Двухтактный транзисторный инвертор

(51)4 Н 02 Г 1 7 АНИЕ ИЗОБРЕТЕН стную и актива также на тип а, Инвертор зисторы 1 и 2, р 3 с датчиком сердеч ючающий аторы 1 ика и то мати 14, в цифро 1 и 12 ительвып 983 впо дл т 14 фо ельство СССР М 7/538, 1986. вы ми т имости(57) Изобреротехнике,ется повышеного дейст ердечника си с автоматиержкой времеового трансформато ески регулируемойни, что позволяет и ючить режимом характере квозного тока при лагрузки. 4 ил,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Электронная техникке./Под ред. 10.И.Коневаизд-во "Радио и связь",с. 57-59, рис. 1Авторское свидет11 1403307, кл. Н 02 КТНЫЙ ТРАНЗИСТОРНЫЙ ИНтение относится к электЦелью .изобретения являние коэффициента полезвия и надежности инвертора при работе на емко но-емкостную нагрузку малые нагрузки любого содержит силовые тран выходной трансформато 7 магнитного состояния блок управления 8, вкл вой автомат 14, компа и селектор 13 импульс но сти. Цифровой авто м сигналы управления сил зисторами 1 и 2 в .зав магнитно го со сто янияИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано висточниках вторичного электропитания систем радиотехники, автоматикии вычислительной техники.Цель изобретения - повьаение КПДв надежности работы инвертора приработе на емкостную и активно-емкостную нагрузку, а также при работе на 10малых нагрузках любого типа,На фиг, 1 изображена схема предлагаемого инвертора; на фиг. 2 а,бхар актеристики вход-выход компараторов; на фиг. 3 - диаграммы напряжений, поясняющих работу устройства приработе на нагрузку емкостного типа,на холостом ходу и малых токах прилюбом типе нагрузки; на фиг. 4диаграммы напряжений, поясняющих рабо ту инвертора при работе на нагрузкуактивно-индуктивного типа,. Инвертор содержит силовые транзисторы 1 и 2, фиг. 1), выходной трансформатор 3 с первичными обмотками4 и 5, включенными по схеме со сред"ней точкой и вторичной обмоткой 6,датчик 7 магнитного состояния сердечника выходного трансформатора 3, выполненный в виде плоского соленоидас линейной магнитной характеристикой,примыкающий к сердечнику выходноготрансформатора 3 по всей его длинеи блока 8 управления. В блоке 8 управления обмотка 9 датчика 7 подключена через мостовой выпрямитель 10к входам компараторов 11 и 12, выходкомпаратора 11 подключен к выходу се-.лектора 13 импульсов по длительнос"ти, вькод которого вместе .с выходом 40компаратора 12 являются соответственно входами Х 1 и Х 2 цифрового автомата 14, выходы У 1 и У 2 которого подключены через усилители 15 и 16 мощности к силовым транзисторам 1 и 2. Выход компаратора 12 подкпючен к входуНЕ 17 и первому входу элемента И 18,а выход селектора 13 импульсов подлительности подключен к входу элемента НЕ 19 и первому входу элемента И 20,причем выход элемента НЕ 19 подклюнен к первому входу элемента И 21,а выход элемента И 17 к первому входу элемента И 22, второй вход которого соединен с первым входом элемента И 23, с первым входом элемента И 24, с вторым входом элементаИ 21, с входом элемента НЕ 25 и свыходом элемента ИЛИ 26, к. входам которого подключены выходы элементов И 21, 20, 24, причем второй вход элемента И 24 соединен с вторьм входом элемента И 20, с первым входом элемента И 27 и с выходом элемента НЕ 28, вход которого подключен к второму входу элемента И 23, к второму входу элемента И 18 и вькоду элемента И 29, к входам которого подключены выходы элементов И 18, 22, 23, причем выход элемента И 23, являясь одновременно выходом У 1 цифрового автамата 14, через усилитель 15 мощности соединен с б аз ой силово го транзистора 1, а база силового транзистора 2 подсоединена к выходу усилителя 16 мощности, к выходу которого подключен выход элемента И 27, который, в свою очередь, является выходом У 2 цифрового автомата 14, причем второй вход элемента И 27 соединен с вькодом элемента НЕ 25.1 Двухтактный транзисторный инвертор работает следующим образом(фиг, 1),Напряжения переключения компараторов 11 и 12 выбираются в соответствии с характеристиками, представленными на фиг. 2. Селектор 13 импульсов по длительности пропускаетимпульсы с длительностью, большейдлительности переходного процесса.Дпя современных силовых транзисторов это время больше 1-2 мкс. Цифровой автомат 14 имеет вход Х 1 с селек"тора 13 импульсов по длительности,на вход которого приходят сигналы скомпаратора 11 о наличии тока в обмотках 4-6, т.е. если Х 1=0, значиттоки в обмотках отсутствуют, входХ 2 с компаратора 12, Х 2=1, значитрабочая точка на кривой перемагничивания сердечника выходного трансформатора 3 подошла к зоне насыщения,выход У 1 управления транзистором 1,выход У 2 управления транзистором 2,Если сигнал на выходах У 1 ипи У 2 равен логической единица "1", соответствующий транзистор 1 или 2 открыг,если логическому "0", соответствующий транзистор закрыт. Работу цифрового автомата 14 можно описать с помощью таблицы состояний. При подачепитания на блок 8 управления, цифровой автомат 14 устанавливается всостояние "1" (см. таблицу), когдана выходе У 1 элемента И 23 присутст 147481730 вует логическая "1", а на выходе У 2 элемента И 27 логический "0". Номерсосто яния Х ХУ, У 1 0 0 1 0 2 1 0 1 О 3 1 1 0 0 4 1 0 0 0 5 О О 0 0 0 6 1 0 0 1 7 1 1 0 0 8 1 0 0 0 1 0 0 1 0Сигнал элемента И 23 усиливается 15 усилителем 15 мощности, транзистор 1 открывается и инвертор начинает работать, При снятии питания с блока 8 управления силовые транзисторы 1 и 2 запираются и инвертор выключа ется.Напряжение Ес обмотки 9 датчика /7 пропорционально производной полного тока по времени. На выходе выпрямителя 10 при этом формируется напряжение Е р .Работу инвертора при различных нагрузках поясняют диаграммы напряжений на фиг, 3 и 4. Пусть в момент времени е, включается транзистор 1 (цифровой автомат 14 находится в состоянии "1", см. таблицу) и через обмотку 5 начинает протекать ток, Сигнал с обмотки 9 датчика 7 выпрямпяется мостовым выпрямителем 10 и 35 в положительной полярности подается на вход компараторов 11 и 12, После начала протекания через первичную обмотку 5 сигнал с обмотки 9 несколько возрастает, что вызывает переключение 40 компаратора 11 из состояния логического "О" в состояние логической "1", По мере протекания тока по обмотке 5, сердечник в ькодно го тр ансфор матора 3 насьпцается, сигнал с датчика 45 7 резко возрастает, что вызывает переключение компаратора 12 из состояния логического "0" в состояние логической 1. Это соответствует моменту времени с на фиг. 3 и 4, Цифровой автомат 14 при этом устанавливается в состояние 3 (см, таблицу), когда У 1 и У 2 равны логическому "0", т.е, на базы транзисторов 1 и 2 приходят запирающие сигналы с уси лителей мощности 15 и 16, Транзистор 1 закрывается. В случае нагрузки емко стно го или активно-е мко стно го типа, а также при работе на холостом ходу и малых нагрузках любого типа, сигнал с обмотки 9 датчика 7 редко меняет свой знак (фиг. 3), однако в силу конечности времени переходного процесса, указанная смена знака происходит в течение некоторого времени, определяемого типом силового транзистора, В момент Т пересечения сигналом с обмотки 9 датчика 7 уровня нуля компаратор 11 переключается из 1" в 0", а затем опять в 1". Селектор 13 импульсов по длительности не пропускает этот импульс на вход Х 1 цифрового автомата 14 и на базы транзисторов 1 и 2 по-прежнему приходят запирающие сигналы, В случае нагрузки активно-индуктивного типа сигнал с обмотки 9 датчика 7 плавно спадает до нуля (см, фиг. 4).Селектор импульсов по длительности как бы не участвует в работе, В момент времени с (фиг. 3,4), токи через первичные и вторичную обмотки спадают до нуля и сигнал датчика 7 становится равным нулю. Компаратор 11 переключается из состояния логической "1" в состояние логического "0", Сигнал на выходе селектора 13 импульсов по длительности 13, также устанавливается в состояние логического "О" и цифровой автомат 14 переходит в состояние "5" (см. таблицу), когда У 1 равен нулю, а У 2 равен единице. На базу транзистора 2 через усилитель 16 мощности приходит отпирающий сигнал. Далее повторяются описанные процессы с транзистором 2.Формула из обретенияДвухтактный транзисторный инвертор, содержащий силовые транзисторы, эмиттеры которых присоединены к первому входному выводу, коллекторы подключены к крайним выводам первич-. ной обмотки выходного трансформатора, средний вывод которрй подключен к второму входному выводу, а вторичная обмотка соединена с выходными выводами, датчик магнитного состояния сердечника выходного трансформатора и блок управления, включающий первый и второй компараторы, входы которых связаны с выходом датчика магнитного состояния сердечника выходного трансформатора, и усилители мощности, выходы которых подключены к базам соответствующих силовых транзисто 5 14748ров, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения КПД и надежности при работе на емкостную и активно-емкостную нагрузки, а такжена малые нагрузки любого типа, вблок управления введены селекторимпульсов по длительности, мостовойвыпрямитель и цифровой автомат,снабженный двумя входами и двумя выходами, выполненный в виде семи элементов И, четырех элементов НЕ идвух элементов ИЛИ, причем первыйвход цифрового автомата соединен спервым выходом первого элемента И, 15через первый элемент НЕ подключеннымк первому входу четвертого элементаИ, второй вход цифрового автоматасоединен с первым входом второго элемента И, через второй элемент НЕ подключенным к первому входу третьегоэлементаИ, выходы второго, третьегои шестого элементов И подключены квходам первого элемента ИЛИ, выходкоторого соединен с вторыми входами 25третьего и четвертого элементов И,с первыми входами пятого и шестогоэлементов И и через третий элемент 17 6НЕ подключен к первому входу седьмого элемента И, второй вход которогосоединен с вторыми входами второго ишестого элементов И и выходом четвертого элемента НЕ, а выход подключенк первому выходу цифрового автомата,выходы первого, четвертого и пятогоэлементов И подключены к входам второго, элемента ИЛИ, выход которогосоединен с вторыми входами первого ипятого элементов И и входом четвертого элемента НЕ, а второй выход цифрового автомата подключен к выходупятого элемента И, при этом выходдатчика магнитного состояния сердечника выходного трансформатора черезмостовой выпрямитель подключен квходам первого и второго компараторов, выходы которых соединены соответственно с первьи входом цифрового автомата и входом селектораимпульсов по длительности, выход которого подключен к второму входу цифрового автомата, выходы которого соединены с входами соответствующих усилителей мощности.1474817 орректор М, Васильев тор С.Патр аказ 1908/55 Тираж 645ИИПИ Государственного комитета по изобретениям и113035, Москва, Ж, Раушская наб. нно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 из Составител Техред Л.С.Широк юкова Подписно е открытиям при ГКНТ СС д 4/5