Повышение частоты преобразования электроэнергии в источниках вторичного электропитания. Допускаемое отклонение читающего напряжения от номинального, страница 34

В транзисторных инверторах с изменяющейся нагрузкой положительную ОС осуществляют не по напряжению, а по току нагрузки. Для этого первичную обмотку коммутирующего трансформатора включают последовательно в цепь нагрузки (рис. 6.9, а). При изменении сопротивления нагрузки автоматически изменяется базовый ток транзисторов, благодаря чему их коэффициент насыщения всегда остается близок к оптимальному значению. За счет этого достигается уменьшение потери мощности в транзисторах и повышение к. п. д. схемы Данная схема не может работать при полном сбросе нагрузки, поэтому обычно применяют комбинированную ОС по току и по напряжению. Первичная обмотка трансформатора может быть включена не только в выходную , но и в коллекторные обмотки трансформатора (рис. 6.9,б).

Применение в схемах инверторов мощных высокочастотных транзисторов приводит к увеличению скорости изменения тока через провода и элементы схемы. Это же приводит к появлению высокочастотных колебаний на фронтах переменного напряжения прямоугольной формы, если в схеме есть паразитные индуктивности и емкости. Амплитуда колебаний может во много раз превышать максимально допустимое напряжение на переходах транзистора, при этом частота паразитных колебаний составляет десятки и сотни мегагерц (рис. 6. 10).

Для защиты транзисторов от перенапряжений в схему инвертора вводятся дополнительные элементы. В схеме рис. 6.11,а для этого используются кремневые стабилитроны, включаемые параллельно выводам коллектор-эмиттер каждого транзистора. Минимальное напряжение стабилизации таких стабилитронов должно быть выше максимального напряжения коллектор-эмиттер транзистора в закрытом состоянии (), а максимальное напряжение стабилизации стабилитронов - меньше максимально допустимого напряжения коллектор-эмиттер для транзисторного типа (рис. 6.10). Стабилитроны будут в этом случае открываться только на время паразитного колебательного процесса, внося в контур соответствующее затухание. При очень высокой частоте паразитных колебаний стабилитроны могут оказаться неэффективными из-за большой собственной индуктивности выводов.

В этом случае эффективными становятся различные емкостные или активно-емкостные цепочки, снижающие скорость нарастания

Рис.6.10.

Рис. 6.11.

коллекторного или базового токов в каждом транзисторе. Эти цепочки могут быть подключены параллельной первичной обмотке выходного транзистора (рис. 6.11,б), переходам база – эмиттер (рис. 6.11,в) или коллектор – эмиттер транзисторов, между базами транзисторов инвертора (рис. 6.11,г). Амплитуду паразитных колебаний также можно уменьшить введением ООС по переменному току с коллектора транзистора в его базовую цепь, как показано на рис. 6.11,д. К сожалению, в настоящее время методика выбора и расчета этих цепочек отсутствует, а их параметры подбираются экспериментально для каждого конкретного случая.

Очень важным вопросом работы нестабилизированных и стабилизированных транзисторных инверторов является возбуждение колебаний в схеме, т.е. их начальный запуск. Любой инвертор, имеющий самые хорошие энергетические характеристики, надежность, небольшую массу и габариты, теряет все свои достоинства, если после подачи напряжения питания в схеме не возникнут устойчивые автоколебания. Проблема надежного запуска встает особенно остро при работе инвертора в области отрицательных температур окружающей среды и применении мощных кремниевых транзисторов, так как в этом случае коэффициент передачи тока имеет очень малые значения.

Существенное влияние на условия начального запуска оказывает характер нагрузки. Так, при наличии в выходной цепи инвертора выпрямителя с емкостным сглаживающим фильтром прямые сопротивления диодов на начальном участке вольт – амперной характеристики имеют повышенное значение. При прочих равных условиях это облегчает возникновение автоколебаний в схеме. Однако емкостной сглаживающий фильтр до его полного заряда представляет собой очень малое сопротивление, сильно нагружающее выходную обмотку силового транзистора, а это затрудняет процесс самовозбуждения. В зависимости от конкретных условий может преобладать влияние того или другого факторов.