Транзисторный инвертор с широтноимпульсной модуляцией

Союз Советски Социалисти вских Республик1) Дополнительное к авг. свид-ву2) Заявлено 08.07.74 (21) 2043019/Ос присоединением заявкиГосударственный комн е(23) Приорите Опубликовано овета Министров СССРпо делец изобретений и открытий 0,01.77. Боллетеь(088.8) Дата опчблико ия описания 14.03.7) Заявитель кий институт авиационного приборост ое нинания 2 ых инве Изобретение относится к области преобразовательной техники, а именно к преобразователям, выполненным на полупроводниковых приборах с управляющим электродом, и может быть использовано во вторичных источниках питания радиоэлектроной аппаратуры, а также в управляемых электроприводах и в автоматике.Известен преобразователь постоянного тока в переменный 11, выполненный на двух транзисторных инверторах, собранных по двухтактной схеме с самовозбуждением и вырабатывающих сдвинутые по фазе напряжения одинаковой частоты. Управление фазой вспомогательного инвертора осуществляется при помощи конденсатора переменной емкости в фазосдвигающей КС-цепи, через которую синхронизирующее напряжение первого инвертора поступает в базовые цепи вспомогательного инвертора. Недостатком данного устройства является узкий диапазон регулирования фазы выходного напряжения вспомогательного инвертора. Кроме того, введение конденсатора в базовые цепи транзисторов этого инвертора нарушает условия для естественной коммутации, что приводит к увеличению динамических потерь и затрудняет его использование на повышенных частотах.Известен вторичный источник питвыполненный на двух транзисторн р. йакидов и В, М. Пашков торах, собранных по двухтактной схеме с самовозбуждением, Один пз инверторов спнхронизируется напряжением другого инвертора путем включения спнхронпзпрующей об мотки в базовье цеп: его транзисторов черезрегулирую.:ий резистор. Ъ правление фазой выходного наряжения вспомогательного инвертора осуществляется путем измееия постоянной ьремени перезряда конденсатора, 10 включенного через управляющй резистор иобмотки положительной обратной связи выходного трансформатора в цепи обмотки синхронизации. К недостаткам данного устройства следует отнести его сложность, обусловлен ную неооходимостью Введен гя трех дополнительных групп диодов для обеспечения требуемого роцесса перезаряда конденсатора, а также алпчпе дополнительных динамических потерь от сквоз.ых токов, протекающих в мо мент коммутагпп транзисторов вспомогательного инвертора.Наиболее близким по своей техническойсущности является устройство для широтно- импульсной модуляции 3). Устройство вклю чает в себя две ячейки, выполенные по двухтактной схеме с самовозбуждепем, магнитный усилитель, псользуемый в качестве элемента задержки и управляощпй 1 тезпстор в цепи обмстки управления л:огппцого усили. тсля, подключенный к леммам источника пи 54505410 15 тания. Ведущая ячейка, работающая в режиме самовозбуждения, осуществляет принудительное возбуждение ведомой ячейки при помощи обмоток синхронизации, подключенныхк базовым переходам транзисторов, через рабочие обмотки магнитного усилителя и диоды, Принцип управления выходным напряжением преобразователя основан на регулировании вольт-секундной площади при перемагничивании сердечников магнитного усилителя.Для управления фазой изменяют величинутока псдмагничивапия сердечников магнитного усилителя при помощи управляющего ре,сторсьд: сттками данного устройства являются.:ожн сть и невысокая надежность, обуслепныс использ"вс писм в качестве элемепгдержки дополнительного устройства в.:: магнитного усилителя с диодами в цепяхоабочих обмоток.1,елью изобретения является упрощениеустройства управления фазой коммутацииколлекторных токов транзисторов ведомойячейки и повышение надежности инвертора.С этой целью спнхронизируюшие обмоткитрансформатора ведущей ячейки и базовыеобмотки трансформатора ведомой ячейки соединяются согласно через дополнительный резистор смещения, а управляющий резисторподключается к соответствующей клемме источника питания и точке соединения резистора смещения с базовыми обмотками.Принцип действия устройства основан нарегулировании времени рассасывания неосновных носителей тока в базе насыщенноготранзистора при его выключении. По окончании рассасывания неосновных носителей начинает уменьшаться коллекторный ток транзистора, и в этот момент за счет действия положительной обратной связи происходиткоммутация коллекторных токов транзистора,Использование для управления естественной задержки моментов выключения транзисторов позволяет ликвидировать сквозныетоки в преобразователе, повысить частоты напряжения в цепи переменного тока до 50 -100 кгц и существенно улучшить его техникоэкономические показатели,Сущность изобретения поясняется схемой,где 1, 2 - ведущая и ведомая ячейки соответственно; 3, 4 - выходные трансформаторы ячеек 1, 2; 5, б - обмотки положительной обратной связи трансформатора 4; 7, 8 в синхронизируюшие обмотки трансформатора 3; 9, 10 -выходные обмотки инверторов; 11 - управляющий резистор; 12, 13 - входные клеммы инвертора; 14 в нагруз инвертора; 15 в резистор смещения.Инвертор содержит ведущую 1 и ведомую 2ячейки, собранные на трансформаторах 3, 4с выведенными нулевыми точками коллекторных обмоток, Обмотки положительной обратной связи 5, б трансформатора 4 соединены- зтоследоватааааа-церсз резистор смаоСеииа 15с синхронизирующими обмотками 7, 8 транссз 0 25 Зо 35 40 45 50 55 00 65 форматора 3. Управляющий резистор 11 включен последовательно с резистором смещения 15 в цепь источника коллекторного напряжения к клемме 12 (13). Выходные обмотки 9, 10 соединены последовательно с нагрузкой 14, Напряжение обмоток положительной обратной связи 5, 6 выбраны равными напряжениям синхронизирующпх обмоток 7, 8.Регулирование величины выходного напряжения преобразователя на нагрузке 14 производят за счет изменения фазового сдвига прямоугольной волны выходного напряжения ведомой ячейки 2 относительно прямоугольной волны напряжения ведущей ячейки 1. Для этого регулируют напряжение смещения на резисторе 15, управляя величиной резистора 11, На интервале фазовой задержки в результате коммутации токов транзисторов ячейки 1 суммарное напряжение обмоток 5, 7 и 6, 8 становится равным нулю. В базовой цепи открытого транзистора ячейки 2 уменьшается базовый ток, Через некоторое время, равное времени фазовой задержки, открытый транзистор выходит из насыщения, у него начинает уменьшаться ток коллектора, полярность сигнала полокительной обратной связи изменяется на противоположную, и происходит коммутация токов транзисторов ячейки 2, Время фазовой задержки зависит от степени насыщения базы открытого транзистора неосновными носителями тока и условиями их рассасывания в интервале задержки. Регулируя величину базового тока насыщения транзистора, управляют фазовым сдвигом выходных напряжений ячеек, осуществляя широтно- импульсную модуляцию выходного напряже. ния на нагрузке. Формула изобретения Транзисторный инвертор с широтно-импульсной модуляцией, состоящий из связанных со входными зажимами ведущей и ведомой ячеек с выходными трансформаторами, выполненных по двухтактной схеме с само- возбуждением, причем синхронизирующие обмотки ведомой ячейки, связанные с управляющим резистором, расположены на сердечнике трансформатора ведущей ячейки и соединены последовательно с базовыми обмотками ведомой ячейки, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности, указанные синхронизирующпе и базовые обмотки соединены между собой согласно через дополнительный резистор смещения, а управляющий резистор включен между одним нз входных зажимов и точкой соединения резисторов смещения с базовыми обмотками.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Лвт. св.135954, кл. Н 02 гп 7/48, 1960.2. Патент США М 3031629, кл. 331-113, 1962.3. Лвт, св. Ме 131791, кл, Н 02 гп 7 48, 1959,/ б Составитель Г.хред А. Камыш орректор Л. Котов 22/14 ЦНИИП Тираж 899тета Совета Министрий ц открытийаушская наб., д. 4/о Типография, пр. Сапунов актор Т. Ларина Изд.134 Государственного коми по делам изобретен 3035, Москва, Ж, Р