2.6 Інвертор

Призначений для перетворення постійної напруги в змінну заданої частоти. Основою інвертора є генератор імпульсів малої потужності і перемикальні елементи у вигляді біполярних або польових транзисторів. Імпульси, що виробляє генератор по черзі прикладаються до керуючих електродів транзисторів (бази в біполярних або затвору в польових), відкриваючи або закриваючи їх із заданою частотою. До двох інших електродів (емітер – колектор або стік – витік) підмикається вихідний каскад. Таким чином забезпечується проходження змінного струму високої частоти через лампу.

Для ЕПРА використовуються два види генераторів : автоколивальні двотактні схеми з наситним перемикальним трансформатором і автоколивальні мультивібратори на логічних елементах.

Трансформаторні інвертори виконуються, як правило, на дискретних елементах, мультивібраторні – на інтегральних мікросхемах. Транзистори можуть розміщуватися як окремі елементи, або входити до складу мікросхеми.

Найчастіше для керування вихідним каскадом використовуються

півмостові (два транзистори) одно- та двополярні схеми. Мостові схеми мають мають 4 транзистори, що зменшує надійність схеми із-за розкиду параметрів транзисторів, менший ККД, більшу вартість і використовуються тільки для потужних ламп в.т. типу ДРЛ і ДНАТ.

а) б)

Рис. 14

а) – двополярна схема

б) – однополярна схема

Транзистори створюють в точці А двох - або однополярні імпульси прямокутної форми.

Двополярні імпульси Однополярні імпульси

Рис.15 Рис. 16

2.7 Автогенератор з наситним трансформатором

Рис. 17

На рисунку 17 зображена схема інвертора на основі двотактного автогенератора з наситним трансформатором, який виконаний за півмістовою схемою.

Силовий каскад утворюють два транзистори VT1 та VT2 , трансформатор TV, елементи зміщення R1 та R2. Первинна обвитка трансформатора L1 включена послідовно з баластним дроселем LL, вторинні обвитки L1.1 та L1.2 включені до базових кіл транзисторів.

Через опори R1 та R2 на базу транзистора VT2 подається напруга зміщення, яка починає відкривати транзистор. Струм заряда конденсатора С_р проходить через лампу, дросель LL, первинну обвитку L1 трансформатора TV, транзистор VT2. У вторинних обвитках L1.1 та L1.2 наводиться ЕРС, яка прикладається до баз транзисторів. Полярність ЕРС у базових обвитках, яка визначається направленням їх намотування, протилежна. ЕРС обвитки L1.2 повністю відкриває транзистор VT2. Струм через транзистор VT2 і магнітний потік в осередді трансформатора зростають. (Транзистор VT1 з допомогою обвитки L1.1 повністю закритий.) Процес продовжується до насичення осереддя трансформатора, після чого зростання магнитного потоку припиняється, наведена в обвитках ЕРС зменшується до нуля, струм починає зменшуватися, що веде до зміни полярністі ЕРС всіх обвиток на протилежну . Тепер ЕРС обвитки L1.1 відкриває транзистор VT1, а ЕРС обвитки L1.2 закриває транзистор VT2. Тепер струм розряда конденсатора С_р проходить через транзистор VT1, обвитку L1, дросель LL і лампу. Цикл повторюється.

Таким чином на лампу подається напруга у вигляді однополярних прямокутних імпульсів, яки через розділовий конденсатор С_Р перетворюються у двополярні імпульси на, що забезпечує проходження змінного струму через лампу.^*

Конденсатор С виключає шунтуючий вплив по постійному струму обвитки L1.2 в момент запуску схеми. Після запуску схеми, коли з’являється змінний струм, конденсатор не впливає на роботу транзистора VT2 тому що по змінному струму він має малий опір.

R3 та R4 – навантажні опори баз транзисторів.

Частота генератора визначається виразом:

ƒ_г = ,

де U_п – напруга живлення генератора, В

U_ке.нас -напруга насичення транзистора, В

B_s – індукція насичення матеріалу осереддя трансформатора, Тл

W_t – кількість витків первинної обвитки трансформатора

S_c - переріз магнітопроводу, см²,

К_с - коефіцієнт заповнення осереддя (0,8 – 1,0)

--------------------------------------------------------------------------------------------

^*Примітка: розділовий конденсатор С_Р разом з активним опором лампи R_л утворює диференційоване RC коло, яке виконує дві функції:

- фільтрує постійну складову струму через лампу;

- перетворює прямокутну однополярну вхідну напругу на змінну напругу на лампі: