С внешним возбуждением

Двухтактные преобразователи напряжения

Схема двухтактного преобразователя напряжения

В исходном состоянии на базу VT1 и VT2 подается 0 потенциал, оба транзистора закрыты. На вход подаются импульсы U_вх.

∆t – защитный интервал t3-t2.

Транзисторы поочередно в режиме насыщения. Из насыщения в режим отсечки нельзя перейти мгновенно.

За t_расс транзистор переходит из одного режима в другой.

Для исключения эффекта «обратных токов». Существует время перехода для рассасывания избыточных разрядов.

Транзисторные инверторы используются на мощности до 500 Вт. При уменьшении мощности до 50 Вт используют инверторы самовозбуждения.

Принципиальная схема инвертора самовозбуждения:

В момент включения U_пит на базе транзистора возникает потенциал

Так как К_I у транзисторов разные, то ток первого из них будет больше, чем ток другого.

Разностный ток создает магнитный поток в первичной обмотке сердечника: , где Ф₂ - поток, который создает коллекторный ток VT2.

Для самовозбуждения должно выполняться условие баланса фаз и амплитуд.

Условие баланса амплитуд:

К – коэффициент усиления; β – коэффициент образа связи

S – крутизна транзистора

- условие баланса амплитуд, где - температурный потенциал.

Работа схемы:

Схема называется схемой с насыщающимся сердечником.

Броски тока уменьшают КПД преобразователя (используются до 50 Вт).

_, где S – площадь сердечника, W₁ – число витков в первичной обмотке.

Магнитная индукция сердечника меняется от – Bs до + Bs (t₀-t₂), тогда

, где Bs – магнитная индукция, соответствующая началу участка насыщения.

, если R₁ зашунтировать, то I_б возрастет:

Было бы то же самое, если включить C_бл на R₂:

Однотактная схема транзистора с насыщенным сердечником получается из схемы, если убрать одно плечо. В однотактной схеме усиление возбуждения получается хуже, и на базу надо подавать большое напряжение. В одноактном преобразователе протекает большой постоянный ток через обмотку трансформатора, поэтому мощность таких инверторов делают не больше, чем на 1-2 Вт.

В двухтактном преобразователе при той же мощности сердечник будет меньше. В этих схемах отсутствует ток подмагничивания.

При мощностях больше 100 Вт используют тиристорные инверторы.

Тиристорный инвертор со средней точкой:

Пусть включен VD1, следовательно, ток идет через W_11, С заряжается: W₁₁=E_п-U_VD1≈E_п.

Затем подаем отпирающий импульс на VD2: VD2 открывается, а к VD1 приложено напряжение на С: U_c = 2·Еп, VD1 закроется и ток потечет через W₁₂, конденсатор перезарядится. Когда VD1 откроется, процедура повторится.

Так как тиристоры имеют мощность большую, чем транзистор, следовательно, на таких преобразователях можно получить мощность единицы-десятки кВт.

Конденсатор С должен выбираться из условия: