Двухфазный инвертор

(23) Приоритет -Геоударотееииый комитет СССР ио делам изобретеиий и открытий, Изобретение относится к электротехнике, а конкретнее к двухфазным инверторам.Известен двухфазный инвертор. содержащий два двухтактных генератора, цепь фазовой синхронизации одного из которых подключена через фазосдвигающую резистивно-емкостную цепочку к другому генератору 1.Это устройство имеет низкую точность фазового сдвига, обусловленную зависимостью последнего от величины сигнала синхронизации и нестабильности параметров фазосдвигающей цепочки.Наиболее близким к предлагаемому изобретению является двухфазный инвертор, содержащий два двухтактных синхронизируемых генератора, управляющий трансформатор, одна из обмоток которого подключена к задающему генератору, а каждая из других четырех его обмоток одним выводом подключена через диод к базе транзистора данного генератора, а другим выводом соединена с коллектором транзистора другого генератора по принципу кольцевой схемы 2.Недостаток известного устройства - необходимость в задающем генераторе, что. усложняет схему инвертора. Целью изобретения является упрощениесхемы инвертора.Эта цель достигается тем, что в двухфазном инверторе, содержащем два синхронизируемых генератора, каждый из которых выполнен по двухтактной схеме с двумя транзисторами, входная цепь каждого из которых соединена с обмоткой положительной обратной связи основного трансформатора, по меньшей мере одна из обмоток которого имеет отвод от средней точки, подключенный ко входному выводу инвертора, и управляющий трансформатор с четырьмя основными обмотками, каждая из которых первым выводом соединена через первый диод с базой транзистора своего генератора, а другим выводом связана по 5 принципу кольцевой схемы с указанной обмоткой основного трансформатора с отводом от средней точки, каждая из указанных обмоток включена между цепями эмиттеров или баз транзисторов соответствующего синхронизируемого генератора, а также могут быть введены четыре цепочки, каждая из которых состоит из последовательно соединенных второго диода и дополнительного резистора и включена параллельно цепи,состоящей из базового резистора и первого диода.Кроме того, сердечник управляющего трансформатора может быть выполнен из материала с прямоугольной петлей гистерезиса, управляющий трансформатор может быть выполнен с дополнительной обмоткой, а в инвертор может быть введено реле времени со входной и исполнительной цепями, выполненными на переменном токе и подключенными к выводам указанной дополнительной обмотки. 1 ОНа фиг.и 2 представлена принципиальная схема устройства.Устройство содержит транзисторы 1 - 4, трансформаторы 5 и 6 образуют два двухтактных генератора с положительной трансформаторной обратной связью через базовые обмотки трансформаторов 5 и б, имеющие отводы от средних точек, соединенные с входным выводом устройства.Управляющий трансформатор 7 выполнен на сердечнике из материала с прямоуголь ной петлей гистерезиса, и его обмотки через диоды 8 - 11 подключены между базами транзисторов 1 - 4 и выводами базовых обмоток трансформаторов 5 и б по принципч кольцевой схемы. В цепях баз транзистор25 ров 1 - 4 включены токоограничительные . резисторы 12 -5. Параллельно цепочкам, состоящим из диодов 8 - 11 и резисторов 12- 15, включены цепочки, состоящие из последовательно соединенных диодов 16 - 19 и резисторов 20 - 23.30При влючении питания (благодаря положительной обратной связи) генераторы устанавливаются в состояния, при которых один из транзисторов открыт, а другой заперт.Если в начальный момент транзисторы 2 и 3 открыты, а 1 и 4 закрыты, тогда диоды 35 8, 9, 1, 16, 7 и 19 заперты, а через открытый диод 18 и резистор 22 управляющий трансформатор 7 начинает перемагничиваться напряжением базовой обмотки трансформатора 6. Это напряжение выше напряжения базы транзистора 3 на величину паде 40 ния напряжения на резисторе 14, поэтому диод 10 заперт. Напряжение базовой обмотки, пропорциональное напряжениЮ питания, определяет время перемагничивания трансформатора 7 до его насыщения. Это 45 вреМя меньше времени перемагничивания трансформаторов 5 и,б до их насыщения, благодаря соответствующему выбору параметров .трансформаторов 5 - 7.Когда сердечник трансформатора 7 насыщается, резко возрастает ток через резис тор 22, на нем возрастает падение напряжения и уменьшается напряжение на соединенной с резистором обмотке трансформатора 7. Диод 10 отпирается и отбирает изцепи базы транзистора 3 весь ток резистора 14, что приводит к запиранию транзистора 3. Благодаря положительной обратной связи,открывается транзистор 4 и напряжение 4на обмотке трансформатора 6 реверсируется, что приводит к открыванию диода 17 и началу перемагничивания трансформатора 7 через резистор 21 в обратном направлении. Это соответствует началу второго такта работы устройства. в котором диоды 8 - 11, 16, 18 и 19 и транзисторы 1 и 3 закрыты, диод 17 и транзисторы 2 и 4 открыты. В конце второго такта трансформатор 7 насыщается, возрастает ток через резистор 21, отпирается диод 9, запирается транзистор 2, отпираются транзистор 1 и диод 19, и через резистор 23 трансформатор 7 начинает перемагничиваться.В третьем такте диоды 8 - 11, 16 - 18 и транзисторы 2 и 3 закрыты, а диод 19 и транзисторы 1 и 4 открыты. В конце третьего такта трансформатор 7 насыщается, возрастает ток через резистор 23, отпирается диод 11, запирается транзистор 4, отпираются транзистор 3 и диод 16, и через резистор 20 трансформатор 7 начинает перемагничиваться.В четвертом такте диоды 8 - 11, 17 - 19, и транзисторы 2 и 4 закрыты, а диод 16 и транзисторы 1 и 3 открыты. В конце четвертого такта трансформатор 7 насыщается, возрастает ток через резистор 20, отпирается диод 8, запирается транзистор 1, отпираются транзистор 2 и диод 18 и устройство возвращается к первому такту.Первый и второй такты работы устройства заполняют первый, а третий и четвертый - второй такты генератора на транзисторах 1 и 2 и трансформаторе 5. Аналогично второй и третий, четвертый и первый такты работы устройства заполняют соответственно первый и второй такты генератора на транзисторах 3 и 4 и трансформаторе 6.На обмотках трансформаторов 5 и 6 получаются знакопеременные прямоугольные импульсы (меандр), сдвинутые по фазе на 90, а на обмотках трансформатора 7 - аналогичные импульсы, но удвоенной частоты, величина которой определяется параметрами трансформатора 7 и напряжением питания.Для обеспечения запирания всех диодов 8 - 19, кроме одного, необходимо чтобы напряжение на цепочке из открытого диода и резистора было на несколько десятых долей вольта выше, чем напряжения на базовых обмотках трансформаторов 5 и 6. Влияние разброса параметров диодов 16 - 19 на сдвиг фаз и симметрию выходных напряжений можно уменьшить подстройкой резисторов 20 - 23.На фиг. 2 показана схема устройства, содержащего два двухтактных генератора на транзисторах 1 - 4 с положительной обратной связью через трансформаторы тока 5 и 6. Основные обмотки управляющего трансформатора 7 включены через диоды 8 - 11 между базами транзисторов 1 - 4 ивыводами эмиттерных обмоток трансформаторов 5 и 6. Дополнительная обмотка трансформатора 7 соединена с входной и исполнительной цепями реле времени, состоящего из выпрямителя 24, конденсатора 25, токостабилизируюшего двухполюсника 26 и порогового ключевого устройства 27. Коллекторы транзисторов 1 - 4 присоединены к обмоткам выходных трансформаторов 28 и 29. Средние точки базовых обмоток трансформаторов 5 и 6 соединены через пусковые резисторы 30 и 31 с шиной питания. Между эмиттерами и базами транзисторов 1 - 4 включены диоды 32 - 35.Работа этого устройства в основном аналогична описанному выше. Отличие, кроме обратной связи по току, заключается в том, что время перемагничивания трансформатора 7 определяется временем срабатывания реле времени, которое при срабатывании закорачивает дополнительную обмотку трансформатора 7, что функционально эквивалентно насыщению сердечника. При этом благодаря возможности исключения влияния,параметров диодов, транзисторов и сердечника можно повысить точность и стабильность сдвига фаз и частоты выходного напряжения.Условие запирания всех диодов, кроме одного, заключается в выборе напряжения на открытом диоде на несколько десятых долей вольта выше, чем на переходе эмиттер-база.Благодаря отсутствию задающего генератора конструкция устройства проще, чем у известных, кроме того, оно позволяет одновременно получать напряжение удвоенной частоты на обмотках трансформатора 7.Формула изобретения1. Двухфазный инвертор, содержа ший два синхронизируемых генератора, каждый из которых выполнен по двухтактной схеме с двумя транзисторами, входная цепь каждого из которых соединена с обмоткой положительной обратной связи основного трансформатора, по меньшей мере одна из обмо ток которого имеет отвод от средней точки,подключенный к входному выводу инвертора, и управляюший трансформатор с- четырьмя основными обмотками, каждая изкоторых первым выводом соединена черезпервый диод. с,базой транзистора своего генератора, а другим выводом связана попринципу кольцевой схемы с указанной обО моткой основного трансформатора с отводом от средней точки, отличающийся тем,что, с цельюупрощения схемы инвертора,каждая из обмоток основного трансформатора с отводом от средней точки включена35между цепями эмиттеров или баз транзисторов соответствующего синхронизируемогогенератора2. Инвертор по п. 1, отличающийся тем,что в него введены четыре цепочки, каждаяиз которых состоит из последовательно сое 20 диненных второго диода и дополнительногорезистора и включена параллельно цепи,состояшей из базового резистора и первогодиода,3. Инвертор по п. 1, отличающийся тем,что сердечник управляющего трансформа 25тора выполнен из материала с прямоугольной петлей гистерезиса.4. Инвертор по п. 1, отличающийся тем,что в управляюший трансформатор введенадополнительная обмотка, а в инвертор введено реле времени со входной и исполнительной цепями, выполненными на переменномтоке и подключенными к выводам указанной дополнительной, обмотки управляющеготрансформатора.Источники информации,З 5 принятые во внимание при экспертизе1. Журавлев А. А. и др. Преобразователипостоянного напряжения на транзисторах.М., Энергия, 1974, с. 61, рис. 41.2. Константинов В. Г, Многофазные преобразователи на транзисторах, М., Энер 40 гия, 1972, с. 9, рис. 1 - 1.Демч едактор И. Ковальчуаказ 994/76 ВНИИПИ Гос по делам 113035, Москва Филиал ППП ПатСоставитель В. Моинехред А. Бойкасираж 730ударственного комитизобретений и откЖ - 35, Раушскаяент, г. Ужгород, ул Корректор МПодписноеета СССРрытийиабд. 4/5Проектная