Транзисторный инвертор

Союз СоветсиикСоцианястичесиииреспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ оц 892626)М,К 7/537 ОвудэфствпюМь.ь.ь 3)Приоритет нубликовано 23, 12. 81. бюллетень ЭЬ 47 вф авлэи взабретеи в втерыти 6 53) УДК 621314.57 (088.8) Дата ояубликоваии исания 25. 12.8(72) Авторы изобрете нов, В.М. Моисеенко и Ю.В. К. Лу 71) Заявите мский институт автоматизированных с и радиоэлектроники правления) ТРАНЗИСТОРНЫЙ ИНВЕРТОР с ирисоейинеиием заявки Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах автоматики иуправления в качестве источника питания с выходным напряжением, регулируемым по любому закону однополярнойФмодуляции,При разработке различных устройствавтоматики, электропривода, управления предъявляются все более жесткиетребования к гармоничному составу на"пряжения питания. Одним из карди"нальных решений в данном случае является регулирование выходного напряжения по необходимому закону модуляции.,Однако, в этих случаях схемные решения инверторов усложняется, что,естественно, снижает надежность работы, усложняет настройку и эксплуатацию инверторов. 20Известны транзисторные преобразователи с самовозбуждением или полусамовоэбуждением, которые находятприменение в качестве выходных каскадое инверторов с широкими пределами регулирования выходного напряжения при сравнительно простой схемной реализации управляющих устройств 1 .Нелинейность модуляционной характеристики при больших углах регулирования и, соответственно, увеличенные массогабаритные показатели в первом случае, а также возможностью получения переменного напряжения с регулированием по широтному закону являют" ся основными недостатками данных уст" ройств.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является транзисторный инвертор, содержащий задающий генератор, мостовой усилитель мощности, первые два транзистора которого соединены коллекторами,1а вторые два транзистора - эмиттерами, к базам первых транзисторов подключены одни концы вторичных обмоток выходного транс 4 юрматора, другие концы обмоток - через ограничительныйрезистор - к эмиттерам первых транзисторов, модулятор ширины импульсов,коллектор выходного транзистора которого через диоды подключены к точкам соединения указанных обмоток иограничительных резисторов, а эмиттер - через источник запирающего напряжения соединен с входным выводомисточника питания инвертора 123,Недостаток инвертора заключается 1 вв том, что длительность импульсоввыходного напряжения определяетсядлительностью импульсов синхронизации, поступающих с модулятора шириныимпульсов (временем включенного состояния выходного транзистора модулятора), причем ось симметрии модулятора совпадает с моментом переключениятранзисторов мостового усилителя мощности, соединенных эмиттерами, Напряжение на выходе инвертора имеет виддвухполярных, регулируемых по длительности импульсов, длительность которых изменяется от 0 до Тс (Т с -длительность периода повторения импульсов синхронизации). Таким образом, в схеме осуществляется широтноерегулирование напряжения, что во многих случаях бывает нежелательным, таккак при этом происходит значительноеизменение гармонического состава выходного напряжения, а это существенно сужает область применения и функциональные возможности инвертора,Цель изобретения - повышение надежности, расширение функциональныхвозможностей и улучшение гармонического состава выходного напряжения инвертора,Поставленная цель достигается тем,что в транзисторном инверторе, содержащем задающий генератор, мостовойусилитель мощности, соединенные коллекторами два транзистора которогоуправляются от обмоток выходноготрансформатора инвертора, одним концом подключенных к базе, а другим -через ограничительный резистор кэмиттеру первых транзисторов, модулятор ширины импульсов, коллектор выходного транзистора которого через 5 Вдиоды подключен к точкам соединенияуказанных обмоток и ограничительныхрезисторов, а эмиттер - через источник запирающего напряжения соединенс входным выводом, базы первых транзисторов усилителя мощности черездополнительные резисторы и введенные маломощные транзисторные ключи присоединены к входному выводу, соединенному с коллекторами первых транзисторов, а к управляющим переходам вторых транзисторов усилителя мощности, соединенных эмиттерами, и тран-. зисторов маломощных ключей подключены через ограничительные резисторы вторичные обмотки выходного трансформатора, введенного в схему делителя частоты, вход которого подсоединен к выходу задающего генератора, причем обмотки управления маломощным транзис-.торным ключом и силовым транзистором,эмиттер которого подсоединен к входному выводу источника питания, в каждой стойке моста включены в противо-.Фазе.На фиг. 1 изображена принципиальная схема транзисторного инвертора;на фиг, 2 - диаграммы работы.Транзисторный инвертор содержитзадающий генератор 1, к выходу которого подключены модулятор ширины импульсов 2 и делитель частоты 3 с выходным транзистором 4, вторичные обмотки которого подключены через ограничительные резисторы к управляющим переходам транзисторов 5 и 6 мостового усилителя мощности 7 и транзисторов 8 и 9 маломощных ключей, соединенных через дополнительные резисторы 10 и 11 с базами транзисторов 12 и 13 мостового усилителя, соединенных коллекторами и управляемых от обмоток выходного трансформатора 14, одним концом подключенных к базам, а другим - через ограничительные сопротивления 15 и 16 к эмиттерам этих транзисторов. К точкам соединения этих обмоток с ограничительными резисторами подключены катоды диодов 17 и 18, анодами соединенных с коллекторой выходного транзистора 19 модулятора ширины импульсов, эмиттер которого соединяется "плюсом" источника 20 смещения. Резисторы 21-23 служат для обеспечения режима работы соответствующих транзисторов. Обратный диодный мост собран на диодах 24-27.С выхода высокочастотного задающего генератора 1 импульсы Оу (фиг. 2 а) подаются на модулятор 2 ширины импульсов, О (фиг. 2 б) осуществляющий формирование однополярной последовательности импульсов синхронизации Оцр (фиг. 2 в) по необходимому закону модуляции, и на делитель 3 частоты. Делитель частоты имеет5 892626 целую и четкую величин коэффициента деления Од (фиг. 2 г) и определяет частоту выходного напряжения инвер" тора О В 1 (фиг, 2 д). При этом центр периода повторения однополярной последовательности импульсов синхронизации должен совпадать с центром периода выходного напряжения делителя частоты.Допустим, что в момент времени Св 1 в одновременно включаются транзисторы 6 и 9 и за счет того, цто вторичные обмотки выходного трансформатора делителя частоты подключены к их управляющим переходам в фазе. За счет протекания тока по цепи транзистора 6, первичная обмотка трансформатора 11, транзистор 9 во вторичных обмотках трансформатра 11 наводится ЭДС, приводящая к регенеративному процессу включения транзистора 12, а в выходном напряжении формируется импульс. При подаче синхроимпульса О с р (транзистор 19 вклюцается) в момЕнт времени С к базам транзисторов 12 и 13 прикладывается через диоды 17 и 18 запирающее напряжение смещения. Транзистор 12 закрывается, и в выходном напряжейии ОВ, формируется пауза с длительностью, равной длительности синхроимпульса. В момент окончания синхроимпульса С (транзистор 19 выключается включается транзистор 12, так как.в его базовой цепи соблюдается условие возбуждения эа счет протекания тока через открытый транзистор 9. Далее процессы повторяются, Формирование полуволны заканчивается О в момент переключения транзисторов 5 и 6 инвертора 49 и транзисторов 8 и 9 вспомогательных ключей соответственно, Момент переключения Ссовпадает с центром периода повторения импульсов синхронизации. В выходном напряжении формиру 43 ется обратная полуволна, причем процессы переключения транзисторов аналогичны. При изменении длительности Ов синхроимпульсов (глубины модуляции) меняется длительность импульсов в полупериоде выходного напряжения О , в соответствии с законом модуляции, заданным модулятором, и величина выходного напряжения О Транзисторы 8 и 9 дополнительных ключей, обеспечивающие вместе с выходным фф транзистором модулятора включение и выключение на полупериоде верхних транзисторов усилителя в соответст" 6вии с заданным законом модуляции,должны обеспечить минимальный токпервичной обмотки выходного трансформатора, исключающий воэможностьперехода рабочей точки петли гистерезиса сердечника трансформатора накривую возврата на полупериоде послеснятия синхроимпульса и, кроме того,повышают надежность запуска инвер"тора, Величина тока через них непревышает минимального значения тока базы верхних транзисторов усилителя мощности,Параметры выходного трансформатора должны расчитываться на частотув два или более раз меньшую часто-ты синхронизации. Задавая модулятором необходимый закон модуляции О.по длительности импульсов синхрони-,зации Одкр, можно полуцить на выхо.де инвертора напряжение, промодулированное по этому закону, что значительно улучшает параметры и качественный состав выходного напряже"ния инвертора О ьТаким образом, введение в схемуинвертора дополнительных маломощныхключей и делителя частоты, вторичны"ми обмотками выходного трансформатора которого управляются транзисторыусилителя мощности, соединенные эмиттерами, и маломощные ключи выгодноотличают предлагаемый от ранее известных инверторов, так как позволяет существенно расширить его функцио.нальные возможности, улуцшить качественные характеристики выходного напряжения, повысить надежность работы,Это значительно расширяет областьприменения инвертора в преобразовательной технике и автоматике,формула изобретенияТранзисторный инвертор, содержащий задающий генератор, мостовой усилитель мощности, первые два транзистора которого соединены коллекторами, а вторые два транзистора соединены эмиттерами, к базам первых транзисторов подключены одни концы вторичных обмоток выходного трансформатора, другие концы обмоток через ограничительный резистор - к эмиттерам первых транзисторов, модулятор ширины импульсов, коллектор выходного транзистора которого через диоды подключен к точкам соединения указанных78926 обмоток и ограничительных резисторов, а эмиттер - через источник запирающего напряжения соединен с выходным выводом истоцника питания инвертора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,5 с целью повышения надежности и улучшения гармонического состава выходного напряжения, базы первых транзисторов усилителя мощности через дополнительные резисторы и введенные мало О мощные транзисторные клю и присоединены к входному выводу, соединенному с коллекторами первых транзисторов, а к управляющим переходам вторыхтранзисторов усилителя мощности и транзисторов маломощных ключей подключены через ограничительные резис 26 8торы вторичные обмотки выходноготрансФорматора, введенного в схемуделителя частоты, вход которого под"соединен к выходу задающего генератора, причем обмотки управления маломощным транзисторным. клюЧом и силовым транзистором, эмиттер которогоподсоединен к входному выводу источника питания, в каждой стойке моставключены в противофазе. Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Ю 219163, кл. Н 02 И 7/08, 1970. 2. Авторское свидетельство СССР М 508883, кл Н 02 И 7/515, 1973.рственного ко обретений и о Ж, Раушск т ея Корректор Л. Шеньо Подписноеитета СССРкрытийя наб., д. 4