Двухтактный автономный инвертор

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН 19) (11) 2 М 7/538 ВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ГОСУДА ПО ДЕЛ 1;)У;Щ эМ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ(71) Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В,И. Ленина(54) ДВУХТАКТНЫЙ АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР(57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к вторичнымисточникам питания. Цель изобретения - повышение КПД при больших,кратностях изменения тока нагрузки.Инвертор содержит выходной трансформатор (Тр) 1 со средней точкой,трансформатор тока (ТТ) 11 с первичными обмотками 9,10 и вторичнымиобмотками 16, 17, а также транзисторные ключи (ТК) 14, 15. Выходнойтрансформатор выполнен на магнитопроводе с насыщающимся сердечником:этом первичные 5,6 и вторичная 29обмотки охватывают оба сердечника,а обмотка обратной связи 21 - только ненасыщающийся сердечник. В первый момент подключения ток протекаетчерез первичные обмотки от ненасыщенного насыщающегося сердечника 31 Тр 1. Цепь черезобмотки обратной связи закрыта из-за большого падения напряжения на последовательно включенныхдиодах (Д) 25, 28 и из-за малой величины ЭДС в С 22. При входе в режим насыщения С 31 в магнитопроводе1244774 10 15 20 25 30 35 40 начинается перераспределение магнитных потоков - нарастает ЭДС в обмотке обратной связи 21, открываются Д 25, 28, далее происходит процесс рассасывания носителей, например в базе ТК 14, который завершается полным запиранием ТК 14, Введение Д 25,1Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразователямпостоянного напряжения одного уровня в переменное или в постоянноенапряжение другого уровня при больших кратностях изменения. тока (мощности) нагрузки.Целью изобретения является повышение КПД при больших кратностяхизменения тока нагрузки,На чертеже изображена схема двухтактного автономного инвертора.Инвертор содержит выходной трансформатор 1, первичная обмотка которого имеет вывод от средней точки 2,соединенный с первой шиной 3 источника 4 питания. Концы первичной обмотки 5,6 подключены к соответствующим первым выводам 7,8 первичныхобмоток 9, 10 трансформатора 11 тока,вторые выводы 12, 13 которых подключены к коллекторам соответствующих транзисторных ключей 14,15.Вторичные обмотки 16,17 трансформатора 11 тока первыми разноименнымивыводами соединены с общей 18 шинойпитания, подключенной к эмиттерамтранзисторных ключей 14, 15, а другими разноименными выводами 19, 20 -с базами соответствующих транзистор,ных ключей 14, 15, Обмотка 21 обратной связи, охватывающая ненасыщающийся сердечник 22, своими концами 23, 24 подсоединена к катодамдиодов 25 и 26, аноды которых соеди"иены с базами соответствующих тран".зисторных ключей 14,15. Вывод отсредней точки 27 обмотки 21 обратной связи подключен к аноду туетьего диода 28, катод которого соединен с общей шиной 18 источника 4 питания. Вторичная обмотка 29 выходного трансформатора 1 своими выводами 26, 28, ТТ 11.обеспечивает повышение КПД за счет выполнения соотно,шения между коллекторным и базовым током ТК 14, 15 и отсутствия им-пульсов коллекторного тока при насьпцении сердечника Тр 1, 1 ил. подключена к нагрузке 30. При этомматериалы сердечников магнитопровода выходного трансформатора 1 выбираются таким образом, чтобы индукциянасыщения ненасьпцающегося сердечника 22 была вьппе индукции насьпцениянасьпцающегося сердечника 31, а магнитное сопротивление ненасыщающегосясердечника 22 было в десять и болеераз выше, чем магнитное сопротивление насьпцающегося сердечника 31. Двухтактный автономный инверторработает следующим образом.Предположим, что в один из полу-.периодов открыт транзисторный ключ14, насыщающийся сердечник 31 еще не насьпцен и магнитный поток в магнитопроводе выходного трансформатора 1 протекает в основном в нем,таккак его магнитное сопротивление значительно ниже магнитного сопротивпения ненасьпцающегося сердечника 22 При этом ток вторичной обмотки 16трансформатора 11 тока протекает поцепи: обмотка 16 - переход эмиттербаза транзисторного ключа 14 - общаяшина 18 - обмотка 16, так как втораяцепь, подключенная к выводам обмотки 16 (обмотка 21 обратной связи -диод 28 - .общая шина 18 - обмотка16 - диод 25 обмотка 21) закрытаиз-за более высокого барьерного напряжения двух последовательно включенных диодов 25, 28 по сравнениюс напряжением на переходе эмиттербаза открытого транзисторного ключа 14, а также из-за малой величины ЭДС, индуктируемой в обмотке 21обратной связи, При входе в режимнасыщения сердечника 31 в магнитопроводе начинается перераспределениемагнитных потоков - все большая его1244774 торного така при насьпцении сердечника выходного трансформатора. Формула изобретения 1 О 20 Составитель Т. ВойтовичРедактор Н. Швыдкая Техред М.Ходанич Корректор С. Черни Тираж 631 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва. Ж, Раушская наб., д. 4/5Заказ 3926/57 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4 часть ответвляется в ненасыщающийся сердечник 22 и нарастает ЭДС в об-мотке 21 обратной связи. После достижения определенного уровня этойЭДС равного падению напряжения надвух последовательно включенных открытых диодах 25, 28, начинаетсяотбор части базового тока транзисторного ключа 14. По мере дальнейшего насьпцения сердечника 31 токиобмотки 16 трансформатора 11 токаи обмотки 21 обратной связи сердечника 22 сравниваются и начинаетсяпроцесс рассасывания заряда, накопленного в переходе эмиттер-база 15транзистора 14, который завершаетсяполным запиранием транзисторногоключа 14. Иэ-за колебательного характера процесса перераспределения энергии, накопленной в индуктивных (магнитное поле ненасьпцающегося сердечника, магнитное поле рассеивания и т.д.) и емкостных паразитных реакторах 25 устройства, происходит включение второго транзисторного ключа 15 инвертора, и далее процесс повторяется аналогично описанному полупериоду работы. 30 Данное устройство по сравнению с известным имеет более высокий КПД в широком диапазоне изменения тока нагрузки, так как в нем обеспечено постоянное соотношение между коллекторным и базовым токами в транзисторах и отсутствуют импульсы коллекДвухтактный автономный инвертор, содержащий силовые транзисторные ключи, выходной трансформатор с магнитопроводом, состоящим из насьпцающегося и ненасьпцающегося сердечников, первичной и вторичной обмоток, охватывающих оба сердечника, и обмотки обратной .связи, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения КПД при больших кратностях изменения тока нагрузки, в него дополнительно введены три диода и трансформатор тока, содержащий первичные обмотки, первые выводы которых подключены к концам обмотки вы-ходного трансформатора, а вторые к коллекторам соответствующих транзисторных ключей, и вторичные обмотки, первые выводы которых подключены к эмиттерам транзисторных ключей, соединенным с общей шиной источника питания, а вторые выводы - к .базам соответствующих транзисторных ключей, при этом обмотка обратной связи, охватывающая ненасыщающийся сердечник, своими концами подсоединена к катодам первого и второго диодов, соединенных своими анодами с базами соответствующих транзисторных ключей, а вывод от ее средней точки соединен с анодом третьего диода,катодкоторого подклю-чен кобщей шинеисточника питания.