Главная Автономный инвертор - преобразователь постоянного тока в переменный



казаны пунктиром). Способ включения рабочих обмо-] определяет характеристики и свойства схемы генерата [Л. 17], Практический интерес может представлять сх€ с диодами в цепи рабочих обмоток.

Достоинством рассматриваемого автогенератора сравнению с генератором Ройера является более ши! кий диапазон регулирования частоты при постоянн! параметрах выходного сигнала, недостатком ~ суще! венное усложнение схемы, а также то, что линейно/ характеристики управления выдерживается в отранич ном диапазоне частот. Ввиду этого применение в схел управления инверторами ограниченное.

и, КОНДЕНСАТОРНЫЕ ЗАДАЮЩИЕ ГЕНЕРАТОРЫ

а) Генератор с переключающим конденсатором

Схема генератора с переключающим конденсатор [Л. 18] приведена на рнс. 22, Накопителем в даи схеме является конденсатор С. а трансформатор Тр

полияет функции обес

OS


ini

[i", чения положительной .щ1 ратной связи и транс мацнн генерируемого ременного иапряжея За счет поочереди включения транзистор! ключей flTi п ПТ% в, мотках трансформат формируется перемей напряжение прямоуг ной формы. Положит ная обратная связь спечивается напряжен обмотки Шз. Накопит ный Конденсатор С, включенный последовательно с об кой w?„ заряжается базовым током открытого транзист Диодные ключп Дз, д4 с последовательно зключенн! обмотками 0)4, обеспечивают протекание базо тока в каждый полупериод по цепи накопительного денсатора. В базовом контуре обоих транзисторов с пинаются постоянное по величине в течение полупер напряжение обмотки Шз (назовем его опорным и изменяющееся напряжение Uc конденсатора. В мент равенства этих противоположных по знаку на

Рис. 22, Принципиальная схема генератора с переключающим конденсатором.

А происходят коммутация тока в базовых перехо *®""ранзисторов и переключение схемы.

Рассмотрим более подробно процессы в генераторе переключающим конденсатором. Пусть в некоторый момент времени открыт транзистор ПТи и напряжение нсточнйка Е прикладывается к обмотке трансформатора. Напряжение на накопительном конденсаторе равно нулю. В остальных обмотках трансформатора индуктируются э. д. с, с плюсом на началах, обозначенных точками. Переход эмиттер - база транзистора ПТч закрыт напряжением обмотки Шз. Диод Дз закрыт, а Д,, открыт напряжением обмоток т% w. Базовый ток /б открытого транзистора ПТу протекает по контуру: ->-переход эмиттер - база транзистора Ti-w->- С-а)Г)-Д-*4б-Др->~Е и заряжает конденсатор напряжением указанной на схеме полярности. Принимая допущение, что сглаживающий дроссель Др имеет бесконечно большую индуктивность, считаем, что величина базового тока постоянна в течение полупериода и не зависит от величины напряжеиия иа конденсаторе:

/б-= {E+Um+U,j,b)IRi5 = const (8)

Напряжение на конденсаторе, заряжающемся постоянным током, изменяется по линейному закону. К переходу эмиттер -база транзистора ПТг через открытый переход эмиттер- база транзистора ПТу прикладывается обратное напряжение f/on-t/c В момент, когда напряжение иа конденсаторе достигает величины опорного напряжения, т. е. Uon~Uc< = (k базовые переходы обоих транзисторов оказываются одинаково смещенными. Вазовый ток первого транзистора уменьшается, он переходит в активную область и лавинообразно закрывается. Одновременно с этим начинает протекать базовый ток второго транзистора, открывая его. Напряжение в обмотках изменяет знак на противоположный. Теперь к переходу эмиттер-- база Я?, прикладывается обратное напряжение t/on+t/c, диод Д, закрыт,-а--Дз открыт, оазовый ток транзистора Я/а протекает по контуру: 2± Г* переход эмиттер база 7з-С-ач->ач-

перезаряжается. При достижении

ЯП -оп происходит закрывание транзистора

в теч?7Р"™« и г далее. Таким образом, «ечение полупериода (Г/2) выходного напряжеиия



генератора накопительный конденсатор перезаряжается базовым током h от величины -Lon до +Von, т. на 2i7on:

с=(/б/С)(772)=2оп,

отсюда

/=1/Т=/б/(4опС). (9

Частота выходного напряжения генератора прям? пропорциональна величине базового тока, который мо жет изменяться с помощью регулируемого резистора /?б и обратно пропорциональна величине емкости коммутИ! рующего конденсатора. Из выражений (8) и (9) очЦ видно, что частота генератора не зависит от величииьа питающего напряжения, поэтому для достижения ста/ бильности частоты не требуется стабилизатор напря жения.

Обмотки Ш4, Wb служат для дополнительного смеще ния диодов Дз, Д4, что обеспечивает коммутацию то»

сначала в базовых п€ реходах транзисторов а уже после перекл* чения схемы в указа!


Рис. 23. Форма напряжений иа элементах генератора с переключающим конденсатором.

Рис. 24. Узел управле генератором с переключа щим конденсатором.

НЫХ диодах. При f/on~tc = 0, что соответству моменту коммутации тока в переходах эмиттер? база, к закрытому диоду еще прикладывае1 обратное напряжение Uw+Uwb- Эпюры напряжег на элементах схемы приведены на рис. 23. Д получения широкого диапазона регулирования выход}-частоты генератора к схеме рис. 22 подключается уз 46


Рис. 25. Характеристика генератора с переключающим конденсатором.

{.•правления, состоящий из четырех диодных ключей п--Дв с последовательно включенными обмотками 9 трансформатора Тр (рис. 24). Диодные ключи, оаботаюшие аналогично ключам Дз, Дк, образуют мост, одну из диагоналей которого включен источник постоянного тока управления /у, а в другую - обмотка ws л накопительный конденсатор С. Ток управления в каж-яый полупериод протекает согласно с базовымтоком открытого транзистора через конденсатор (/с = /б-Ь/у), и скорость заряда конденсатора определяется этим суммарным током. Подставляя в выражение (9) вместо /б сумму jg+Iy, получаем выражение для частоты:

/=(/о + /у)/(4[/опС). (10)

Частота /о=/б/(47опС) постоянна по величине и является минимальной частотой схемы, /-fo при /у=0.

Характеристика управления генератора при регулировании /у имеет вид, показанный на рис. 25, и определяется уравнением

/ = /о + /у,

где k=l/{4UoC) - коэффициент пропорциопальиости.

Постоянство тока управления в течение полупериода независимо от величины напряжения на ко.ммутирующем . конденсаторе может быть достигнуто либо включением сглаживающего дросселя, как Ъ базовой цепи нарис. 22, либо включением транзистора по схеме с общей базой.

Схема генератора с узлом управления, показанным на рис. 24, обеспечивает широкий диапазон регулирования частоты (до 1 : 50). Отношение максимальной частоты к минимальной определяется выражением

/макс мин= 1+/у.макс б. (М)

Применяемая на практике схема генератора с пере-ночающим конденсатором может быть несколько упрочена в сравнении с описанной выше. За счет выбора ® меньше напряжения источника питания ДРоссрл можно исключить сглаживающий

денсчтоп й " " напряжение на накопительном кон-йеиному изменяться по закону, близкому .к ли-У. и среднее (в течение полупериода) значение



базойото toKa будет близко к значепню, получаемс в формуле {8). Для расчета начальной частоты/(i /у=0) с большой точностью можно использовать ш1 жение (9).

Используя в схеме тенератора германиевые Tpait сторы и кремниевые диоды, можно исключить обмо< Ш4-wg трансформатора. Падение напряжения напере! дах эммитер-база германиевых транзисторов Д17т в сколько раз меньше падения напряжения на кремнйев диодах At/д. За счет этого в момент переключения мы коммутация тока в первую очередь будет проис дить всегда в базовых переходах транзисторов; разщ напряжений Д(7д-AUt будет выполнять функции ис чеиных обмоток.

Генератор с переключающим Конденсатором выго отличается от вышеописанных отсутствием насыщаь ся трансформаторных элементов, более глубоким диа зоиом регулирования частоты при более высокой бильности и линейности характеристики управлея Применяется он в системах управления относите# высокочастотными инверторами (100-400 Гц).

б) Задающий генератор на основе генератора nti образного напряжения

На рис. 26 приведена функциональная схема одн из вариантов задающего генератора на основе генеря

Рис. 26. Функциона.аьиая схема ЗГ на основе генератора пи разного иапряжеиия.

ра пилообразного напряжения. В его состав !вх следующие основные узлы: СГ ~ стабилизатор ЭТ - источник эталонного напряжения, РК - разряЯ ключ, Я/С -интегрирующий конденсатор (накопит f -/- нуль-индикатор, ЯУ -промежуточный усилив

лч/спусковое устройство. Ма рнс. 27 приведены диа-йммы процессов в узлах генератора, поясняющие

иниип его работы.

Предположим, что до момента времени г=0 разряд-1Й (КЛЮЧ РК был замкиут, в результате чего интегри-уюШ.П1 конденсатор разрядился. В момент времени

fi=0 размыкается и ИК начинает заряжаться

ВихоЗ ЗГ(СУ)

0 t)

6)

Рис. 27. Процессы в ЗГ иа основе ГПН,

постоянным током, определяемым управляющим напряжением IJtix. Постоянство зарядного тока в процессе заряда ИК обеспечивается cVaбилизaтopoм тока СТ. Напряжение мс заряжающегося ЯЛ сравнивается с эталонным напряжением (/эт в узле сравнения нуль-индикатара НИ. В момент равенства указанных напряжений НИ выдает сигнал (рис. 27,а-г), «оторый, буду- чи усиленным при пбмогци ПУ, запускает CV, вырабатывающее импульс постоянной длительности т. Импульс СУ открывает разрядный ключ РК. который шунтирует ИК. о результате этого конденсатор быстро разряжается и подготавливается к новому циклу.

Выходной импульс СУ обычно используется как выходной импульс ЗГ. Период повторения импульсов равен Умме времени U заряда интегрирующего конденсатора J нуля до Cat и времени т импульса СУ. Следователь-частота ЗГ равна:

1Щк+х). (12)



0 1 2 3 4 5 6 [7] 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17


0.0111