Транзисторный инвертор с насыщающимся трансформатором

На рис.28 представлена принципиальная схема транзисторного инвертора напряжения с насыщающимся трансформатором, где R₁, R₂ – создают смещение на базе транзисторов VT1 и VT2, работающих в ключевом режиме, конденсатор C – обеспечивает прохождение переменной составляющей напряжения обратной связи, обмотки W_OC1, W_OC2 – образуют цепь положительной обратной связи (ПОС) по напряжению. Для этого они включены согласно по отношению к обмоткам силового контура W₁₁, W₁₂.

Запуск схемы обеспечивается за счет асимметрии плеч инвертора (транзисторы VT1, VT2 имеют различные ВАХ). Иногда приходится делать принудительный запуск схемы в момент включения, если асимметрия недостаточна для первоначального пуска.

При преобладании коллекторного тока в полуобмотке W₁₁ за счет разностного тока формируется ЭДС с полярностью, указанной красным цветом на рисунке. На выходе инвертора напряжения имеет место положительный сигнал прямоугольной формы. За счет обмотки ПОС происходит приоткрывание VT₁ и призакрывание VT₂. Нарастание коллекторного тока I_К1 имеет лавинообразный характер, которое прекращается при заходе в область насыщения трансформатора. Скорость изменения потока (Ф₀) снижается и происходит смена полярности ЭДС во всех обмотках трансформатора T, приоткрывается транзистор VT2 и процессы повторяются. Частота преобразования инвертора определяется выражением:

         .

С увеличением тока нагрузки происходит уменьшение частоты преобразования за счет увеличения потерь на транзисторных ключах. Данная схема не применяется на большие мощности.

Рис.28.Схема транзисторного инвертора с насыщающимся трансформатором

5.5
Двухтактные транзисторные инверторы напряжения

 

Рис.29. Мостовая схема транзисторного инвертора

Мостовая схема инвертора напряжения применяется на большие мощности при повышенном уровне напряжения источника питания.

Сигналы управления X1…X4 поступают таким образом, что в каждом полупериоде два транзистора включены, а два других выключены. При подаче управляющих импульсов X1, X4 на транзисторы VT1, VT4 ток протекает по контуру: “+” U₁; коллектор- эмиттер VT1; обмотка трансформатора (T) в первичной цепи; коллектор- эмиттер VT4; “-“ U₁. На этом интервале накапливается реактивная энергия в цепи намагничивания трансформатора T, происходит плавное нарастание тока в первичной цепи по экспоненциальному закону.

 При подаче управляющих импульсов X2, X3 на транзисторы VT2, VT3 ток протекает по контуру: “+” U₁; коллектор- эмиттер VT3; обмотка трансформатора (T) в первичной цепи; коллектор- эмиттер VT2; “-“ U₁. Направление тока в первичной обмотке трансформатора изменяется с частотой, равной частоте отпирания транзисторов и имеет прямоугольную форму, т.к. транзисторы работают в режиме ключа.

Диоды VD1, VD2, VD3, VD4 служат для возвращения энергии, накопленной в цепи намагничивания трансформатора, в источник U₁.