Инверторы

Инвертирование - это процесс обратный выпрямлению. В преобразователях постоянного тока в переменный наибольшее применение получили схемы двухтактных инверторов (рис.44).

Рис.44. Двухтактный инвертор на транзисторах

В инвертор входят два одинаковых транзистора VT1 и VT2, включенных по схеме с общим эмиттером, что обеспечивает большое значение коэффициента усиления по мощности.

Принцип работы инвертора основан на периодическом прерывании постоянного тока в первичной обмотке трансформатора. Прерывание тока в частях первичных обмоток АО и ОБ осуществляется с помощью транзисторов VT1 и VТ2, работающих в ключевом режиме. При этом для обеспечения работы транзистора в режиме переключения он должен иметь большое сопротивление в положении “Выключено” и очень малое в положении “Включено”. Инвертор работает в режиме автогенератора, когда на базы транзисторов подается у сигнал с базовых обмоток аО₁, бО₂.. Для обеспечения запуска инвертора применяют цепь R1С1. На резисторе R1 создается падение напряжения 0,5 - 1 В, которое минусом прикладывается к базам транзисторов, способствуя их отпиранию. При включении источника постоянного тока напряжением U_вх по базовым цепям транзисторов VT1 и VT2 потекут токи I_б1 и I_б2, вызывающие отрицательное смещение на базах транзисторов, они откроются и по коллекторным цепям потекут токи I_k1 и I_k2. Из - за разброса параметров транзисторов токи I_k1 и I_k2 не равны. Предположим, что ток I_k1>I_k2, тогда возникает неравенство намагничивающих сил I_{k1 .} Результирующая намагничивающая сила F_р= I_k1 создает в сердечнике трансформатора Т магнитный поток Ф, который изменяется и индуцирует э.д.с. в обмотках трансформатора. Обмотки обратной связи О₁а и бО₂ включены так, что на базе одного транзистора - отрицательное смещение, а на базе другого - положительное.

При указанной на рис.44 полярности напряжения на обмотках трансформатора на базе транзистора VT1 появляется отрицательное смещение - он открывается, а на базе VT2 - положительное - он запирается. При этом ток I_k1 увеличивается, а ток I_k2 уменьшается, что приводит к увеличению потока Ф. В результате транзистор VT1 переходит в режим насыщения, а транзистор VT2 - в состояние отсечки и запирается. Э.д.с. в обмотке обратной связи О₁а становится равной нулю: е = w_ос1 = 0, что вызывает уменьшение тока I_k1 уменьшаются намагничивающая сила и поток Ф. В обмотках трансформатора индуцируется э.д.с. противоположного знака. Вследствие этого транзистор VT2 отпирается и переходит в режим насыщения, а транзистор VT1 запирается и переходит в режим отсечки. В дальнейшем процессы в инверторе повторяются.

Типовая схема электропитания элементов и устройств автоматики

Блок электропитания постоянного тока, функциональная блок-схема которого приведена на рис.45, а, включает в себя согласующий трансформатор Тр, питающий диодное или тиристорное выпрямительное устройство В с фильтрующим устройством Ф на выходе, которое сглаживает пульсации выпрямленного напряжения. При необходимости после сглаживающего фильтра устанавливается стабилизатор СТ, обеспечивающий с определенной точностью поддержание на нагрузке R_н стабильного по величине постоянного напряжения. В зависимости от условий работы и требований к блоку электропитания в нем могут отсутствовать отдельные узлы, например трансформатор или стабилизатор.

Рис.45. Блок электропитания постоянного тока

Кривая напряжения на выходе выпрямителей (рис.45) имеет ярко выраженный пульсирующий характер. Однако в некоторых случаях электропитания устройств автоматики пульсации напряжения (или тока) должны быть сглажены до требуемых пределов. Для этого применяют специальные устройства – фильтры.