограничивающий резистор 15. Управляющие переходы полевых транзисторов 7 и 8 зашунтированы конденсаторами 16 и 17 и цепочками из двух резисторов 18, 19 и 20, 21. Общие вы воды резисторов подключены через выпрямительные диоды 22, 23 к коллекторным выводам переключающих транзисторов 1 и 2 инвертора. В момент подключения инвертора к первичному источнику питания полевы транзисторы 7 и 8 открыты благодаря нулевому напряжению между затвором истоком. По базовым цепям транзисто ров 1 и 2 протекают токи запуска, возбуждающие инвертор. Возбуждение инвертора происходит при меньшем то ке запуска, потребляемом от первичного источника питания, за счет более сильной обратной связи, поскольку при запуске инвертора с крайних отводов секционированной обмотки подается более высокое напряжение обратной связи. Диоды 5 и 6 препятствуют .попаданию .повьашенного обратного напряжения на эмиттерные переходы переключающих транзисторов 1 и 2 инвертора с крайних отводов обмотки 4. Запирающее напряжение необходимой величины подается на эмиттерные переходы переключающих транзисторов с промежуточных отводов обмотки обратной связи через параллельные цепочки, состоящие из резисторов 13 и 14 и диодов 11 и 12. Поскольку запирающее напряжение на эмйттерные переходы Переключающих транзисторов может прдаваться через достаточно высокоомные резисторы 13 и 14, большая их ; величина способствует снижению потерь, мощности в этих резисторах при открытых диодах 5 и 6. П§и возбуждении инвертора в коллекторных обмотках трансформатора 3 возникают знакопеременные относитель но средней точки импульсные напряжения, которые после выпрямления диодами 22 и 23 прикладывёиотся через резисторы 9,18 и 10,20 к обкладкам конденсаторов 16 и 17. Конденсаторы 16 и 17 начинают заряжаться и через некоторое время, определяемое постоянными времени цепей 9-18, 16 и 10, 20, 17 и временем выхода инвертора на режим, напряжения на них достигают уровней отсечки полевых транзисторов 7 и 8.§ этот момент происходит .отключение резисторов запуска 9 и 10 от первичного источника питания и отключение крайних отводов обмотки обратной связи 4 от базовых выводов транзисторов 1 и 2. Автоколебания в инверторе поддерживаются за счет цепи положительной обратной связи при питании базовых цепей переключающих транзисторов 1 и 2 от промежуточных отводов .обмотки обратной связи через параллельные цепочки, состоящие из диодов 11 и 12 и резисторов 13 и 14. Через резисторы 13 и 14 протекают обратные токи эмиттерных переходов переключающих транзисторов инвертора, поэтому они могут быть выбраны достаточно большой величины, чтобы максимально снизить потери мощности в них во время . запуска инвертора, когда к диодам 5 и 6 прикладывается напряжение в прямом направлении. Диоды 11 и 12 шунтируют резисторы 13 и 14 и обеспечивают малую величину сопротивления для прямого тока базы переключающих транзисторов. Резистор 15 является общим токоограничивающим ре