Транзисторный инвертор

(5 ц 5 Н 02 М 7/538 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР,К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Институт проблем прочности АН УССР Р 2) С.П.Степанов, Ю,А.Коломиец, Н.А.Фот и А,Г,Малый(56) Авторское свидетельство СССР В 1001392, кл, Н 02 М 7/537, 1980.Патент ФРГ %3224103, кл. Н 02 М 7/53 1981.(54) ТРАНЗИСТОРНЫЙ ИНВЕРТОР (57) Изобретение относится к электротехнике и м.б, использовано при проектировании вторичных источников питания. Цель изобретения - повыаение КПД и надежности путем выполнения инвертора самовозбуждающимся, Инвертор содержит первый 1 и Я 2, 1700726 А 1 второи 2 коммутаторы, выполненные на си- . ловых транзисторах, Силовой транзистор 3 первого коммутатора является более быстродействующим, чем силовой транзистор второго коммутатора 2, Второй трансформатор тока 11 с помощью первой вторичной обмотки 14 ограничивает напряжение на силовом транзисторе 3 в момент его выключения, который наступает после насыщения дросселя б, включенного в замкнутую цепь с последовательно соединенными первой и второй вторичными обмотками 14 и 16 первого и второго трансформаторов тока 9 и 11, Узел защиты 7 обеспечивает выключение силовых транзисторов 3 и 4 при увеличении тока, протекающего через их переходы коллектор-змиттер до установленной величины, 1 з.п.ф-лы, 1 ил.Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и электропривода для преобразования постоянного напряжения в переменное,Цель изобретения - повь" ыение КПД и надежности путем выполнения инвертора самовозбуждаащимся.На чертежах приведена принципиальная электрическая схема транзисторного инверторэ,Транзисторный инвертор содержит первый 1 и второй 2 коммутаторы, каждый из которых содержит силовой транзистор, причем силОВОЙ транзистОр 3 первого коммутатора яВляется более быстродействующим и соединен своим коллектором с эмиттерОм транзистора 4 ВтсрОгО коммутатора 2, выходной трансформатор 5, дроссель 6 насыщения, узел 7 защиты и узел 8 запуска. Первый коммутатор 1 содержит первый трансформатор 9 тока, первичная обмотка 10 включена между змиттером транзистора 3 и Выводом источника питания, а вторичная обмотка - между базой и эмиттером тсанзистора 3. Второй коммутатор 2 содержит второй трансформатор 11 тока, первичная обмотка 12 которого ссединена первым Выводом с коллектором . ранзистора 4, а втооым выводом - с первым Выводом первичной обмотки 13 выходного трансформатора 5. Первая вторичная обмотка 14 трансформатора 11 тока соединена своими выводами соответственно с базОЙ транзистора 4 и вводом обмотки "1 0 первого трансформатора 9 тока. Вторая вторичная обмотка 15 Второго трансформатора 11 тока, Вторая вторичная обмотка 16 перВого трансформатора 9 тока и дроссель б насыщения соединены последовательно, образуя замкнутую цепь. Вторичная обмотка 17 выходного трансформатора 5 одним выводом соединена с первичной обмотки 10 первого трансформатора 9 тока, а вторым выводом - через две отдельные форсирующие цепи 18 и 19 с базами соответствующих транзисторов первого и Второго коммутаторов. Каждая форсирующая цепь содержит диод 20, конденсатор 21 и резистор 22. Узел 7 защиты содержит нормально разомкнутый электронный коммутатор 23, первый силовой вывод которогс соединен с первым выводОм дрОсселя 6 насыщения, а второй силовой вывод через последовательно соединенные первый резистор 24 и вспомогательную вторичную обмотку 25 выходного трансформатора 5 - с вторым выводом дросселя б насыщения, третий трансформатор 26 тока, первичная обмотка 27 которого соединена своим первым выводом с вторым выводом первичной обмотки 13 выходноготрансформатора 5, выпрямитель 28, входкоторого соединен с вторичной обмоткой 29третьего трансформатора 26 тока, которая5 зашунтирована вторым резистором 30, причем один вывод выпрямителя 28 соединен суправляющим выводом электронного коммутатора 23, а второй вывод - с одним из егосиловых выводов. Подача напряжения пита 10 ния осуществляется на входные выводы 31и 32 инвертора. Нагрузка 33 подключается, к выводам основной вторичной обмотки 34,Инвертор работает следующим образом.15 При подаче напряжения питания на выводы 31 и 32 узел 8 запуска обеспечиваетвключение транзистора 3 и 4, причем форсирующие цепи 18 и 19 обеспечивают ускорение процесса их включения. Ток,20 протекающий через обмотку 10 и 12 трансФорматоров 9 и 11 тока, наводиъ в обмотки10 и 14 напряжения, которое поддерживаютнасыщенное состояние транзисторов 3 и 4,Через определенный промежуток времени,25 длительность которого определяется парамеграми дросселя б насыщения, происходит насыщение сердечника дросселя 6,материал которого имеет прямоугольнуюпетлю гистерезиса. В результате насыще 30 ния сердечника дросселя б трансформаторы9 и 11 тока оказываются в режиме короткогозамыканияНапряжение на их обмоткахспадает до нуля. Происходит выключениесначала транзистора 3, как более быстро 35 действующего, а затем транзистора 4.Вследствие того, что база транзистора 4 вэтом случае соединена с выводом 32 черезрезистор, величина сопротивления которого равна активному сопротивлению обмотки40 14 трансформатора 11, находящегося в ре-жиме короткоо замыкания не превыааетгфдесятых долей Ома), напряжение на транзисторе 3 ограничивается, а транзистор 4 приэтом форсированно выключается, Напряже 45 ния самсиндукции обмоток трансформаторов при этом поддерживают транзисторы 3и 4 выключенными на время, определяемоепараметрами трансформаторов 9 и 11 тока.Изменение знака ЭДС самоиндукции на50 противоположный приводит к новому включению транзисторов 3 и 4, и процессы выключения и последующего включения ихповторяются,Первичные обмотки трансформаторов55 12, 13 и 27 могут соединяться между коллектором транзистора 4 и выводом 31 в любойпоследовательности, что не оказывает влияния на работу инвертора, Возможно такжесоединение этих обмоток в лк)бой последовательности между выводом первой обмот1700726 Формула изобретения 1. Транзисторный инвертор, содержащий первый и второй коммутаторы, каждый из которых содержит силовой транзистор, причем силовой транзистор первого коммутатора является более быстродействующим, чем силовой транзистор второго коммутатора и соединен своим коллектором с эмиттером транзистора второго коммутатора, и выходной трансформатор, основная вторичная обмотка которого соединена с выходными выводами инвертора. о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения КПД и надежности путем выполнения инвертора самовозбуждающимся, в него введен дроссель насыщения, первый коммутатор содержит первый трансформатор тока; первая вторичная обмотка которого включена между базой и эмиттером Составитель В.Моин Техред М.Моргентал Редактор Н.Бобкова Корректор Н,Ревская Заказ 4476 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 415 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 ки 10 трансформатора 9 тока и клеммой 32, а коллектора транзистора 4 - с выводом 31, что также не оказывает отрицательного влияния на работу инвертора. й-р-и транзисторы 3 и 4 могут быть заменены р - и-р транзисторами. При этом диоды 20 форсирующих цепей должны иметь обратное включение, т.е, соединяться с базами транзисторов сврими анодами, а полярность подаваемого на клеммы 31 и 32 напряжения питания должна быть противоположной.Порог срабатывания защиты определяется величиной сопротивления резистора 30. В результате срабатывания защиты происходит соединение обмотки 25 через токо- ограничивающий резистор 24 с обмотками 15 и 16. Тэк как потенциалы на выходах обмотки 25 противоположны потенциалам на выводах обмоток 15 и 16 в инверторе происходит выключение транзисторов 3 и 4,Использование предлагаемого инвертора по сравнению с известным в источниках электропитания с бестрэнсформаторным входом позвблит повысить надежность этих устройств, увеличить их КПД,Повышение надежности обусловлено отсутствием источника управляющих сигналов и меньшим числом полупроводниковых приборов, надежностью насыщения переходов транзисторов коммутаторов,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 силового транзистора первого коммутатора, первичная обмотка между змиттгром силового транзистора первого коммутатора и первыМ входным выводом инвертора, второй коммутатор содержит второй 1 рэнсформатор тока, первичная обмотка которо о соединена первым выводом с коллекторсм силового транзистора второго коммутатора, а вторым выводом - с первым выводе:.:, первичной обмотки выходного трансформатора, второй вывод которой связан с вторым входным выводом инвертора, первая вторичная обмотка второго трансформатора тока включена между базой силового транзистора втооого коммутатора и первым входным выводом инвертора, при этом вторая вторичная обмотка второго трансформатора тока, вторая вторичная обмотка первого трансЭорматора тока и дроссель насыщения соединены последовательно, образуя замкнутую цепь, вторичная облотка выходного трансформатора одним выводом соединена с первым входным выводом инвертора, а вторым выводом через две отдельные форсирую.цие ЯСО-цепи - с базами соответствующих силовых транзисторов первого и второго коммутаторов.2, Инвертор поп,1,отл ича ю щи йс я тем, что введен узел защиты силовых транзисторов обоих коммутаторов от перегрузки по току, содержащий замыкающий электронный коммутатор, первый силовой вывод:;второго соединен с одним из выводов дросселя насыщения, а второй силовой вывод через последовательно соединенные первый резистор и вспомогательную обмотку выходного трансформатора - с другим выводом дросселя насыщения, третий трансформатор тока, первичная обмотка которого осуществляет указанную связь второго вывода первичной обмотки выходного трансформатора с вторым входным выводом инвертора, выпрямитель, вход которого соединен с вторичной обмоткой третьего трансформатора тока, которая зашунтирована вторым резистором, причем один выходной вывод выпрямителя соединен с управляющим выводом электронного коммутатора, а второй выходной вывод выпрямителя - с одним из силовых выводов электронного коммутатора,