Двухтактный транзисторный инвертор

 

ДВУХТАКТНЫЙ ТРАНЗИСТОРНЫЙ ИНВЕРТОР, содержащий в каждом плече по меньшей мере N параллельно соединенных транзисторов, подключенных соответствующими силовыми электродами к входным выводам и выводам первичной обмотки выходного трансформатора , а управляющими переходами через соответствующие базовые резисторы - к обмоткам обратной связи выходного трансформатора, соединеннымсогласно-последовательно с обмотками синхронизации трансформатора задающего генератора, отличающийс я тем, что, с целью повышения его надежности путем исключения сквозных токов, в каждое из плеч инi вертора введена дополнительная обмотка задающего генератора, один из (Л концов которой присоединен к выводу обмотки синхронизации трансформатора задающего генератора, соединенной с ней согласно, а. другой - через введенные соответствующие диоды - к базе каждого из N транзисторов. 00 4: СО СО СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

Sue Н 02 М ?/537

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГПФ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3521042/24-07 (22) 25.12.82 (46) 07.04.84. Бюл. И - 13 (72) Ю.А. Мордвинов и С.И. Королев (71) Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики при

Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники и Спет(иальное конструкторско-технологическое бюро геофизической техники (53) 621.314.58(088.8) (56) 1. Современные задачи преобразовательной техники. Сборник, т.4, 1975, с. 323.

2. Кобзев А.В. Многозонная импульсная модуляция, Новосибирск, "Наука", 1979, с. 131.

3. Моин В.С. и Лаптев П.П. Стаби:лизированные транзисторные преобразователи. М., "Энергия", 1972, с. 304, с. 438. (54)(57) ДВУХТАКТНЫЙ ТРАНЗИСТОРНЫЙ

ИНВЕРТОР, содержащий в каждом плече

„, SU„, 1084933 А по меньшей мере N параллельно соединенных транзисторов, подключенных соответствующими силовыми электродами к входным выводам и выводам первичной обмотки выходного трансформатора, а управляющими переходами— через соответствующие базовые резисторы — к обмоткам обратной связи выходного трансформатора, соединенным" согласно-последовательно с обмотками синхронизации трансформатора задающего генератора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения

pro надежности путем исключения сквозных токов, в каждое из плеч инвертора введена дополнительная обмотка задающего генератора, один из концов которой присоединен к выводу обмотки синхронизации трансформатора задающего генератора, соединенной с ней согласно, а другой — через введенные соответствующие диоды — к базе каждого из N транзисторов. 1084933

Изобретение относится ч преобразовательной технике, в частности к транзисторным преобразователям постоянного напряжения в переменное прямоугольной формы. 5

Известен илвертор, содержащий задающий генератор, предварительный усилитель мощности и силовой усилитель мощности. Суммирование прямоугольных напряжений задающего генератора и силового усилителя мощности обеспечивает формирование сигналов управления усилителями мощности с нуiëåâoé паузой. Длительность паузы равна сумме времени рассасывания но- 15 сителей транзисторов указанных носителей мощности (1 1.

Недостатком данного устройства являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные невозможностью получения прямоугольного напряжения высокой частоты, вследствие отсутствия в усилителе активного запирания транзисторов, приводящего к большим временам выключения указанных транзисторов. Кроме того, такое управление усилитепем мощности приводит к большим временам сдвига выходного напряжения усилителя мощнос30 ти относительно напряжения зацающего генератора, что особенно недопустимо при построении статических преобразователей с промежуточным звеном повышенной частоты.

Известен также инвертор, содержа- З5 щий задающий генератор, формирователь блокирующих импульсов и силовой усилитель мощности. В базовые цепи силовых транзисторов последовательно вкЛючены обмотки трансформаторов за40 дающего генератора и формирователя блокирующих импульсов, в результате чего образуется пауза, в течение которой оба противотактных транзистора закрыты. В таком инверторе при постоянной нагрузке отсутствуют сквозные токи и формируется напряжение запирания транзисторов (2 3.

Недостатком данногo инвертора являются ограниченные функциональные 50 возможности вследствие того, что пауза является фиксированной величиной, а это приводит при изменении нагрузки в широком диапазоне (О-1н) к появлению сквозных токов и сниже- 55 нию КПД или обрыву нагрузки (при больших паузах) от первичного источлика питания, приводящих к перенапряжению на элементах схемы, снижению КПД и надежности устройства в целом.

Наиболее близким к изобретению по технической сущносги является инвертор, содержащий в каждом плече по меньшей мере М параллельно соединенных транзисторов, подключенных соответствующими силовыми электродами к входным выводам и выводам первичной обмотки выходного трансформатора, а управляющими переходами— через соответствующие базовые резисторы — к обмоткам обратной связи выходного трансформатора, соединенным согласно-последовательно с обмотками синхронизации трансформатора задающего генератора 3, Недостатком известного инвертора являются ограниченные функциональные возможности, которые проявляются в невозможности нормальной работы транзисторного инвертора большой мощности, вследствие того, что при построении мощных транзисторных инверторов, приводящих к необходимости параллельного включения большого количества транзисторов, исключить протекание

"сквозных" токов за счет подключения вспомогательных обмоток силового трансформатора к переходам баэаэмиттер невозможно из-за мало "o суммарного сопротивления базовых резисторов (совместно с обмотками задающегс, -генератора). Указанные цепи шунтирую- :-.ереходы база-эмиттер силовых транзисторов и не обеспечивают режима отсечки сразу после изменения полярности напряжения задающего генератора за счет напряжения вспомогательных обмоток cKHQB0T о трансформатора, что приводит к появлению "сквозных" токов в транзисторах и невозможности их нормальной. работы особенно на высокой частоте.

Целью изобретения является повышение надежности устройства путем исключения сквозных токов.

Поставленная цель достигается тем, что в двухтактном транзисторном инверторе, содержащем в каждом плече по меньшей мере Я параллельно соединенных транзисторов, подключенных соответствующими силовыми электродами к входным выводам и выводам первичной обмотки выходного трансформатора, а управляющими переходами через соответствующие базовые резис3 1084 торы — к обмоткам обратной связи выходного трансформатора, соединенным согласно-последовательно с обмотками синхронизации трансформатора задаю: щего генератора, в каждое из плеч ин- 5 вертора введена дополнительная обмотка задающего генератора, один из концов которой присоединен к выводу обмотки синхронизации трансформатора задающего генератора, соединенной с ней согласно, а другой — через введенные соответствующие диоды — к базе каждого из М транзисторов.

На фиг.1 представлена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — диаграммы напряжений на отдельных элементах схемы.

Инвертор содержит задающий генератор 1 с трансформатором, усилитель мощности на транзисторах 2.1-2.М и

3.1-3.й, подключенных к выходному трансформатору 4, при этом базы транзисторов 2,1-2.М и 3.1-3.М через базовые резисторы 5.1-5.N и 6.1-6.N соответственно подсоединены к одним из концов обмоток обратной связи 7 и 8, последовательно соединенных с обмотками синхронизации 9 и 10 трансформатора задающего генератора

1, другие концы которых подключены к дополнительным обмоткам 11 и 12 трансформатора задающего генератора, которые через диоды 13.1-13.8 и

14.1-14.1Ч подключены к базам транзисторов базо-коллекторные переходы

Ф

35 которых подсоединены к вспомогательным обмоткам 15 и 16 через диоды

17..1-17.N и 18.1-18.N.

На фиг.2 представлены эпюры 19 и 20 напряжений соответственно на вторичных обмотках трансформатора задающего генератора 1 и вторичных обмотках трансформатора 4.

Инвертор работает следующим образом.

В нормальном режиме задающий генератор 1 формирует прямоугольное напряжение 19,которое от обмоток 9 и 10 поступает на управление силовыми транзисторами 2.1-2.М и 3.1-3.N, Причем базовый ток указанных транзисторов зависит от полярности напряжений этих обмоток и обмоток

933 ф обратнои связи 7 и Я. Положим, что до момента времени +.„ насыщены транзисторы 3.1-3. N, и базовый ток определяется суммой напряжений обмотки 7 и 9. В это время к переходу база-эмиттер транзисторов 2.1-2. Ч прикладывается запирающее напряжение обмоток 10-12 через диоды 14.1 — 14.Й.

При этом напряжения обмоток 9 и 10 меньше напряжений обмоток 7 и 8, а к переходу база-коллектор транзистора 3.1-3.М напряжение не прикладывается. В момент времени напряжение 19 задающего генератора I меняет полярность и запирающее напряжение прикладывается к переходам эмиттер-база транзисторов 3.1-3.Й, и транзисторы начинают выключаться.

Дополнительно к переходам базаколлектор транзисторов 3.1-3. N прикладывается запирающее напряжение, что позволяет уменьшить время выключения транзисторов 3.1-3.N . .В это время (интервал 1 „-Ф2) к транзисторам 2.1-2.М пр. кладывается напряжение в запирающей полярности. После полного выключения транзисторов

3.1-3.N (момент времени t3) напряжение обмоток силового трансформатора меняет полярность (эпюра 20), а к переходам база-эмиттер транзисторов 2.1-2.N прикладывается напряжение в отпирающей полярности и т.д.

Принцип работы полумостовой и мостовой схем инвертора аналогичен.

Таким образом, в предлагаемом инверторе любой мощности расширяются функциональные возможности за счет того, что отсутствуют: одновременное включение транзисторов различных плеч, что позволяет исключить протекание "сквозных" токов и интервал одновременного выключенного состояния транзисторов за счет контролируемой задержки сигналов управления, что исключает перенапряжения на элементах схемы. Применение предлагаемого инвертора любой мощности, характеризующегося высоким ".ПЦ и надежностью, позволяет эффективно решать задачи преобразования параметров электрической энергии на базе транзисторных инверторов.

1084933

Заказ 2032/51

Тираж 667 Подписное

ЗНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ЛПП "Патент", т. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Т. Ершова

Редактор О. Черниченко Техред T.Äóáèí÷àê Корректор Г. Огар