Повышение частоты преобразования электроэнергии в источниках вторичного электропитания. Допускаемое отклонение читающего напряжения от номинального, страница 31

В мощных полумостовых инверторах для этой цели приходится использовать электролитические конденсаторы большой емкости, которые в ряде случаев могут превосходить по объему и массе соответствующие транзисторы мостовой схемы инвертора. Благодаря своим преимуществам – меньшему коллекторному напряжению, чем в схемах инверторов на рис. 6.3, а, б, в, и меньшему количеству транзисторов, чем в схеме инвертора на рис. 6.3, г, - полумостовая схема инвертора находит применение в бестрансформаторных стабилизированных источниках вторичного электропитания, где питание инвертора осуществляется непосредственно выпрямленным напряжением промышленной сети переменного тока 127 – 380 В.

Схемы инверторов с насыщающимся выходным трансформатором находят широкое применение из-за их простоты, легкости в изготовлении и налаживании. При повышенных частотах коммутации транзисторные инверторы с насыщающимся выходным трансформатором неэффективны: искажается форма выходного напряжения, резко возрастают потери мощности, уменьшается к. п. д. схемы, транзисторы плохо используются по току. В настоящее время подобные инверторы применяются в основном как маломощные задающие генераторы, работающие на частотах переключения не выше 1 – 3 кГц.

Для работы с высокой частотой переключения используются инверторы с ненасыщенным выходным трансформатором и маломощном коммутирующим элементом в базовых цепях транзисторов, выполненные по схемам с самовозбуждением и с независимым возбуждением. Коммутирующие элементы обеспечивают начало регенеративного процесса переключения раньше, чем произойдет насыщение сердечника выходного трансформатора. На рис. 6.5 приведены основные схемы самовозбуждающихся инверторов с ненасыщенным выходным трансформатором.

В схеме инвертора на рис. 6.5, а коммутирующим элементом является маломощный трансформатор Тр2, сердечник которого выполнен их магнитного материала с прямоугольной петлей гистерезиса. Первичная обмотка  трансформатора Тр2 через токоограничивающий резистор Rогр может быть подключена либо к коллекторам транзисторов  и  инвертора (точка А соединена с А1, а точка Б с Б1), либо к отдельной обмотке обратной связи

а)

б)

в) 

г)

д)

Рис.6.5

трансформатора Тр1 (точка А соединена с А2, точка Б с Б2). Второй способ включения используется при сравнительно малых выходных мощностях, позволяя несколько повысить к. п. д. инвертора.

При подключении к инвертору напряжения питания  за счет не симметрии схемы в сердечнике трансформатора Тр1 возникает изменяющийся магнитный поток, на обмотках наводится э. д. с., в том числе и на базовых обмотках  и  трансформатора Тр2. Эти обмотки подключены к транзисторам инвертора так, чтобы полярность напряжения одной  из них способствовала процессу открывания одного из транзисторов, например , а другой – закрыванию .

Рис.6.6.

Временные диаграммы токов и магнитного потока в схеме инвертора с не насыщающимся выходным трансформатором приведены на рис. 6-6. На этом интервале времени в сердечниках обоих трансформаторах происходит изменение магнитного потока по линейному закону. Переключение транзисторов начинается в тот момент, когда магнитный поток в трансформаторе Тр2 достигает потока насыщения  (или ). Насыщение сердечника Тр2 сопровождается резким увеличением тока в обмотке  трансформатора. Практически все напряжение обратной связи  прикладывается к резистору Rогр, а напряжения на обмотках  и  уменьшается до нулевого значения. Происходящее при этом уменьшение базового тока приводит к тому, что транзистор  выходит из режима насыщения. Рост коллекторного напряжения транзистора  сопровождается уменьшением его коллекторного тока, магнитный поток в сердечнике трансформатора Тр1, достигнув значения , изменяет свое направление, а э. д. с. всех обмоток трансформаторов Тр1 и Тр2 – свою полярность.

Начинается регенеративный процесс переключения транзисторов, который приводит к закрыванию транзистора  и открыванию транзистора . Далее процесс переключения повторяется.