Инверторы с самовозбуждением

Инверторы с вых напряж-ем прямоугольной формы исп-ся как в составе источников питания, так и непосредственно для питания некот-х потребителей.В основе всех имп-х инвер-ов заложен принцип впервые реализованный Ройером. Схема генератора Ройера показана на рис 67,а электромагнитные процессы на 44. Принцип действия основан на ипольз-ии трансф-ра, магнитный материал к-го имеет прямоугольную форму петли гистерезиса(пермаллой). Ключи Т1 и Т2 переключ-ся без внешнего управления.Схема работает. Пусть открыт Т1,его ток коллектора I_K1 возрас-ет и намагнич-ет сердечник.Сердечник насыщен и i_к1больше возрастать не может, поэтому эдс .

В замкнутом контуре Т1,W_k1, приложенное напр-е U_П теперь не уровновеш-ся эдс e_W1, состояние не устойчивое, поэтому i_к1 начинает уменьшаться. Производная D_ik1/dt меняет знак, следоват-но меняет знак эдс на всех обмотках трансф-ра, поэтому на базу Т1 подаются запирающий положительный потенциал «+» и транз-р закрывается, а на базу Т2 подается «-» и он открывается. Процесс переключения происходит лавинообразно, но если транз-ры не достаточно высокочастотны и носители в p-n переходах рассасываются медленно, может возникнуть короткозамкнутая цепь Т_1,W_k1, W_k2, Т₂ и тогда в вых напряж-ии инвер-ра возникают выбросы, что явл недостатком генератора Ройера. Кроме того частота коммут-ции ключей зависит от U_П и м.б нестабильной. Прямоугольность вых импульса U_Н опред-ся качеством материала сердечника. При недостат-но прямоугольной петле гестерезиса импульсы могут стать трапециидальными, возрастут потери на переключение, снизится кпд. Единств-ое достоин-во схемы- простота использ-я.В случае необход-ти регулиров-я U_Нвыход схемы управления представляет собой обмотку, намотанную на том же сердечнике. Поскольку в процессе работы сердечник периодически входит в насыщение,потери в нем отнсит-но велики.В целом генераторы Ройера использ-ют при мощ-ях не более 10 Вт.

40

Инверторы с независимым возбуждением

Такие инвер-ры имеют ключи управления, к-ые осущ-ся от ШИМ-контроллера.Если инвертор 2х-тактный,то минимум необходимых эл-тов схемы управ-я показано на рис 68. Частота коммут-ии ключей силового модуля задается генератором пилообразного напяж-я G и остается стабильной. Пилообразный сиг-л генер-раU_П изображен на рис б.Но он м.б и другой формы U_П, треугольной, правосторонней и тд. Входом схемы управ-я явл-ся управляющийся сигнал U_у. Он подается на инверсный вх компаратора D2. С помощью компаратора сравниваются 2 сиг-ла U_П и U_у. В момент их равенства формируется передний фронт U_ш – широтно-модулированного имп-са.С помощью тригирра D1 и логических элем-ов D3,D4 импульс U_ш с выхода компаратора распред-ся по 2м каналам в виде UT₁,UT₂. Затем эти имп-сы усиливаются по мощ-ти с помощью усилителей УМ₁, УМ₂, т.о, чтобы управ-ть ключами силового модуля инвер-ра. Из диаграмм видим,что при увеличении уровня управл-щего сигнала до величины U_y2 ширина имп-са U_ш уменьшается,это приводит к снижению действующ-го значения переменного вых напряж-я U2, т.е с помощью управл-его сиг-ла U_y можно регулировать вых-е напр-е инвер-ра. Причём процесс регулир-я осущ-ся независимо от процессов в силовом канале маломощными элем-ми схемы управления.

43

Формирование ступенчатого напряжения с ШИМ

На рис 73 б показан понижающий ИСН,у к-го энергия в нагрузку поступает порциями только на инт-ле открытого состояния ключа. Кол-во энергии,поступающей в нагр-ку за ед времени опред-ся соотнош-ем м.у временем открытого и закрытого состояния ключа. При измен-ии этого соотнош-я по зак-ну вх-го сиг-ла U_вх синусоид-но,приблиз-но по такому з-ну будет изменяться и ср знач-е напряж-я на нагрузке. На рис 73а.показаны управляющие имп-сы и форма тока нагрузки, т.е тока ч.з дроссель, к-ая близка к синусоид-ой. Чем выше частота коммут-ии, тем меньше коэф-т нелин-ых искаж-ий. Этот способ формир-я квазисинусоиды не связан с энергетическими потерями и усложнением схемы силовой части инвер-ра. Качество вых непр-я опред-ся св-ми управл-его модул-ра М.

41