ДВУХТАКТНЫЙ ИНВЕРТОР

ДВУХТАКТНЫЙ ИНВЕРТОР


RU (11) 2331961 (13) C1

(51) МПК
H02M 7/5383 (2007.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 05.12.2008 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2007117948/09 
(22) Дата подачи заявки: 2007.05.15 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2007.05.15 
(45) Опубликовано: 2008.08.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2223591 C2, 10.02.2004. RU 2061293 C1, 27.05.1996. GB 994808 A, 10.06.1965. 
(72) Автор(ы): Руфеев Николай Дмитриевич (RU); Руфеев Андрей Николаевич (RU); Руфеев Максим Николаевич (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Руфеев Николай Дмитриевич (RU); Руфеев Андрей Николаевич (RU); Руфеев Максим Николаевич (RU) 
Адрес для переписки: 127273, Москва, ул. Олонецкая, 21, кв.282, Н.Д. Руфееву 

(54) ДВУХТАКТНЫЙ ИНВЕРТОР

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания и преобразовательной технике. Техническим результатом предлагаемого изобретения является устранение асимметрии перемагничивания, повышение удельной мощности и надежности. Результат достигается созданием в двухтактном инверторе двух резисторных делителей напряжения и двух стабилизаторов тока, для чего вводятся два стабилитрона и три резистора, один из которых является датчиком тока для двух стабилизаторов тока, и одновременно ограничителем тока. Указанные нововведения позволяют поддерживать равный по величине ток намагничивания в обоих плечах инвертора, что дает возможность устранить основной недостаток двухтактных инверторов - асимметрию перемагничивания, повысить удельную мощность предлагаемого инвертора, улучшить динамику переключения транзисторных ключей, снизить амплитуду всплесков тока и как следствие снизить нагрев и вероятность пробоя транзисторных ключей. Все это обеспечивает надежную работу предлагаемого двухтактного инвертора в широком диапазоне напряжений питания. 2 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания и преобразовательной технике.

Известны двухтактные преобразователи напряжения Роэра («Аморфные магнитные сплавы и их применение в источниках вторичного электропитания» В.И.Хандогин, Москва, 1990 год, стр.123-126, рис.5.3 и 5.4). Эти преобразователи содержат насыщающийся трансформатор, первичная обмотка которого выполнена со средней точкой и подключена к двум транзисторам, управление токами которых осуществляется с двух обмоток.

Недостатки этих преобразователей заключается в наличии всплеска тока коллектора при насыщении трансформатора, а также возникновении асимметрии плеч в процессе перемагничивания трансформатора.

Наиболее близким по технической сущности является двухтактный преобразователь постоянного напряжения, содержащий источник постоянного напряжения, два транзистора, эмитторы которых подключены к минусу источника постоянного напряжения, трансформатор, первичная обмотка которого снабжена выводом от средней точки, подключенным к плюсу источника постоянного напряжения, а два крайних вывода соединены соответственно с коллекторами этих транзисторов, обмотку обратной связи, включенную через конденсатор между базами транзисторов, и два резистора, каждый из которых одним выводом подключен к базе транзистора, а другие выводы этих резисторов подключены к плюсу источника постоянного напряжения (патент РФ № 2223591, опубл. 10.02.2004 г.).

Недостатком известного изобретения является отсутствие фиксации величины положительного смещения на базах транзисторов, наличие всплесков тока в момент переключений, а также сохраняется основной недостаток двухтактных преобразователей - возникновение асимметрии плеч в процессе перемагничивания и как следствие этих недостатков низкая удельная мощность и низкая надежность преобразователя.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение асимметрии перемагничивания, повышение удельной мощности и повышение надежности.

В результате использования предлагаемого изобретения созданы два резисторных делителя напряжения и два стабилизатора тока, устраняется асимметрия перемагничивания, увеличивается удельная мощность, ограничиваются всплески токов, улучшается динамика переключений транзисторных ключей, снижаются динамические потери, снижается нагрев и вероятность пробоя транзисторных ключей.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в двухтактный инвертор, содержащий источник постоянного напряжения, трансформатор, первичная обмотка которого выводом из средней точки подключена к плюсу источника постоянного напряжения и первому и второму резисторам, противоположные выводы которых подключены соответственно к управляющим входам первого и второго транзисторных ключей, которые через последовательно включенные обмотку обратной связи и третий резистор соединены между собой, при этом крайние выводы первичной обмотки подключены соответственно к силовым входам транзисторных ключей, силовые выходы которых объединены, введены два стабилитрона и четвертый, пятый и шестой резисторы, которые одним выводом соединены с силовыми выходами транзисторных ключей, а противоположным выводом четвертый резистор подключен к катоду первого стабилитрона, управляющему входу первого транзисторного ключа, первому резистору и выводу обмотки обратной связи, пятый резистор подключен к катоду второго стабилитрона, управляющему входу второго транзисторного ключа и второму, и третьему резисторам, а шестой резистор противоположным выводом подключен к анодам двух стабилитронов и минусу источника постоянного напряжения.

Сущность изобретения поясняется фиг.1 и 2.

На фиг.1 представлена общая схема двухтактного инвертора.

На фиг.2 представлена диаграмма напряжений и тока.

Двухтактный инвертор содержит источник постоянного напряжения 1, трансформатор 2, первичная обмотка 3 которого подключена выводом из средней точки к плюсу источника постоянного напряжения 1 и первому 4, и второму 5 резисторам, противоположные стороны которых подключены соответственно к четвертому 6 и пятому 7 резисторам, к катодам первого и второго стабилитронов 8 и 9, к управляющим входам транзисторных ключей первого 10 и второго 11, которые через последовательно соединенные обмотку обратной связи 12 и третий резистор 13 соединены между собой, при этом крайние выводы первичной обмотки 3 подключены соответственно к силовым входам первого и второго транзисторных ключей 10 и 11, силовые выходы которых соединены между собой, с четвертым 6 и пятым 7 резисторами и через шестой резистор 14 соединены с анодами первого и второго стабилитронов 8 и 9 и с минусом источника постоянного напряжения 1.

Предлагаемый двухтактный инвертор работает в режиме двухтактного симметричного автогенератора с индуктивным времязадающим элементом, функцию которого выполняет трансформатор 2. В момент включения инвертора с делителем напряжения, образованного первым 4, четвертым 6 и шестым 14 резисторами для одного плеча и резисторами вторым 5, пятым 7 и шестым 14 для другого плеча, на управляющие входы транзисторных ключей 10 и 11 подается фиксированное по величине положительное напряжение смещения, которое приоткрывает транзисторные ключи. В одной из полуобмоток первичной обмотки 3 появляется ток (Iк.б.), создающий магнитный поток в трансформаторе 2, при этом на обмотке обратной связи 12 возникает напряжение (Uy.a.), которое вызывает ток управления, ограниченный по величине резистором 13, на управляющих входах транзисторных ключей 10 и 11, полностью открывающий один из транзисторных ключей, например транзисторный ключ 10, и закрывающий транзисторный ключ 11. Усиливается магнитный поток трансформатора 2 и приближается к точке перехода в зону насыщения, падает индуктивность и реактивное сопротивление трансформатора 2. Эти процессы вызывают увеличение тока в силовой цепи и падение напряжения на шестом резисторе 14 до величины порога срабатывания первого стабилитрона 8 и открывают его. Одновременно снижается ток в цепи обратной связи 12, закрывается первый транзисторный ключ 10, инвертор опрокидывается, открывается второй транзисторный ключ 11, возникает ток (Iк.с.) во второй полуобмотке первичной обмотки 3, трансформатор 2 перемагничивается в противоположное крайнее состояние. Далее процесс повторяется и на выходе вторичной обмотки трансформатора создается переменное напряжение (Uн.д.), стабильное по частоте и амплитуде.

Введение в двухтактный инвертор двух стабилизаторов тока, управляемых одним датчиком тока - шестым резистором 14, позволяет поддерживать равный по величине ток намагничивания в обеих полуобмотках первичной обмотки 3, что дает возможность устранить основной недостаток двухтактных преобразователей - асимметрию перемагничивания (перекос плеч). Это позволяет добиваться максимальной амплитуды перемагничивания и значительно повысить удельную мощность предлагаемого инвертора. Наличие стабилизаторов тока, сопротивления, ограничивающего ток, - шестой резистор 14 и фиксированного по величине положительного напряжения смещения на управляющих входах транзисторных ключей 10 и 11 значительно улучшает динамику переключения транзисторных ключей, снижает их динамические потери, увеличивает частоту переключений, снижает амплитуду всплесков тока, снижает нагрев и вероятность пробоя транзисторных ключей, что обеспечивает надежную работу предлагаемого двухтактного инвертора в широком диапазоне напряжений питания.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Двухтактный инвертор, содержащий источник постоянного напряжения, трансформатор, первичная обмотка которого выводом из средней точки подключена к плюсу источника постоянного напряжения и первому и второму резисторам, противоположные выводы которых подключены соответственно к управляющим входам первого и второго транзисторных ключей, которые через последовательно включенные обмотку обратной связи и третий резистор соединены между собой, при этом крайние выводы первичной обмотки подключены соответственно к силовым входам транзисторных ключей, силовые выходы которых объединены, отличающийся тем, что в него введены два стабилитрона и четвертый, пятый и шестой резисторы, которые одним выводом соединены с силовыми выходами транзисторных ключей, а противоположным выводом четвертый резистор подключен к катоду первого стабилитрона, управляющему входу первого транзисторного ключа, первому резистору и выводу обмотки обратной связи, пятый резистор подключен к катоду второго стабилитрона, управляющему входу второго транзисторного ключа и второму и третьему резисторам, а шестой резистор противоположным выводом подключен к анодам двух стабилитронов и минусу источника постоянного напряжения.





ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ:
Гелиоэнергетика - Солнечные электростанции, Солнечные батареи. Солнечные коллекторы;
Ветроэнергетика - Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели;
Волновые электростанции. Гидроэлектростанции;
Термоэлектрические источники тока;
Химические источники тока;
Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ;
Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии;
Генераторы постоянного электрического тока. Электрические машины.



Устройства и способы получения, преобразования, передачи, экономии и сохранения электрической энергии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+электрический -генератор".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "генератор" будут найдены слова "генераторы", "ренераторов" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("генератор!").


Солнечные электростанции. Гелиоэнергетика | Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели. Ветрогенераторы | Волновые, геотермальные и гидроэлектростанции | Термоэлектрические источники тока | Химические источники тока. Накопители электроэнергии. Батареи и аккумуляторы | Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи электрической энергии | Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии | Генераторы постоянного и переменного электрического тока. Электрические машины


Рейтинг@Mail.ru