Инверторы с самовозбуждением.
Инверторы с самовозбуждением являются простейшими транзисторными инверторами, в которых функции линейного магнитного элемента исполняет силовой трансформатор. Управление транзисторами осуществляется с помощью специальных базовых обмоток, расположенных, наряду с первичной и вторичными обмотками, на магнитопроводе силового трансформатора. При этом базовые цепи мощных тиристоров с общим эмиттером могут питаться либо от одной обмотки со средней точкой, либо от одной обмотки без средней точки, либо от двух самостоятельных обмоток.
Рассмотрим схему инвертора с питанием базовых цепей транзисторов от двух самостоятельных обмоток (рисунок 5.22).
Пусть в произвольно выбранный момент времени t1транзистор VT1 насыщен и открыт, а VT2 полностью закрыт и находится в режиме отсечки. Исходное состояние схемы поддерживается соответствующими полярностями напряжений на базовых обмотках трансформатора (без скобок) и переходах база – эмиттер силовых транзисторов.
Данное состояние схемы инвертора сохраняется до тех пор, пока не произойдет кратковременное насыщение силового трансформатора, в результате коллекторный ток открытого транзистора резко возрастает, стремясь в пределе к току короткого замыкания источника питания. Открытый транзистор выйдет из режима насыщения, после чего, под действием положительной обратной связи, состояние схемы изменится на противоположное исходному – транзистор VT1 закроется, а VT2 откроется и перейдёт в режим насыщения (момент времени t2). При этом полярности напряжений на обмотках силового трансформатора будут соответствовать показанным на рисунок 5.22а в скобках. При следующем насыщении силового трансформатора схема инвертора возвратится в исходное состояние.
Для активной нагрузки (рисунок 5.22.б) напряжения на первичной и вторичной обмотках поддерживаются в течение каждого рабочего полупериода постоянными и ток через открытый транзистор во времени постоянен и равен Iк нас.
(5.6)
где ω1 и ω2 – число витков первичной и вторичной обмоток трансформатора;
– напряжение питания инвертора;
- максимальный коллекторный ток открытого транзистора;
– сопротивление нагрузки
Для активно – индуктивной нагрузки токи коллектора открытого транзистора и нагрузки в течение каждого рабочего полупериода не остаются неизменными во времени, а увеличиваются к концу полупериода, достигая своих максимальных значений непосредственно перед очередной коммутацией мощных транзисторов. При этом максимальный ток нагрузки:
Iн max = (5.7)
Максимальный коллекторный ток открытого транзистора:
Iн max (ω2/ω1) (5.8)
Эффективный ток нагрузки:
Iн = (5.9)
где = Lн/Rн – постоянная времени нагрузки; - рабочая частота; Lн – индуктивность нагрузки.
Вначале каждого рабочего полупериода ток активно-индуктивной нагрузки продолжает сохранять своё первоначальное направление благодаря накопленной в ней энергии. Вновь открывшийся транзистор инвертора оказывается в инверсном режиме, поэтому параллельно каждому транзистору, предназначенному для питания индуктивной нагрузки, рекомендуется включить обратный диод (VD1 и VD2). Через эти диоды избыточная электромагнитная энергия из цепи нагрузки возвращается в источник питания в начале каждого рабочего полупериода.
Дата добавления: 2015-08-08; просмотров: 811;