У цій главі розглядаються найбільш поширені схеми інверторів та перетворювачів, які використовують в якості активних елементів потужні транзистори. Провідні компанії при розробці цих схем використовували свій багатий досвід і вклали значні матеріальні кошти. Використовуючи результати цих досліджень, можна уникнути безлічі дорогих експериментів і можливих помилок. І хоча реалізація більшості спеціальних схем напевно зажадає додаткових досліджень і модифікацій, найчастіше виявляється вигідніше почати з перевірених моделей. Ті ж, хто бажає розробляти нові схеми, можуть досягти успіху, якщо спочатку правильно оцінюють свої можливості.

У міру можливості наводяться параметри компонент для цих схем і систем. Безсумнівно, що для підвищення к.к.д., зменшення шумів, полегшення запуску і т.д. необхідна доведення цих пристроїв. Подібні експерименти неминуче приводять до ненавмисного руйнування дорогих компонент. Слідуючи простим прийомам, викладеним в цьому посібнику, ви можете скористатися результатами розробок, проведених раніше в компаніях-виробниках.

Простий інвертор, що працює на частоті 60 Гц

На рис. 4.1 зображений простий і недорогий інвертор, що працює на частоті 60 Гц. Однак він може надати нам кілька дуже корисних послуг. Працюючи від автомобільного акумулятора, він може забезпечити потужність до 50 ват. Цього достатньо для роботи таких приладів як радіоприймач, електробритва, люмінесцентна лампа, паяльник, 40ваттная лампа розжарювання, магнітофон або переносний електропрогравач. Цей инвертор зібраний на основі накального трансформатора і двох звичайних германієвих транзисторів. Оскільки це генератор з насичуючої сердечником, то спеціальних обмоток зворотного зв’язку не потрібно. Зворотній зв’язок здійснюється перехресними сполуками як в мультивібратора.

К.к.д. при повному навантаженні дорівнює приблизно 75%, а вихідна напруга близько 106 В. Фільтр усуває викиди вихідної напруги і робить його форму близькою до трапецієподібної, а не прямокутної, як на виході трансформатора. Це робить прилад більш відповідним для застосування разом з радіоприймачами, магнітофонами та іншими електронними приладами.

Рис. 4.1. Простий 60-Гц інвертор з перехресними зв’язками. Motorola Semiconductor Products, Inc.

В таких схемах к.к.д., частота, вихідна напруга і легкість запуску в значній мірі взаємопов’язані. Тому можуть виявитися корисними невеликі експерименти з підбором номіналів резисторів. Однак, судячи з усього, необхідно підлаштовувати тільки один з них, наприклад Я \. Ланцюги обох транзисторів повинні бути максимально збалансовані, інакше з’являються такі недоліки, як несиметрична форма сигналу, нерівні втрати в транзисторах та інші.

Надійний інвертор, що працює на частоті 60 Гц

У разі якщо вартість і час не є визначальними факторами при конструюванні 60-Гц інвертора, то схема, зображена на рис. 4.2 заслуговує особливої ​​уваги. Подібні 110-ватні джерела змінного напруги використовуються на автомобілях, кораблях і навіть літаках. Незважаючи на те, що конструкцію можна назвати кілька застарілої, вона перевірена часом і заслужила репутацію надійної і ефективної в роботі. На основі цього підходу можна створити більш потужні інвертори. Пристрої, іспрльзующіе відповідні транзистори і тепловідвід можуть мати на виході змінну напругу з частотою 60 Гц і потужністю до 0.5 кВт. Конструкція цього інвертора помітно краще, ніж розглянутого раніше простого інвертора, зображеного на рис. 4.1. Тим не менш, він також досить простий і займає другу позицію з точки зору витрат.

Рис. 4.2. 60-Гц інвертор з трансформатором з кременистої сталі та з електромагнітної зворотним зв’язком. DelcoElectronics.

У инвертор застосовано включення транзисторів із загальним колектором і з окремими обмотками зворотного зв’язку в трансформаторі. В більшості випадків це означає, що транзистори можуть встановлюватися як на окремих, так і на загальному радіаторі. Цей спосіб дозволяє уникнути використання слюдяних чи інших ізоляторів, що позитивно позначається на відведення тепла, особливо для потужних германієвих транзисторів. Мале падіння напруги між колектором і емітером, властиве германієвих транзисторам, збільшує к.к.д. і зменшує підйом температури. В даному инвертор використовується досить масивний трансформатор, що і слід очікувати при роботі на частоті 60 Гц. Сердечник складається з старомодних пластин трансформаторної сталі, однак, він цілком годиться для нашої мети. Усунення викидів напруги вихідного сигналу досягається завдяки застосуванню діодів CR1 і CR2 спільно з демпфирующей ланцюгом R5 і С1.

На рис. 4.3 зображені характеристики інвертора, які типові для однотрансформаторних інверторів з насичуючої сердечниками. Прямокутна форма вихідної напруги цілком прийнятна для більшості радіо і телеприймачів. Задовільно працюватимуть і деякі електродвигуни. Однак у ряду електродвигунів можуть виникнути проблеми через перегрів. Якщо необхідні великі стартові струми, то даний инвертор також не може змагатися з електромережею.

Рис. 4.3. Залежність к.к.д. і вихідної напруги інвертора, показаного на рис. 4.2, від потужності. DelcoElectronics.

Джерело: І.М.Готтліб Джерела живлення. Інвертори, конвертори, лінійні і імпульсні стабілізатори. Москва: Постмаркет, 2002. – 544 с.