Транзисторный инвертор

(5 ИЗОБР ТЕН САНИЕ О Е 1(61)1700726:.::. " " ис (21) 4618952/07 .: . : ко (22) 12.12,88: .: :"; - :ст (46) 23.08.92, Бюл. ЬЬ 31..:. " до (71) Институт проблем прочности АК ЧССР. ав (72) С,П.Степанов,., , за (56) Авторское свидетельство СССР: .ю 1+1700726, кл, Н 02 М 7/538, 1987," ." .др )54) ТРАНЗИСТОРНЫЙ ИКВЕРТОР . -: об (57) Изобретение относится к злектротехни-;4 ( ке и может быть использовано при проекти-ю ровании источников вторичното:" . те электропитания. Цель - улучшение массо-:-: ср габаритных показателей, увеличение вы-. ся ходной:мощности ирасширение облаСти2)7 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 2пользования, Устройство содержит три ммутатора .1,2,33, управляемых транзиорами 9.,11,35 тока, Равенство. полупериов выходйого напряжения:. инвертора томатически поддерживается токой переряжающего конденсатора 31, обеспечиващим подмагничивание "времязадающих осселей 6:и 32 насыщения, Узел 7. защиты еспечивает выключение транзисторов 3 и 34 и 36) при достижении током, протекащим через их переходы коллектор - змитр; установленной величины порога абатывания защиты, который ойределяет.величиной сопротивления резистора 30, з.п, ф-лы, 1 ил..Изобретение относится к электротех- вый резистор 24 и вспомогательную вторичнике, Может быть использовано в системах ную обмотку 25 выходного трансформаторавторичного электропитания и электропри - с вторым выводом дросселя 6 насыщевода для преобразованияпостоянного на- ния, третий трансформатор 26 тока, первичпряжения в переменноеи является 5 ная обмотка 27 которого соединена своимусовершенствованием изобретения попервым выводом с вторым выводом первичавт. св, М 1700726. ,.:" ной обмотки 13 выходного трансформатораЦель йзобретения, - улуцшение мас 5, выпрямитель 28, вход которого соединенсогабаритных показателей, увеличениес вторичной обмоткой 29 третьего транс, выходной мощноСти, расшйрение обла форматора 26 тока, кбтораяэайунтированасти испольэоваййя- иповышение-надеж- -.вторым резистором 30, причемодин выводностй,:. .:- - " , . выпрямителя 28 соединен с управляющимЙачертежеприведенапринципйальнаявыводом электронного коммутатора 23, аэлектричеСкая схема транзисторного ин- второй вывод - содним из его силовых вы-.вертора. ,.:.:;. :.-;.:15 водов,Инвертор содержит первый 1 и второй: Йнвертбр также включает конденсатор2 коммутаторы, каждый из которых-содер-31, дополнительный дроссель 32 насыще- .жит силовой транзистор, причем силовой ния, третий коммутатор 33, содержащий си-транзистор 3 первого коммутатора 1 являет- лавой транзистор 34 и четвертыйся более быстродействующим и соединен 20 трансформатор 35 тока, во второй коммутасвоимколлектором сэмиттером транзисто-:тор 2 введеныдополнйтельный силовойра 4 второго коммутатора 2; выходной .трайзистор 36 и"третья вторичйая обмоткатрансформатор 5,дроссель 6 насыщения,37 во второй трансформатор 11 тока, допол-узел 7 защиты и узел 8 запуска. Первый - нительную вторйчную обмотку 38 выходно- .коммутатор 1 содержит первый трансфор го трансформатора 5, две дополнительныематор 9 тока,первичная обмотка 10 которо- отдельные форсирующие.ВС-цепи 39 и 40,го включена междуэмиттеромтранЗйстора. причем силовой транзистор 34 третьего3 и выводом источйика пйтайияа вторичнаякоммутатора 38 более быстродействующий,обмотка - между базой и эмиттероМ транзи-":,чемдополнительный силовой транзистор 36стора 3, Второй коммутатор 2 содержитвто вторичного коммутатора 2 иСоединен своимрой трансформатор 11 тока, первичнаяколлектором с эмигтеромдополнительногообмотка 12 которогосоединена"первым вы-силового транзистора 36 второго коммутаводом с коллектором транзистора 4, а вто-:.тора 2, первая вторичная обмотка 41 четвер".рым выводом -с первым выводом,того трансформатора 35 тока включенапервичной обмотки 13 выходного трансфор между базой и эмиттером силового транзи.матора 5. .;,, , -,".,;,:.:,;,.:,:;".;:стора 34 третьего коммутатора 33, первич-. Первая вторичная обмотка 14 трансфор-. "- ная обмотка 42 четвертого трайсформатораматора 11 тока соединена своими выводами: 35 тока - между эмйттером силового трансоответственйо с базой транзистора 4 и вы-: зистора 34 третьего коммутатора 33 и колводом обмотки 10 первого трансформатора 40 лектором силового транзистора 4 второго9 тока, Вторая вторичная обмотка 15"второ. коммутатора 2, вторая вторичная обмоткаго трансформатора 11 тока, вторая вторич-,43 четвертого трансформатора 35 тока соеная обмотка 16 первого трансформатора дийенапервым выводом с одним иэ выво тока 9 и дроссель 6 йасыщения соединеныдов второй вторичной обмотки 15 второгойоследовательно, образуя замкнутую цепь 45 трансформатора 11 тока, при этом втораяВторичная обмотка 17 выходного трансфор- вторичная обмотка 43 четвертого трансформатора 5 одним выводом соединена с вы- матора 35 тока, вторая вторичная обмоткаводом первичной обмотки 10 первого " 15 второго трансформатора 11 тока и донолтрансформатора 9 тока, а вторым выводом нительвый дроссель 32 насыщения соеди-черездве отдельныеформирующие цепи 50 нены последовательно, образуя замкнутую18 и 19 с базами Соответствующих транзи- цепь, третья вторичная обмотка 37 второгосторов первого 1 й второго 2 коммутато- трансформатора 11 токаоднимвыводом саров.: : .:единена с базой дополнительного силовогоКаждая форСирующая цепь содержит транзистора 36 второго коммутатора 2, адиод 20, конденсатор 21 и резистор 22. Узел 55 вторым выводом -с коллектором силового7 защиты содержит замыкающий электрон- транзистора 4 второго коммутатора 2, с коный коммутатор 23, первый силовой вывод торым также соединен один из выводов докоторогосоединенспервймвыводомдрос- . полнительно вторичной обмотки 38селя 6 насыщения, а второй силовой вывод выходного трансформатора 5, второй выводчерез последовательна соединенные пер- которой через две дополнительные отдель1757066 5 Оные форсирующие ВС-цепи 39 и 40, каждая от равенства промежутков времейи, в теиз которых содержит резистор 44, конден- чении которых происходит намагничивасатор 45 и диод 46, подключен к базе сидо-;: ние сердечников дросселей 6 и 32. Но.так вого транзистора 34 третьего коммутаторакак они одинаковы,первый 9 и четвертый 33 и базе дополнительного силового транзи. 5 35 трансформаторытока одинаковы, а обстора 36 и является третьим входным вцво-мотки 15 и 37 трансФорматора 11 тока такдом 47 инвертора, а конденсатор 31 жеодинаковы;равенство этих включен между выводами дросселей 6 и 32 ; промежутков времениможетбыть достиг-насыщения, вывод обмотки 10 является пер- нуто только равенством велицин напряжевым входным выводом 48, а вывод обмотки,10 ний .на дросселях 6 и 32.27 является вторым входным выводом 49" Напряжения на дросселях-насыщения инвертора, источник 50 ЭДС постоянйого определяются напряжениями на:йасыщен- тока включен параллельно койденсатору 31." : нцх переходах силорыхтранзистбров 3,4,36 Нагрузка 51 подключена к выводам основ-, -; и 34. В идеальном случае, когда транзйстор ной вторичной обмотки 52 вцходноготранс 3 эквивалентен транзистору 34, а транзиформатора 5, .;: ".; стор 4 эквивалентен трайзистору 36; формаИнвертор работает следующим обра-: выходного напряжения инвертора симметзом,"- . ;, . .: -,.риЧна, При этом напряжеййе на конденсатоПри подаче напряжения ййтания на вц- . ре 31 отсутствует В подавляющем воды 47-49 узел 8 запуска обеспечивает 20 большинствесвоемуказанныетрайзисторы включение транзисторов 3 и 4, йричем фор- не эквивалентны, Поэтому величина напрясирующие цепи 18 и 19 обеспечйвают уСко-.":.;. женил на дросселе 6 отличная от величины рение процесса их включения. Ток, ". напряжения на дросСеле 32, что вызывает протекающий через обмотку 10 и обмотку 12, несимметрию выходного напряжения интрансформаторов.9 и 11:тока, выводит в.25 вертора.обмотке 10 и обмотке 14 йапряжения,под- ",. Наличие конденсатора:31. приводит к держивавщие"насыщенное состояние трэн-" тому, что его перезаряд через дроссели 6 и зисторов 3 и 4, Через промежуток времени,.:. 32 насыщения вызывает" йодмагйичивание длительность которото определяется пара-:, этих дросселей, Магнйтный поток, сьздава-" метрами дросселя 6 насыщения; йроисхо-.30, емый током йерезаряжаещегосяконденсадитнасыщение сердечника дросселя 6, .:тора 31, совпадает"по направлению с материал которого имеет прямоугольну: .": магнитным потоком в том дросселе насыщепетлюгистерезиса:.;. "- ".,. ния, на котором меньшее по величине наВ результате йасыщения сердечника: пряжение, ипротивоположен по дросселя 6 происходит выключение транзи-.35 направлению магнитному потоку в том сторов 3 и 4. Напряжение на вйводахтранс-"-,-дросселе насйщения, напряжение на кото-форматоров изменяют свой знак на ": ром больше по величине;противоположный. Происходит включение ,: Таким образом,"в одном дросселе за транзисторов 34 и 36, причем форсйрующие . " счет намагничивающего воздействия тока цепи 39 и 40 ускоряют процесС их включе-.40 перезаряжающегося конденсатора 31 прония, Ток, протекающий через обмотки 32 и : Цест насыщения ускоряется, в в. другом 12 трансформаторов 35 и 11 тока наводит.: дросселе за счет размагничивания воздейв обмотках 41 й 37 напряжения, которые;Ствия тока перезаряжаащегося конденСаподдерживают насыщенное состояние"тора 31 процесс насыщения замедляется. В транзисторов 34 и 36. Через определен-.45 "результате форма выходйого напряжейия ный промежуток времени; длительность инвертора симметрируется.которогоопределяетсяпараметрамидрос- Регулируемый источник 50 ЭДС по- селя 32 насыщения, происходит насцще-; стоянноготока позволяетдополнительно ние сердечника этого дросселя, так как " подмагничивать дросселй 6 и 32 насыще- сердечник выполнен из материала; 5 О ния, При этом в зависймости от направимеющего прямоугольную форму петли : . ления тока, создаваемого этим гистерезиса. Происходит выключениеисточником ЭДС, можно поврать или транзисторов 34 и 36: .,:, понижать частоту вйходного напряженияЗатем напряжения на выводах транс-инвертора. Если магнитныйпоток, создаформаторов меняют знак на противополож ваемый постоянным током источника 50 ный, транзисторы 3 и 4 включаются и все ЭДС совпадает по направлению с магпроцессы повторяются. Так как питающие нитным потоксм в том дросселе насыщеинверторнапряжения.между выводами 47- ния, который в это время управляет 49 одинаковы, симметричная форма выход- выключением соответствующих силовых ного напряжения инвертора зависит только транзисторов, произойдет повышение1757066 Составитель Т,ЕршоваТехред М.Моргентал Редактор И.йулла Корректор М.Максимишинец Заказ 3098 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 7 8частоты выходного напряжения инвертора торого и коллектором силового транзистора пропорционально величине постоянного то- второго коммутатора включена первичная ка источника 50 ЭДС и наоборот обмотка четвертого трансформатора тока,Порог срабатывания защиты силовых вторая вторичная обмотка которого соедитранзисторов определяется величиной со нена первым выводом с одним из выводов противления резистора. 30. В-результате второй вторичной обмотки второго транс-срабатывания защиты происходит соедине- форматора тока, при этом вторичная обмотние обмотки 25 через токоограничивающийка четвертого трансформатора тока, вторая резистор 24 с обмотками 15 и 16 или с об- вторичная обмотка второго трансформатомотками 15 и 43 ввидуналичиятрехсиловых 10 ра тока и дополнительный дроссель насывыводов в электронном, коммутаторе 23 щения соедйнены последовательно, причем в соответствующий полупериод вы-. образуя замкнутую цейь; третья вторичная ходного напряжения соединение обмотки: обмотка второго трансформатора тока од 25 происходитчерезсоответствующуюйару: ним выводом соединена с базой дополни- силовых выводов электронного коммутато тельного силового транзистора второго ра 23. Так какв момент срабатывайия защи- коммутатора, а вторым выводом - с коллекты потенциалы на выводах обмотки 25торомсиловоготрайзисторавторогокоммупротивоположны потенциалам навыводах " татора, с которым также соединен один из обмоток 15 и 16 (15 и 43), в инверторепро-выводов дополнительной вторичной обмотисходит выключение транзйсторов 3 и 4 (34 20 ки выходного трансформатора, второй выи.36). :-:-; -:.;," ; :,:-.вод которой через две дополнительныефорсйрующие ЯС-цейи подключен соответФ орму л а и э о б р е т е н и я - . ственно к базе силового трайзистора треть, Транэисторнйй инвертор по авт, св.:его коммутатоРа и базе дополнйтельного М 1700726, о т л ич а ю щ и й с я тем,.что, с 25 силового транзистора второго:коммутатора, целью увеличения выходной мощности,коллектор дополнительного силовоготран- .улучшения массогабаритных показателей и зйстора второго коммутатора является расширения областииспользования, в него "третьим входным выводом инвертора, а кон-: введены конденсатор, дополйительный " - денсатор включен между первыми выводадроссель насыщения, третий ."коммутатор, 30 ми дросселей насыщения.содержащий силовой транзистор и четвер- . 2. Ивертор по п.1, о т л ич а ю щ и-йтый трансформатор тока:, вовторой комму-с я тем, что, с целью повышения надежнотатор введены дополнительный Силовой.: сти,в замыкающий электронный коммута транзисторитретьявторичнаяобмоткавто- "тор узла защиты силовых транзисторов рого трансформатора тока, дополнительная 35 введен третий силовой вывод, подключен- вторичная обмотка выходного трансформа-ный к одному из выводов второй вторичной тора, две дополнительные форсирующиеобмотки четвертого трансформатора тока, ВС-цепи, причем силовой транзистор треть-. соедийенного с дополнительным дросселем его коммутатора более. быстродействую-насйщенйя.щий, чем дополнительный транзистор 40 3, Инвертор по п.1; о тл и ч а ю щ и йвторого кдммутатора; соедйнен своим:кол- с я тем, что, с целью расширения функцилектором с эмиттером дополнительного си-: ойальных возможностей за счет обеспечелового транзиСтора второго коммутатора,.: ния регулировки частотй напряжения на первая вторичная обммртка четвертого: выходе инвертора, он снабжен регулируетрансформатора тока включенамежду ба мым источником ЭДС постоянного тока, эой и эмиттером силового транзйсторайодключеннйм параллельно конденсатотретьего коммутатора,между змиттером ко- ру.