Стабилизирующий инвертор

(51) 5 Н ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЮВ 4 ЮФЩЕтс 3 гаВМ,ЧФ ч ЕТЕЛ ЬСТВУ ВТОРСКОМУ 1 2(21) 4859613/07: .действием напряжения йа обмотках 2,1 и (22) 16.08,90 , . " - 2,2. согласующего трансформатора. Это на- (46) 23,08,92. Бюл. М 31пряжение генерируется. либо при коммута- (71) Институт электродинамики АН УССР и:ции цепи обмотки 2,4 возбуждения,: либоПроизводственное объединение "Полярон" под действием тока в обмотке 2.3 положи(72) А,Ю.Довгалевскйй, Б.М.Берлинский, . тельной токовой обратной связи согласую- С;И,Закревский, А.И.Пинчук и Ю,И.Старо-, щего трансформатора 2, При отпирании думов -: -: регулирующего ключевогоэлемента 4 замы- (56) Патент США 1 Ф 4301498,.: - : кается накоротко управляющая обмотка 2,5 кл. Н 02 М 3/335, 1981 - :. согласующего трансформатора 2 и закрыва. Патент США 1 ч.4319316, кл. Н 02 М 1/12, ются оба силовых трайзйстора 1,1 и 1,2. На1982 ": .-:. .: управляющий вход регулируЮ 1 цего ключе- ,(54) СТАБИЛИЗИРУЮЩИЙ ИНВЕРТОР .; вого элемента 4 подаетсясигнал свыхода 1 . (57) Использование; в системах вторичногоузла 5 сравнения. Питаниеузлэ 5 сравнения электропитания и автоматики для преобра-осуществляется через выпрямитель на дио- а зования постоянного напряжения в пере-: дах 8,1 и 8,2 и фильтр с токоограничительменное. Сущность изобретения: силовые ным элементом 9 и конденсатором 7. 4 з.п. у транзисторы 1.1 и 1.2 переключаются под ф-лы,7 ил1757067Изобретение относится к электротехни- Кроме того, в согласующий трансформаке, в частности к источникам вторичного тор может быть введена обмотка положи- электропитания (ИВЭП), и может быть ис- тельной токовой обратнополь вай о ратнои связи,ных ИВЭПзо но в сетевых бестрансформатор- включенная последовательно в це пь нагрузных с выходной мощностью от 5 ки инвертора. В качествеуказанноготокоогединиц до сотен ватт, в том числе в преоб- раничивающего узла целесообразно разователяхнапряжениясрезонансной или использовать стабилизатор тока, транзииндуктивной нагрузкой; .:сторный фильтр тока или индуктивный элеИзвестен импульсный ИВЗП, содержа- мент.щий полумостовой преобразователь на двух 10 Подключение выпрямителя в обмотке транзисторах, входы которых подключены к согласующего трансформатора позволяет общему токовому трансформатору, управ- заметнаупростить преобразователь и повыляющая обмотка которого подсоединена к сйтьего надежность за счет уменьшения выходусхемысравнения, входкоторой под- количества связей и их длйн, П и этом ключен к нагрузке, Питание схема сравне благодаря введенйю токоограничивающего ния получает от сети через выпрямитель и узла стало возможным развязать согласую- балластный элемент,:, ..:, . щий трансформатор от шунтирующего возНедостатки устройства" являются не- действия конденсатора фильтра,производительные потери в балластномПредлагаемое устройство отличаетея от элементе, а также его значительные габари-: 20 известного тем, что вход выпрямителя подты,.;," . ключен к управляющей обмотке узла соглаНаиболее блйзким кпредлагаемому посующего трансформатора, а фильтрсущностиидостигаемомуэффектуявляется выполнен С последовательно вклаченным импульсный ИВЭП, который содержйтполу- токоограничивающим узлом.мостовой преобразователь на двух транзи Нафиг.1 представлена функциональная сторах, к управляющим входам которыхсхема стабилизирующего инвертора; на подключены соответствующие выходные. Фиг,2 и 3 - электрические схемы на базе обмотки согласующего трансформатора, однотактного инвертора с независимым имеющего также обмотку возбуждения и уп- . возбуждениеми двухтактногос самовоз- , равляющую обмотку, шунтировайную регу буждением;:на фиг.4- дйаграммы, пояснялирующимключевым элементом. ющие его работу; - на фиг.5-7 Управдяющий вход последнего соединен токоограничительный узел, варианты.через узел сравнения с выходными вывода-Стабилизирующий. ийвертор содержит :ми инвертора, а цепь питания узла сравне- по меньшей. мере один силовой транзистор ния через фильтр подключена к выходу 35 1, к управляющему входу которого через - выпрямителя, вход которого подключен к выходную обмотку согласующего трансфорвыходу специальноготрансформатора; матора 2 подсоединен узел 3 возбужденияТаким образом, недостатком являетсяи регулирующий ключевой элемент 4, входпотребность в дополнительном трансфор- . которого подсоединен к выходу узла 5 срав-.маторе,чтоусложняетинвертор.-,.: 40 нения,входкоторогоподсоединенк.нагрузЦелью изобретения является упроще- ке б, Питающее напряжение на узел 5ние схемы, что удешевляет ИВЭП и повыша- .сравнения поступает от кондейсатора 7, коет его-надежность; . .: . - . торый через выпрямитель 8 подсоединен кВ стабилизирующем инвертоРе, содер- обмотке согласующего трансформатора 2.жащем по меньшей мере один силовой 45 Между вцпрямителем 8 и конденсатором 7 . :транзистор, к управляющему входу которо-установлен токоограничивающий узел 9.го подключена соответствующая входная Нагрузка 6 через силовой транзистор 1 подобмотка согласующего трансформатора, соединена к первичному источнику 10;имеющего также обмотку возбуждения и уп-Инвертор (фиг.1) работает следующймравляющую обмотку, шунтированную регу образом.лирующим" ключевымэлементом, Узел 3 возбуждения вырабатывает ток, управляющий вход которого соединен че- который подается через согласующий .:рез узел сравнения с выходными выводами трансформатор 2 на вход силового транзиинвертора, причем цепь питания узла срав- стора 1 и обеспечивает его открывание(бланения через фильтр йодключена к выходу 55 годаря исключению шунтирования выпрямителя, вход выпрямителя подключен трансформатора 2 конденсатором 7 эа счет к управляющей обмотке согласующего развязкиспомощьютокоограничивающего трансформатора, а фильтр выполнен с по- узла 9). В результате на нагрузкубпоступает следовательно включенным токоограничи- напряжение первичного источника 10. Узел вающим узлом. 5 сравнения сравниваетусредненное значе1757067 5ние напряжения на нагрузке 6 (или тока нагрузки) с внутренним опорным сигналом и вырабатывает сигнал ошибки, который, поступает на вход регулирующего ключевого элемента 4, который регулирует длитель ность открытого состояния силового транзистора 1 в зависимости от величины активном режиме на этапе заряда конденсатора 7.На фиг,З изображен инвертор, реализованный в источниках электропитания лазеров, Тут силовой транзистор выполнен на двух транзисторах 1.1 и 1.2 и работаетв доухтактном режйме. Согласующий трансформатор 2 содержит базовые обмотки 2,1 сигнала ошибки, осуществляя таким обраи 2.2, обмотку 2,3, обратной связи по току, обмотку 2,4 запуска и обмотку 2;5 упраоленил. Зто позволяет упростить узел-возбуждения, сведя его кформирователю эом стабилизацию среднего значения напряжения (тока) нагрузки, . ". 10Ин.вертор на базе однотактного инвертора (фиг.2) работает следующим образом.Узел 3 возбуждения вырабатывает им запускающего ймпульса, поскольку после запуска силовой транзистор 1 совместно с токовым трансформатором 2 образуют автопульсы токас тактовой частотой работы ин- генератор, режим работы которого (козффиоертора и коэффициентом заполнения циент заполнения или частотаоколо 0,5 (фиг.З) з. Мощность этих импуль- переключения) задается регулирующимсоо несколько превышаетмощность, необ.:.: кл:очевым элементом 4;ходимую для раскачки транзистора 1, и 20 Поясним, какможно регулировать коэфобеспечивает также работуузла 5 сравне- фициент заполнения. Пусть на схеме(фиг.З)йище, подключенного через выпрямитель на нагрузка имеет активный характер, а параэлементах 7-9. Импульс тока начинается в метры трансформатора 2 таковы, что в егомоментц и заканчивается о момент 12; На сердечнике за время открытого состоянияинтервале с 1 - 12 на обмотке 2,1 действует 25 любого (одного) из транзисторов 21 и 2.2положительное напряжение и транзистор 1накапливается энергия, достаточная дляоткрыт. .,." . формирования открывающего импульсаВ момент 12 импульс прекращается, на другого трайзистора.Пусть открыт транзиобмотке 2.1 полярность напряженйя меня- стор 1.1, Через определенное время (завиется,транзистор 1 закрыоаетсяисердечник 30 сящее от сигнала ошибки) откроетсятрансформатора 2 начинает размагничи-."регулирующий элемент 4, напряжение наваться, Амплитуда выброса напряжения ог-: всех обмотках трансформатора 2 станетраничена напряжением лавийного пробоя - равным нулю и транзистор 1.1 вскоре закро. перехода база-эмиттертранзистора 1, В мо- ., ется,мент тз сердечник размагничивается. Через 35: За время открйтогосостояния транзинесколько периодов работы заряжается : стора 1,1 в сердечййке трансформатора 2. конденсатор 7. В момент ц поступает оче-: накопилась энергия. Поэтому после закрь- редной открывающий импульс тока от узлавания транзистора 1. через обмотку 2.53 оозбужденйя, " - ,: , .; управления регулирующего элемента 4По сигналу, постуйившему в момент т 5 40 проходит ток, величина и найравление коот узла 5 сравненил на управляющий эле-торого определяются "намагйиченностью. мент 4, последний открь 1 вается закорачи-сердечника трансформатора 2. Если активвая обмотку 2,5. При этом напряженйя наные сопротивления обмотки 2,5 регулирувсех обмотках трансформатора 2 умень-" ющего элемента 4 малы, то этот токшаются до нуля. Через обмотку 2.1 проис протекает сколь угодно-долго. Через некоходит ток разряда диффузионной емкости торсе время (зависимое от ситнала.ошиббаза-змиттерного перехода транзйстора ; ки) регулирующий элемент закрывается и1, В индуктивностй рассеяния обмотки 2;1" на обмотках трансформатора 2 появляетсяпри этом зайасаетсл энергил, которая напряжение, открьоающее транзисторобеспечивает отрицательный выброс на 50 1,2. Затем опять открывается регулируюобмотке 2.1 в момент т 5, Зтот выброс спо- . щий элемент 4, а после его закрываниясобствует уменьшению потерь при закры- " аналогичным образом открывается транвании транзистора 1, зйстор 1.1. и т,дт.е,-обеспечивается регуТаким образом, регулируя момент от- лирооание напряжения на нагрузке 9 вкрывания регулирующего ключевого эле режиме автогенерации,мента 4, можно регулировать мощность вТокоограничивающее устройство монагрузке 6. Токоограничивающий узел 9 ис-жет быть выполнено на стабилизаторе токаключаетшунтированиеоходатранзистора 1 (фиг.б) или на схемах, совпадающих с схеразряженнымконденсатором 7 иэтимпред- мой транзисторнь 1 х фильтров (фиг.6 и 7),отвращает работу силового транзистора в Лучшие результаты дает устройство (фиг.б),1757067 оставитель Г.Бонда ехред М,Моргентал Корректор М.Максимишинец едактор И.йулла Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина,каз 3098 . Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5