генератора подаются на базы транзисторов. Возможность появления сквозного аварийного тока от источника питания постоянного тока предупреждается тем, что не допускается возможность одновременного питания обоих транзисторов. Предполагается, что транзистор отпирается в тот же самый момент когда другой транзистор запирается. Здесь нет необходимости в элементах, осуществляющих коммутацию, так как ток прекращается в Г/ и передается в Т2 только благодаря управляющим сигналам на их базах. Эта схема работает так же, как инвертор с механическим вибратором, и дает в нагрузку ток с прямоугольной формой кривой. Кривые некоторых напряжений и токов в схеме показаны на рис. 1-6,6.

Рис. 1-6. Инвертор с транзисторами, работающими в ключевом режиме.

а - схема; б - формы кривых.

Индуктивная нагрузка

Так как в большинстве практических случаев нагрузка содержит индуктивность, то целесообразно исследовать работу инвертора на индуктивную нагрузку. При этом тут же возникает ряд вопросов. Так как ток в индуктивности не может мгновенно изменить свое направление, то необходимо иметь какую-либо ветвь для тока нагрузки на время интервала переключения транзисторов. На рис. 1-7,а показана схема, в которой для предупреждения появления перенапряжений на транзисторах во время их переключения индуктивная нагрузка зашунтирована активным сопротивлением. На рис. 1-7,6 показаны кривые для установившегося режима работы схемы. Последовательное включение резистора не обес-18

печивает отсутствия перенапряжений на транзисторах. Параллельное включение резистора -это одно из реше НИИ задачи, но, как будет показано, это решение не практично для мощных инверторов.

При минимально возможном значении сопротивления получаются кривые, форма которых соответствует рис. 1-7,6. В этом случае в конце каждого иолупериода ток в индуктивности как раз равен току в резисторе. Этот индуктивный ток может быть равным или меньшим последнего, тогда формы кривых будут отклоняться от форм кривых на рис. 1-7,6. Средний за полпериода ток в резисторе равен:

Средний за половину периода ток в индуктивности нагрузки определяется следующим образом:

<-i,n

dt;

Mn =

Iu =

Ei N,

L, N..

И для показанной формы кривой Ei N, Т

Следовательно,

Ег Nj,

R Np

Ei Ns

R N

Ns N

2Ei Ns 8fL, N

= 21

(1-3) (1-4) (1-5)

(1-6) (1-7)

(1-8)

Таким образом, показано, что рассматривается не очень практичное устройство, так как, чтобы получить кривые, подобные приведенным на рис. 1-7,6, требуется иметь в сопротивлении ток, равный удвоенному току в индуктивной нагрузке.

На рис. 1-7,0 показаны кривые, которые будут иметь место в установившемся режиме, если значение сопротивления удвоено по сравнению с рассмотренным выше 2* 19

со >. О.

ш

&

а> «о

3 я S S о. g

к а.

случаем, соответствующим рис. 1-7,6. Важнейшим отлй* чием в этом случае является то, что в конце каждого полупернода индуктивный ток должен на мгновение

иг,

1 г; Дl Дi

"7

Рис. 1-8. Транзисторный инвертор с обратными диодами.

проходить через резистор, после того как транзистор отключен. В первый момент после переключения iu должен сохранять свое значение. Так как в совершенном трансформаторе первичная и вторичная н. с.

должны быть равны между собой, и так как транзисторы принимаются запертыми в обратном направлении, то индуктивный ток должен пройти через резистор R, создавая напряжение на первичной обмотке трансформатора. В течение этого интервала времени постоянного тока в цепи нет. Индуктивный ток снижается экспоненциально с постоянной времени, равной L/R, до тех пор, пока напряжение на R не достигнет значения Ea{NJNp). Когда наступает этот момент, схема начинает работать, как показано на рис. 1-7,а.

Хотя мощность, выделяющаяся в резисторе, уменьшается, максимальное напряжение на транзисторах увеличивается, так что для этой схемы требуются транзисторы с повышенным номинальным напряжением.

Схема с обратными диодами

На рис. 1-8,а показан более приемлемый метод работы на индуктивную нагрузку. Здесь также обеспечивается путь ДЛЯ индуктивного тока прн его наибольшем значении в момент, когда транзистор запирается. Формы кривых токов и напряжений показаны на рис. 1-8,6. Интересно отметить, что средний ток через батарею равен нулю, чего и следовало ожидать, так как при чисто индуктивной нагрузке не должна расходоваться мощность. В этой схеме напряжения на транзисторах не отличаются от тех, которые возникают в схеме рис. 1-6.

♦ ♦ ♦

ГЛАВА ВТОРАЯ

ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ ИНВЕРТОРЫ

Инвертор с параллельным подключением коммутирующего конденсатора является одним из наиболее известных типов инверторов, в схемах которых требуются дополнительные элементы для осуществления процесса коммутации.

В настоящей главе анализируются режимы работы основной схемы однофазного параллельного инвертора. Точный математический анализ этой схемы чрезвычайно сложен. Однако приближенный анализ, базирующийся на общих принципах работы инвертора, дает результаты, весьма близкие к фактическим в большинстве практически выполненных схем.

Исследовать влияние на режим работы основной схемы параллельного инвертора изменений наиболее важных ее параметров позволяет аналоговое вычислительное устройство, моделирующее ее работу. В этой главе излагаются и рассматриваются формы кривых токов и напряжений для модели при широком диапазоне изменения параметров схемы.

Для надежной работы при индуктивных нагрузках параллельный инвертор требует включения в схему довольно большой коммутирующей емкости. Следует учитывать, что выходное напряжение схемы изменяется существенно в зависимости от полного сопротивления нагрузки. Основная схема параллельного инвертора может быть дополнена обратной связью по напряжению на нагрузке и соответствующими дополнительными цепями, обеспечивающими надежную работу в широком диапазоне изменения индуктивной нагрузки.