Транзисторный инвертор с насыщающимся трансформатором

 

На рисунке 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. Если рассматривать реальные процессы, то к концу полупериода работы инвертора напряжения происходит “спад” вершины импульса U₂ за счет влияния цепи намагничивания на величину коллекторного тока, что приводит к значительным потерям на силовых ключах.

Автоколебательный транзисторный инвертор с коммутирующим трансформатором

 

Силовой трансформатор T₂ работает в линейном режиме, за счет этого повышается КПД устройства, трансформатор T₁ является коммутирующим и работает с насыщением. Транзисторы VT₁, VT₂ работают в ключевом режиме.

Преобладание тока I_K1, за счет ПОС приводит к лавинному нарастанию этого тока и увеличивается падение напряжения на R_ОС, что влечет уменьшение ЭДС в первичной цепи трансформатора T₁. При заходе трансформатора в область насыщения происходит переключение транзисторов. Достоинством данной схемы является высокий КПД, к недостаткам относится сильная зависимость частоты преобразования от тока нагрузки (увеличение I_н приводит к росту частоты из-за возрастания скорости переключения транзисторных ключей).

Транзисторные инверторы напряжения с внешним управлением

 

Двухтактные транзисторные инверторы напряжения