Транзисторный инвертор

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советских Социалистических Республик) Дополнительное к ав двуМ. Кл, Н 02 М 7/53Н 02 о 1/08 2) Заявлено 21.04.76 21) 2349234 7 присоединение заявк Государстееиный комитет Совета Миииотроа СССР по делам изооретений и открытий.09 ования абаш и В, В. Сазоно 2) Авторы изобретения В Куйбышевский политехнический институт им, В. В, Куйбышева и Куйбышевский .инстйтут железнодорожного транспорта(54) ТРАНЗИСТОРНЫЙ ИВЕРТОР 1Изобретение относится к электротехнике, а более конкретно к преобразователям напряжения постоянного тока. в напряжение .переменного тока. Такие преобразователи широко. применяются в электропрнводе для ы тания датчиков и других устройств автоматики и телемеханики. Известны полупроводниковые преобразов- ателии напряжения, в которых постоянное на-щ пряжение источника питания преобразуется. в многоступенчатое выходное напряжение, по форме близкое к синусоидальному; Формирование ступенчатой кривой выходного напряжения в таких преобразователях мажет р осушествляться с помощью распределителя импульсов, подсоединенного к генератору тактовых импульсов 11) , Инвертор в этоМ случае позволяет получить любую требуемую форму выходного напряжения и имеет ши- др ракий диапазон частот. Такое решение приводит к усложнениюсиловой цепи преобразователя и к необходимости введения допол-. нительных мощных транзисторов.Известны также транзисторш те инверторы й 5 2с безэталонной 1 ПИМ 1 21, взятые за про ото п.Недостатком этих инвврторов является сложность системы управления, в которой для модуляпии ширины импульсов применен два делителя частоты с разным коэффициентом деления. Целью изобретения является унрошенив устройства путем иснользоеаиия в качестве модулятора ширины импулы оп бысгродейсь вующвго магнитного усилителя,. управляющие обмотки которого имеют неколько отводов, соединенных через дополнительные ключи с источником опорного напряжения, а рабочие. обмотки через вспомогательные травзйсторы соединены с источником питания инвертора, причем цепь базы вспомогательных транзисторов . связана с выходом задающего генератора.На чертеже приведена принципиальная схема инвертора.Инвертор состоит из силового каскада и схемы управления. Силовой каскад представляет собой мостовой инвертор с сидо-, 5681303выми ключами (транзисторами) 1-4,в диагональ которого включена нагрузка 5Схема управления состоит иэ двухтактпогобыстродействующего магнитного усилителя(МУ) (дроссели 6, 7 и переключающие вспомогательные транзисторы 8-11), задающего генератора 12, распределителя импульсов, состоящего в данном случае из триггерного счетчика 13 и дешифратора 14. Кбазам силовых транзисторов 1 и 3 через ф 0дополнительные ключи 15 и 16 подключены выходные обмотки 17-20 магнитногоусилителя. Ключи 2, 4, 15 и 16, управляются напряжениями с выходов дешифратора 14.Управляющие обмотки МУ состоят из секций 21-26, которые через транзисторы 10,11 и дополнительные ключи (транзисторы)27-29 подключены к источнику опорного напряжения 30. Рабочие обмотки 31 и 32 МУчерез транзисторы 8 и 9 подключены к источнику питания инвертора. Базовые цепитранзисторов 8 и. 9 подключены через активно-емкостные цепочки к обмоткам обратнойсвязи 33 и 34, а через емкости 35 и 36 -к обмоткам 37 и 38 трансформатора 30задающего генератора 12. Базы транзисторов 10 и 11 подключены к обмоткам 40и,41 трансформатора 39. Источник напряжения 42 служит для эапирания транзисторов1 и 3,30Транзисторный инвертор работает следующим образом.С дешифратора 14 на базы транзисторов2 7-29 в определенной . последовательности поступают отпирающие импульсы, Длительности35.этих импульсов соответствуют длительностямступенек, из которых формируется выходноенапряжение инвертора, На, ключи 15, 16и транзисторы 2 и 4 также поступают от40дешифратора отпирающие импульсы, длительность которых равна половине периода выходного напряжения. Магнитный усилительработает с частотой задающего генератора,.которая в любое целое число раз выше частоты выходного напряжения инвертора,При формировании первой полуводны выходного напряжения открыты силовой транзистор 2 инвертора и дополнительный ключ15 Транзисторы 4, 3 и ключ 16 при этом 50заперты;В начале рабочих интервалов МУ набазы транзисторов 8 и 9 с обмоток 37 и38 трансформатора 39 генератора 12 по-даются через дифференцирующие конденсаторы 35 и 36 короткие отпирающие импульсы. Под действием этих импульсов транзисторы 8 и 9 поочередно отпираются и рабочие обмотки МУ 31 и 32 подключаютсяк источникч питания ипвертора. На обмот-ках обратной связи 33 и 34 при этом наводятся напряжения, поддерживающие транзисторы 8 и 9 в насыщении в течение времениперемагничивания сердечников МУ.При насыщении: сердечников МУ напряжение на обмотках обратной связи 33и 34 резко падает, транзисторы 8 р 9входят в активный режим, и развиваетсялавинообразный процесс их запирания. Доприхода следующего отпирающего импульсатранзисторы 8 и 9 поддерживаются запертыми напряжением на активно-емкостныхцепочках,В управляющий полупериод МУ его управляющие обмотки через транзисторы 10,1 1 и один из дополнительных транзисторов27-29 поочередно подключаются к источнику опорного напряжения 30. При этом, есливключен транзистор 27, к источнику 30подключаются секции 21 и 24, если включентранзистор 28, - секции 21, 22 и 24, 25,и если включен транзистор 29- секции 21,22, 23 и 24, 25, 26. Под действием напряжения источника 30 . сердечники МУразмагничиваются на величину индукции пропорционально числу подключенных витковуправляющеи обмотки.Так как в течение рассматриваемого полупериода выходного напряжения транзистор2 открыт, то транзистор 1 периодически подключает напряжение питания инвертора к нагрузке на время, обратно пропорциональноечислу подключенных витков управляющей обмотки.Таким образом, подключая соответствующее число витков управляющей обмоткиМУможно получить разные величины среднегозначения выходного напряжения на каждойступени,формирование следующей полуволны выходного напряжения происходит аналогичнымобразомИз изложенного видно, что рассмотренный инвертор позволяет получать переменное напряжение, среднее значение которогоможет изменяться:. ступенчато по любомузакону, Этот закон .определяется схемой де.шифратора и соотношением витков секцийуправляющих обмоток МУ. При этом среднее значение выходного напряжения не зависит от входного напряжения, что позволяет обойтись без стабилизатора напряженияя.формула изобретения Транзисторный инвертор, содержащий задающий генератор, модулятор длительности импульсов и распределитель импульсов, выходы которого соединены с управляющими568130 входами силовых и дополнительных ключейинвертора, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью упрощения ипвертора, в качестве модулятора использован двухтактныйбыстродействующий магнитный усилитель,управляющие обмотки которого имеют несколько секций, соединенных через указанные дополнительные ключи и первую нарувспомогательных транзисторов с выводамидля подключения источника опорного напря- щжения, а рабочие обмотки через вторую пару вспомогательных транзисторов соединеные с выводами для подключения источника питания, причем цепи баз всех вспомогательных транзисторов связаны с выходомзадающего генератора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Авторское свидетельство СССР%316162, кл. Н 02 М 7/48, 1970.2, Проблемы технической электродинамики", Киев, Наукова, думка,1970 г.,Ж 24, стр. 112, рис. 1,ДНИИПИ Заказ 2813/4Тираж 917 Подписное Филиал ППП "Патент",и. Ужгород, ул. Проектная