Vladimir V. Leonidov Personal Blog

Инверторы – устройства, преобразовывающие постоянный ток в переменный. Правда, иногда этот термин используется в более широком смысле и также охватывает понятие “конверторы” – устройства, “трансформирующие” постоянное напряжение. Например, для преобразования постоянных 12В в 19В.

В этой статье пойдёт речь об одном из типов инверторов – инвертор с насыщающимся трансформатором.
Основная схема такого инвертора на биполярных транзисторах представлена ниже:

В этой схеме транзисторы подключены по схеме с общим эмиттером. Другие варианты включения также возможны. Здесь есть один недостаток – эта схема без смовозбуждения. Она работать не будет При отсутствии большого обратного тока ни один из транзисторов не будет открыт. Поэтому для работы схемы необходимо задать смещение хотя бы на один из транзисторов, а лучше сразу на два. Прежде чем модифицировать схему, давайте всё-таки разберёмся, как она работает.

Т.к. мы имеем дело с насыщающимся трансформатором, его магнитопровод должен иметь прямоугольную петлю гистерезиса. Допустим, транзистор VT1 открыт, тогда питающее напряжение приложено к верхней половине первичной обмотки, а ток увеличивается по линейному закону, т.к. магнитный поток в магнитопроводе трансформатора увеличивается от соответствующего насыщению отрицательного значения -Ф до +Ф. Линейно возрастающий магнитный поток индуцирует напряжение в базовых обмотках, в результате чего появляется постоянный ток в базе транзистора VT1, а транзистор VT2 подаётся обратное смещение. Он закрыт.
Когда трансформатор приближается к состоянию насыщения, скорость увеличения магнитного потока снижается, напряжение на базовой обмотке транзистора VT1 уменьшается => уменьшается и ток в базе VT1. Аналогично уменьшается обратное смещение транзистора VT2. Как только произойдёт насыщение магнитопровода, ток коллектора резко возрастёт, выводя его из состояния насыщения, транзистор VT1 закроется, после чего сразу откроется транзистор VT2.

Ниже представлены графики, показывающие зависимость вышеописанных величин от времени:

Как уже было сказано, эта схема несовершенна. Ниже представлен вариант схемы, полученный в результате двух дней экспериментов с макетной платой:

Для того, чтобы избавиться от насыщения биполярных транзисторов, они были заменены на полевые. В результате мы “улучшаем форму” импульсов, избавимся от лишних потерь мощности на выходе. Резисторы R1 и R2 отвечают за самовозбуждение: они задают смещение на транзисторы VT1 и VT2. Конденсатор C1 – для стабилизации входного питания, С2 убирает пульсации в обмотках затворов.

И напоследок, я, пожалуй, приложу фото своей убитой многострадальной макетки: