Двухтактный инвертор
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при проектировании вторичных источников питания. Цель - повышение КПД и упрощение. Инвертор содержит выходной и дополнительный трансформаторы 1 и 2 и транзисторы 3, 4. За счет тока нагрузки 11, протекающего по обмотке 10 дополнительного трансформатора 2, осуществляется положительная обратная связь (ПОС) по току. По первичным обмоткам 7, 8 дополнительного трансформатора 2 течет ток первичных обмоток 5, 6 выходного трансформатора 1. Этот ток ослабляет действие ПОС. На вторичных обмотках 12, 13 дополнительного трансформатора 2 за счет действия ПОС присутствует напряжение управления транзисторами 3, 4. При насыщении выходного трансформатора 1 растет его ток намагничивания. Это приводит к тому, что ПОС ослабляется настолько, что открытый транзистор 3 или 4 выходит из насыщения, в результате чего схема переключается в другое квазистатическое состояние. 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСНИК
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИК
РЕСПУБЛИН (192 012
А1 (51)5 Н 02 и 7/538 У л с г) 2 Я 1 " g, 11
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4134400/24-07 (22) 15. 10 ° 86 (46) 30.01.90. Вюл. >р 4 (72) В Н РУкавичкин Г E Рыженков и .В.В. Соколов (53) 621.314.058(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР 355718 кл. H 02 И 7/537, 1970.
Авторское свидетельство СССР и 647819, кл. Н 02 И 7/538, 1976; (54) ДВУХТАКТНЦЙ ИНВЕРТОР (57) Изобретение относится к электротехнике, и м.б. использовано при проектировании вторичных источников
s питания. Цель - повышение КПД и упрощение. Инвертор содержит выходной и дополнительный трансформаторы
1 и 2 и транзисторы 3, 4. 3а счет тока нагрузки 11, протекающего по об2 мотке 10 дополнительногo трансформатора 2, осуществляется положительная обратная связь (ПОС) по току. По первичным обмоткам 7, 8 дополнительного трансформатора 2 течет ток первичных обмоток 5, 6 выходного трансформатора 1, Этот ток ослабляет действие
ПОС. На вторичных обмотках 12, 13 дополнительного трансформатора 2 за счет действия ПОС присутствует напряжение управления транзисторами
3, 4. При насыщении выходного транзистора 1 растет его ток намагничивания. Это приводит к тому, что ПОС ослабляется настолько, что открытый транзистор 3 или 4 выходит из насыщения, в результате чего схема пере" ключается в другое квазистатическое состояние. 2 ил °
1539940
Для поддержания транзисторов инвертора в открытом и насыщенном сос" тоянии необходимо выполнение соотношений: (1) (2) (3) 50 ос он н он и1 к э ос н = с с >
I„/X,=Â, где со, I„,, I I — токи положительной об55 ратной связи, нагрузки, коллекторного тра нзистора (первичных обмоток выИзобретение относится к преобразо. вательной технике и может быть использовано в источниках питания с ..
1 преобразованием постоянного напря5 жения в переменное или в постоянное напряжение другого уровня.
Цель изобретения - повышение КПД и упрощение схемы.
На фиг. 1 представлена схема двухтактного инвертора; на фиг. 2 - временные диаграммы токов в соответст,вующих обмотках при переключении . транзисторов.
Инвертор содержит выходной трансформатор 1, дополнительный трансформатор 2 и транзисторы 3 и 4. Первичные обмотки 5 и 6 с числом витков 14 выходного трансформатора 1 через первичные обмотки 7 и 8 с числом витков як Дополнительног0 тРансфоРматора 2 соединены с коллекторами транзисторов 3 и 4, Вторичная обмотка 9 с числом витков w выходного транс-.. ,форматора через последовательно включенную первичную обмотку 10 с числам витков17 дополнительного тран-, н сформатора подключена к нагрузке 11.
Выходные обмотки 12 и 13 с числом виткОв w,z — ът дОпОлнительнОгО т ра нс- 30 форматора 2 подключены к управляющим переходам транзисторов 3 и 4 °
Инвертор представляет собой автогенератор с положитепьной обратной связью по току нагрузки. Протекая по обмотке 9 дополнительного трансформатора, этот ток создает в ней ампервитки положительной обратной связи. Ток первичных обмоток выходного трансформатора поочередно про- щ0 текает по первичным обмоткам 7 и 8 дополнительного трансформатора, ослабляя действие положительной обратной связи. ходного трансформатора), базового транзистора;
В - минимальный коэффициент усиления транзисторов, при котором обеспечивается насыщение транзисторов при протекании коллекторного тока I .
Для выходного трансформатора справедливо соотношение (4) к н где w,, w — числа витков первичной
5 или 6 и вторичной 9 обмоток выходного трансформатора.
С учетом (2) и (4) выражение.(2) принимает следующий вид:
WK W1 W 1ОК WK W1 — (1 + — ) = —. (5)
1онВ 1 н 17н 1окВ
Очевидно, что при росте В и постоянном отношении 17 /1о„ или уменьшении отношения при постоянном В условия автогенерации не ухудшаются. Поэтому выражение (5) можно представить в следующем виде:
««g(1 + ът5 ) (ю (6)
1 нВ
Выражение (6) описывает условие существования автоколебайий в инвер1 торе (баланс амплитуд). о
Инвертор работает следующим образом.
Пусть в момент времени t< (фиг ° 2) открыт транзистор 3 и по обмоткам 5 и 7 протекает коллекторный ток (I ) .
Ток нагрузки Iä протекает по обмоткам 9 и 10 и создает в обмотке 12 ток положительной обратной связи I поддерживающий транзистор 3 в открйтом и насыщенНОМ состоянии. Коллекторный ток, протекая по обмотке 7 дополнительного трансформатора, ослабляет положительную обратную связь.
По мере перемагничивания сердечника выходного трансформатора, его ток намагничивания растет, но из-за его малости по сравнению с приведенным током нагрузки это не оказывает существенного влияния на глубину положительной обратной связи. Однако при насыщении сердечника выходного трансформатора на интервале t -t ток наа а магничивания начинает резко расти (фиг. 2, а) и, протекая по обмотке
7, ослабляет действие положительной обратной связи, уменьшая ток обмотгде,, w
Ъ7 q W p Wg
В з
Фиа.2
0оставитель Т. Ершова
Техред М.Ходанич Корректор,Т. Малец
Редактор А. Огар
Заказ 228 Тираж 487 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101 з
5 15 ки 12, т.е. базовый ток транзистора
3 (фиг. 2 в) .
I, В результате в момент времени t> транзистор выходит из насыщения и в инверторе происходит лавинообразное переключение: закрывается транзистор
3, открывается и насыщается транзистор 4, а его коллекторный ток начинает протекать по обмоткам 6 и 8. На интервале времени t -t сердечник . выходного трансформатора перемагничивается в обратном направлении. В момент времени tq происходит переключение транзисторов.
Формула и зобрет е ни я
Двухтактный инвертор, выполненный .по дифференциальной иги полумостовой схеме, содержащий в каждом плече транзистор, через согласно-последовательно соединенные вторичную и первичную обмотки дополнительного и выходного трансформаторов присоединенный к входным выводам, при этом
39940 согласно-последовательно соединенные, вторичная и первичная обмотки выходного и дополнительного трансформаторов
5 подключены к выходным выводам а треУ тьи обмотки дополнительного трансформатора связаны с управляющими переходами транзисторов, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повы-, шения КПД и упрощения, третьи обмотки дополнительного трансформатора соединены с управляющими переходами непосредственно, причем количество витков обоих трансформаторов находится В соотношении
-к (1 + - -)
Wg W
К
w В 1 к — витки первичной и вторичной обмоток выходного трансформатора; — витки первичной, вторичной и третьей обмоток дополнительного трансформатора;
- коэффициент усиления транзисторов.
