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

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

По основному авт. св. № 921001 известен инвертор с высоковольтным выходом, используемый в высоковольтных источниках для питания радиоэлектронной аппаратуры и содержащий последовательно связанные между собой импульсный задающий генератор с входом синхронизации, модулятор длительности, ключевой каскад, повышающий трансформатор и цепь обратной связи, включенную между дополнительно -введенной обмоткой повышающего трансформатора и входом синхронизации импульсного задающего генератора. Устройство работает в автогенераторном режиме на резонансной частоте трансформатора 1.

В устройствах подобного типа потери мощности в ключевом каскаде в основном определяются потерями при переходе из одного, режима в другой, причем эти потери растут с частотой.

Если резонансная частота повышающего трансформатора имеет величину/ соизмеримую с - , где Т - постоянная времени транзистора, КПД инвертора падает.

Цель изобретения - повышение КПД устройства.

Указанная цель достигается тем, что в инвертор введен длитель частоты с коэффициентом деления, равным 2, 3, 4, ..., N, включенный между выходом импульсного задбиощего генерато10ра и входом модулятора длительности.

На чертеже приведена схема инвертора.

Инвертор содержит последовательно соединенные задающий импульсный гене

15 ратор 1с входом синхронизации, делитель 2 частоты с коэффициентом деления, равным 2, 3, 4, ..., N, модулятор 3 длительности, ключевой каскад 4 и трансформатор 5. Низковольт20ная обмотка трансформатора 5 подключена к входу цепи 6 обратной связи, выход которой подключен к входу синхронизации задающего импульсного генератора 1.

25

Инвертор работает следующим образом. . .

При включении напряжения питания , задающий генератор 1 начинает вырабатывать прямоугольные импульсы, час30 следования которых должна быть

меньше, чем резонансная частота повышающего трансформатора 5, Эти импульсы поступают на вход делителя 2 частоты. С выхода делителя 2 частоты .импульсы, частота следования которых уменьшается в N раз (N - коэффициент деления частоты; N 2, 3, 4,,..) поступают на вход модулятора 3 длительности. Импульсы с выхода модулятора 3 длительности поступают на вход ключевого каскада 4. Происходит ударное возбуждение свободных колебаний во вторичном контуре повышающего тран сформатора на его резонансной частоте В низковольтной обмотке трансформатора 5 индуцируется напряжение,близкое по форме к синусоидальному.Это напряжение, пройдя через цепь б обратной связи,поступает на вход синхронизации задающего генератора 1,что приводит к повышению его частоты до резонансной частоты повышающего трансформатора 5. П;ри этом повышающий трансформатор работает нарезонансной частоте, а ключевой каскад работает в режиме насыщв ния на частоте в N раз меньшей.

ЗначениЪ N выбирают не больше определенного, чтобы экспоненциальный спад напряжения на выходе инвертора, обусловленный конечным значением добротности трансформатора и шунтирующим влиянием сопротивления нагрузки, имел величину, лежащую в допустимых пределах, определяемых конкретным .применением инвертора.

Таким образом, в результатевведения делителя частоты ключевой каскад работает на частоте в N раз меньшей, чем резонансная частота повышающего трансформатора, что позволяет уменьшить потери мощности в переходных режимах и тем самым повысить КПД инвертора, который работает в режиме синхронного возбуждения выходного трансформатора на субгармонике резонансной частоты. Это приводит к уменьшению потери мощности в ключевом каскаде - КПД устройства повышается.

Предлагаемое техническое решение позволяет создавать высоковольтные источники для питания радиозлектронной аппаратуры, обладающие высокими стабильностью, КПД и надежностью в интервоше температур.

Формула изобретения

Инвертор с высоковольтным выходом по авт. св. 921001, отличающ и и с я тем, что, с целью повышения КПД, он снабжен делителем частоты, включенным между выходом импул сного задающего генератора и входом модулятора длительности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР №921001, кл. Н 02 М 7/48, 1980.