Инвертор

 

ИНВЕРТОР, содержащий транзисторный мост, одна диагональ которого подключена к выходным выводам, Д другая зашунтирована емкостным . делителем и подключена к входным выводам , узел управления, выходы которого подключены к входам первого и второго форкшрователей импульсов, выходные выводы которых подключены к управляющим входам транзисторов инвертора, два информационных трансформатора , первичные обмотки которых соединены последрват.ельно и подклю чены к выходным выводам инвертора, а общая точка этих обмоток соединена со средней точкой емкостного делителя; , вторичные обмотки информационных трансформаторов через датчики состояния транзисторов подключены к вторым входам формирователей импульсов , о тли ч а ю щ и и с я i тем, что, с целью расширения диапазона регулирования и снижения массо (Л габаритных показателей, выходы узла управления подключенык управляющим входам транзисторов, выходные обмотки nef)Boro формирователя импульсов через дополнительные выпрямители соег динены с переходами база-эмиттери база-коллектор транзисторов первой стойки моста, а выходные обмотки второго формирователя импульсов через дополнительные выпрямители.соеел динены с переходами база-эмиттер и база-коллектор.транзисторов второй 4 стойки моста.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

g(59 Н 02 М 7 537

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ABTOPCHOINf СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< Я1

3Р

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

-(21) 3344531/24-07 (22) 13. 10..8 1 (46) 30. 04. 83. Бюл. У 16 (72) .В.И. Авдзейко и С.N. Гавриленко (71) Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики при Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (53) 621.314.57(088.8) (56) 1..Андреев В.И. и др. К вопросу уменьшения .динамических потерь в транзисторных инверторах.-Сб. "Современиые задачи преобразовательной техники". Т 5. Киев, 1975, с.375-381 рйс. 1-2.

2. Драбович IO.И. и др. Исследова.ние:методов уменьшенйя динамических потерь силовых транзисторных инверторов иа частоту до нескольких мегагерц.-Сб "Современные задачи преобразовательной техники". T.4.

Киев „1975, с; 315- 325, рис. 4.

3. Авторское свидетельство СССР

9 594567, кл. Н 02 М 7/537, 1976в (54)(57) ИНВЕРТОР, содержащий транзисторный мост, одна диагональ которого подключена.к выходным выводам, а другая зашунтирована емкостным делителем и подключена к входным вы„.SU„„15476 A водам, узел управления, выходы которого подключены к входам первого и второго форьырователей импульсов, выходные выводы которых подключены к управляющим входам транзисторов инвертора, два информационных трансформатора-, первичные обмотки которых соединены последовательно и подключены к выходным выводам инвертора, а общая точка этих обмоток соединена со средней точкой емкостного делителя, вторичные обмотки информационных трансформаторов через датчики состояния транзисторов подключены к вторым входам формирователей импульсов, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазо-,@

Ф. на регулирования и снижения массогабаритных показателей, выходы узла управления подключены. к управляющим входам транзисторов, выходные оамот- С ки первого формирователя импульсов через дополнительные выпрямители сое- Я динены с переходами база-эмиттер-и база-коллектор транзисторов первой стойки моста, а выходные обмотки второго формирователя импульсов через дополнительные выпрямители соединены с переходами база-эмиттер и база-коллектор транзисторов второй стойки моста.

1015476

it5

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть. использовано во вторичных источниках питания, выполненных на высоковолът;ных транзисторах.

Известен мостоваЯ иивертор, содержащий задающий генератор, Форми--. рователь импульсов управления и си-

:ловые .транзисторы усилителя мощности 1).

Недостатками устройства являются пдохие массогабаритные показатели .и небольшой диапазон реГулирования.

Известен также инвертор, содержащий транзисторный мост, задающий генератор а трансформаторным выходом одни обмотки котарога подключены к переходу база-эмиттер, а другиек переходу коллектор-база каждого транзистора (2 ).

Отсутствие режима форсированного запирания перехода эмйттер-база в этом устройстве приводит к большой . длительности процесса запираиия и следовательно к необходимости снижения рабочей частоты инвертора. Формирование импульсов управления. тран-. зисторов стайки моста от одного ис.точника приводит к появлению сквоэ- ных.токов, значительно снижающих

КГЩ устройства и надежность;его, Наиболее близким к предлагаемоМу, является инвертор, содержащий тран. зисторный мост, одна диагональ которого подключена к выходным выводам, а другая зашунтирована.емкостным делителем и подключена к входным выводам, узел управления, .выходы. которого подключены к,входам двух основных формирователей импульсов, выходные вывады которых подключены к управляющим входам транзисторов инвертара, два информационных трайсформатора, первичные обмотки которых саединЕны последовательно и .подключены к выходным выводам инвертора, а общая точка этих обмоток .соединена са средней точкой емкостнага делителя, вторичные обмотки информационных трансформаторов через .датчик состояния транзисторов под.ключены к вторым входам Формирова-, телей импульсов ГЗ). 1 . Недостатками известного иивертара являются плохие маасогабаритные по казатели и малый диапазон регулироsàèèÿ, вследствие которых отсутству. ет режим форсированного эапирания транзисторов.. Большое время рассасывания носителей из области базы при водит к снижению рабочей частоты инвертара при изменяющейся .нагрузке, т.е. к увеличению массы и габаритов инвертара. Так как на время рассасыВания носителей из области базы тран зистор является неуправляемьв, то, следовательно, при регулировании длительность этого процесса будет влиять на диапазон регулирования, Кроме этого, отсутствие форсированного запирания увеличивает зависимость .формы выходного напряжения от разброса транзисторов. Эта объясняется тем, что при различном времени выключения. транзисторов в диагоналях моста в. выходном напряжении

4появляется .нулевая пауза, длитель10 ность которой влияет и на диапазон регулирования и на МГП инвертара и изменяется при изменении нагрузки. цель изобретения - расширение диапазона регулирования и снижениемассагабарнтных показателей.

Поставленная цель достигается .тем, что в инверторе,. содержащем транзисторный, мост, одна диагональ

20 которого подключена к выходным выводам, а другая .эашунтирована еьж костным делителем и падмлючена к входным выводам, узел управления, выходы катар<и а подключены к входам первого и. второго.Формирователей импульсов, вйкоодныые вывадм которых подключены к.управляющим входам транзисторов инвертара,:два иифармационных трансформатора, первичные обмотки которйх соединены последаваЗ0 тельно и подключены к выходным вывадам ннвертара, а общая точка этих обмоток соединена са средней точкой емкастного делителя, вторичные обмотки информационных траисфарматоЗ5 рав.через датчики состояния транзисторов подключены к вторым входам. формирователей, импульсов, выходы .уэла управления подключены fc управляющим вход@и .транзисторов, выходные обмотки- укаэанного первого формиравателя:импульсов через дополни тельные.выйрямители соединены с переходами база-эмиттер н.база-коллектор транзисторов первой стайки

45 моста, а выходные обмотки указанно-. го второго формирователя импульсов. через выпрямители соединены с переходами база-эмнттер и база-коллектор транзисторов второй стайки моста.

На Фиг.. 1 представлена прииципиаяьная схема предлагаемого инвертора на фиг; 2 - временные диаграмма иацряжений на элементах инвертара»

Кнвертор содержит транзисторы

1-4 с выходным трансформатором 5, информационные трансформаторы б и 7, датчики 8 и 9..состояния транзисторов . Формирователи 10 и 11 импульсов, с трансформаторами 12 и 13. Транс-

60 фс рматор 12 имеет- выходные обмотки

14-17, а транСфарматор 13 — выходные обмотки 18-21., все выходные обмотки формирователей импульсов соединены через выпрямители 22-29 с переходау ми база-коллектор и база-эмиттер

1015476

3 транзисторов 1-4. Узел ЗО управления выполнен также .с трансформатором, вторичные обмотки которого подключены к управляющим переходам транзисторов.На Фиг, ? представлены временные диаграмм. 31 напряжения на выходе узла: 30 управления, напряжения 32 на информационном трансформаторе, нап:ряжения 33.на выходе- Формирователя .ймпульсаз, напряжения 34 .на перехо де .эмиттер-база:транзистора 1 и - напряження 35. на :переходе эмиттербаэа-.транзистора 4,. напряжения -36 на;:выходе; ин веркора;

Йнвертор работает- -следующим образом.

Прююугольные-импульсы . с вйходны3с обмоток узла управления поступают: в противо4аэе:на таанэистооы 1 2 и 3: -:-4. — Регчлнооааняе. величины выходнМо.-напряжения.осуществляется за счет-:измененйя: Фазового сдвига напои жеиий управлений: транзисторами од: ной стойки-мовена относительно другой стойки".

Рассмотрим сначала работу одной стойкн.мосте. В момент времени

t под действием напряжения 31 открйт .допустим-транзистор 1. Go пер, вичиой;обмоткв информационного транс

Форматора 6 протекает ток и на обмотках его.,фориИруется напряженке.

- 32,. "B момент времени t„.напряжение ., 31 на . обмотке узла 30 управления ме, няет .знак, однако.-нз-за наличия избыточных:. носителей в области базы" транзистор 1 не закроется до тех" пор, аока не закончится процесс их рассасывания, Джи обеспечения форсированного эапирания в формирователях импульсов 10 и г1 постоянно осуществляется сравнение по Фазе напряжения йа .входе :.транзистора и sari..ряжвййя иа -переходе.эмиттер-коллектор напряжений иа информационных трансФорматорах 6 и 7 через датчики состояния транзисторов 8 и 9. B промежутке -времени tz-с, когда .напряженкя 31 и 32. не сбвпадают по - Фазе., на обмотках:14-17 формируются напряжения 33,. которые через выпрямителМ 22, 23 и 25.йрикладызваются к аереходаи трайзисторов 1

;и:g. .Ìàïðÿàåsèå иа обмотке 15 -выби-. рается иэ:условия предельных параметров транзистора..С9ммарное сопротивление цепи: база транзистора 1, .выпрямитель 23, приведенное сопротивление формирователя 10, .эмиттер транзистора 1 xarro-, поэтому -процесс

-рассасывайия носителей из области базы проходит очень быстро. Напряже..

- нне на обмотке 14 через диод 22 выводит пе9еход коллектор.-база транзистора в активную область, за счет чего происходят дополнйтельное ускорение процесса .рассасывания. Од4 новременно, -наводится напряжение 33 и на обмотках 16 н 17, однако, так как диод 24 закрыт, то на переход база-коллектор транзистора 2 нанряжение 33 не .оказывает влияния, а

5 напряжение на обмотке 17 через вцпря. митель 25 приложено к переходу эмиттер-база транзистора 2 в запирающей полярности для устранения сквоз-. ного тока. Как только в-момент вреЯ мени t закончится процесс рассасъ -вания в транзисторе 1, он.закроется, напряжение-.32 на информационном трансформаторе 6 сменит знак и будет совпадать по Фазе:с напряжением 31.

Я На трансформаторе 12 будут отсут« ствовать импульсы, поэтому.транзистор

2 откроется под действием нанояжения .31, -а транзистор 1 под действием этого же напряжения будет закрыт.

;р В момент времени t пройзойдет оче=: редное переключение налряженйя 31 на выходе узла 30 управления. Напряже ние, 31 и напряжение 32 на информа-. ционном трансформаторе будут сдвинуты по Фазе за счет процесса рассасывания носителей из области базы транзистора 2. Импульсы напряжения ЗЗ на обмотке 16 выводят переход база-кол лектор транзистора 2.в активную:

30 область напряжesse sa обмотке 17 обеспечивает Форсирование процесса рассасывания, и напряжение на обмотке 15 обеспечивает. задержку .на включение транзистора 1 до полного запнpaws транзистора 2. Далее процесс

З5 в стойке инвертора йолностью повторяется.

Вторая стойка работает аналогичным . образом.

40 Для обеспечения регулирования: выходного напряженйя 36 на выходном трансформаторе 5 инвертора в узле управления осуществляют сдвиг. напряжений, поступающих на транзисторы

4g. 1 н 2 относительно напряжений., поступающих на транзисторы 3 и 4.

Таким образом,- соединение выходных обмоток узла управления с управляющими входами транзисторов, а выходных обмоток Формирователей импульсов через выпрямители с переходами эмнттер-база и коллектор-база позволяет формировать длительность запирающих импульсов, .автоматически меняющуюся при изменений тока нагрузки, что по принципу действия идентично слежению за током коллектора, в то время как в устройстве прототипа обеспечивается только

Формирование задержки;на отпирание

60 транзистора для исключения сквозных токов. Обеспечение Форсированного эапирання транзисторов позволяет уменьшить время рассасывания на

,.10-40% н тем самым позволяет повысить частоту работы инвертора прн

101547 изменяющейся нагрузке, что позволяет улучшить МГП трансформатора. При этом форсированное эапирание уменьшает также и время переключения транзистора на 10-20Ъ, уменьшая тем самым динамические потери в транзисторе. Обеспечение минимального времени рассасывания позволяет одновременно также расширить диапазон регулирования, в то время как в схеме прототипа принципиально во 10 всех режимах в выходном напряжении формируется нулевая нерегулируемая пауза. Использование режима слежения только:за фазой выходного напряжения, а не за величиной, позволяет » f5 менять не только ток нагрузки, но и величину напряжения источника wтания в широком диапазоне.

Итак, сигнал с формирователей форсирующих импульсов поступает на каждый транзистор в двух случаях— когда открыт один из транзисторов в стойке, поэтому для исключения сквозного тока необходимо поддерживать другой транзистор закрытым, и когда необходимо осуществлять форсированное эапирание ранее открытого транзистора. Во втором случае форсирующие импульсы подаются не только на переход,эмиттер-база, а поступают также и на переход база-коллектор транзистора, который надо закрыть.

101 5476

1015476

Составитель Н. Цишевская

Техред.О.Неце КорректорЕ. Рошко

Редактор Н.Ковалева

Заказ 3228/50 Тираж 687 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Ужгород, ул. Проектная, 4