Транзисторный инвертор

 

ТРАНЗИСТОРНЫЙ ИНВЕРТОР по авт.св. №902179, о т л и.ч а ющ и и с я тем, что, с целью уменьшения времени выключения силовых транзисторов и снижения мощности потерь, введены три диода, транзистор , J4 ilAiSiTliS ТЕХКЙ-ШСКАй и резистор, аноды диодов объединены и соединены с базой транзистора и одним выводом введенного резистора, другой вывод которого, соединенный с эмиттером транзистора, подключен к эмиттерам первой пары вспомогательных транзисторов, при этом коллектор транзистора соединен с эмиттерами силовых транзисторов, катоды диодов соединены соответственно с коллекторами силовых транзисторов , а третьего диода соединен с источником отпирающего напряжения. . W

аю аи!

СООЗ СОВЕТСКИХ

ЮЯЮ

РЕСПУБЛИН з(д) Н 02 М 7/537

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВМ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 902179 (21) 3576664/24-07 (22) 08.04.83 (46) 30.08.84. Бюл. 32 (72) И.И.Давыдов и А.А.Гукасов (53) 621. 3 14 ° 58 (088 ° 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

1902179, кл. Н 02 М 7/537, 1980. (54)(57) ТРАНЗИСТОРНЫМИ ИНВЕРТОР по авт.св. 9902179, о т л и.ч а юшийся тем, что, с целью уменьшения времени выключения силовых транзисторов и снижейия мощности потерь, введены три диода, транзистор и резистор, аноды диодов объединены и соединены с базой транзистора и одним выводом введенного резистора, другой вывод которого, соединенный с эмиттером транзистора, подключен к эмиттерам первой пары вспомогательных транзисторов, при этом коллектор транзистора соединен с эмиттерами силовых транзисторов, катоды диодов соединены соответственно с коллекторами силовых транзисторов, а катод третьего диода соединен с источником отпирающего напряжения.

1111242

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в . систсмах электропитания и электропривода для преобразования постоянного напряжения в переменное посредством двухтактных транзисторных инверторов.

По основному авт,св. 902179 из" вестен транзисторный инвертор, содержащий задающий генератор с двухтактным выходом, две пары вспомогательных транзисторов и двухтактный усилитель мощности на двух силовых транзисторах, эмиттеры каждого из 15 которых соединены с входным выводом инвертора, а базы связаны с этим входным выводом через первый вспомогательный транзистор, ограничительный резистор и источник отпирающе- 20 го напряжения и через второй вспомогательный транзистор противоположного типа проводимости, ограничительный резистор и источник запирающего напряжения, причем базы вспомогательных транзисторов связаны с выходами задающего генератора, при этом коллекторы первого и второго вспомогательных транзисторов в каждой паре объединены и соединены не- 30 посредственно с базами силовых транзисторов соответственно, эмиттеры первых вспомогательных транзисторов объединены и через первый ограничительный Резистор и источник отпираю- 35 щего напряжения соединены с эмиттерами силовых транзисторов, эмиттеры вторых вспомогательных транзисторов объединены и через второй ограничительный резистор и источник запирающего 40 напряжения соединены с "эмиттерами силовых транзисторов, между базами вспомогательных транзисторов каждой пары включены дополнительные резисторы, база каждого из вспомогательных транзисторов соединена с выходом логической ячеййи И-НЕ, вход которой соединен с одним из выходов задающего генератора, а цепь питания логичес ких ячеек соединена с эмиттерами си- 50 ловых транзисторов 13.

В данном транзисторном инверторе включение силовых транзисторов производится норйированним током а выклюЭ

55 чение форсировано. Однако величина тока включения силовых транзисторов, выбирается из условия разброса коэффициента усиления® и изменения величины тока коллекторов Я,) . Производственная величина разброса силовых транзисторов колеблется в весь-, ма больших пределах {10-100), а при воздействии температурных градиентов величина изменяется от 5 до 150 и более. Изменение тока 3 обусловлено изменением величины нагрузки и может изменяться от нескольких миллиампер до нескольких ампер и более.

Исходя из упомянутых величин включающий ток базы силовых транзисторов можно значительно превысить ток j», при этом силовые транзисторы входят в режим глубокого насыщения, и время выключения силовых транзисторов даже при их форсированном выключении весьма велико.

Цель изобретения — уменьшение времени выключений силовых транзисторов при одновременном снижении мощности потерь.

Цоставленная цель достигается тем, что в транзисторный инвертор введены три диода, транзистор и резистор, аноды диодов объединены и соединены с базой транзистора и одним выводом введенного резистора, другой вывод которого, соединенный с эмиттером транзистора, подключен к эмиттерам первой пары вспомогательных транзисторов,.при этом коллектор транзистора соединен с эмиттерами силовых транзисторов, катоды первых двух диодов соединены соответственно с коллекторами силовых транзисторов, а катод третьего диода соединен с источником отпирающего напряжения.

На чертеже изображена принципиальная электрическая схема транзисторного инвертора.

Транзисторный инвертор содержит задающий генератор 1 с двухтактным выходом, состоящий из автогенератора 2, выход которого подключен к счетному входу триггера 3, прямой и инверсный выходы которого соединены с первыми входами логических ячеек И-НЕ 4 и 5, другие два входа которых соединены с цепью управления или регулирования инвертора, а выходы подключены непосредственно к базам первых вспомогательных транзисторов 6 и 7, эмиттеры которых объединены и подключены к эмиттеру транзистора 8, который подключен к одному вывоДу первого ограничительного резистора 9 и к одному выводу резистора 10. Коллек1111242 торы первых вспомогательных тран.зисторов 6 и 7 подключены соответственно к базам силовых. транзисторов

11 и f2 усилителя мощности 13 и коллекторам вторых вспомогательных транзисторов 14 и 15, противоположного по отношению к первым типа проводимости..Эмиттеры транзисторов

14 и 15 подключены к одному выводу второго ограничительного резистора

16. Базы транзисторов 14 и 15 через параллельно включенные резисторы

17 и 18 и конденсаторы 19 и 20 резистивно-емкостных делителей подключены к соответствующим базам транзисторов 6 и 7, а через другие резисторы 21 и 22 указанных резистивноемкостных делителей связаны с вторым выводом резистора 16 и подключены к отрицательному выводу источника запирающего напряжения, выполненного в виде выпрямителя 23. Положительный вывод источника отпирающего напряжения 24 соединен с вторым выводом резистора 9 и катодом диода 25, анод которого соединен с анодами диодов

26 и 27 и подключен к базе транзистора 8, база которого подключена к другому выводу резистора 10. Катоды диодов 26 и 27 соответственно подключены к коллекторам силовых транзисторов 11 и 12, эмиттеры которых объединены и подключены к одному выводу 28 инвертора 29, имеющего другой вывод. Вывод 28 подключен к 35 объединенным анодам диодов 30 и 3 1, шунтирующих базоэмиттерные переходы транзисторов 11 и 12. Другой вывод инвертора подключена к средней точке первичной обмотки трансформа- 40 тора 32, которая подключена к одному входу пускового узла 33, другой вход которого соединен с эмиттерами силовых транзисторов 11 и 12. Выводы «начала и конца первичной обмотки,4S подключены к коллекторам силовых транзисторов 11 и 12, эмнттеры которых подключены .к средней точке дополнительной обмотки трансформатора 32, к промежуточным выводам которой под- б ключены выпрямитель 23, а к выводам начала и конца — аноды диодов 34 и 35, катоды которых объединены и подключены к одному выходу пускового узла

33, другой выход которого подключен к положительному выходу источника

23. Выходная обмотка трансформатора подключена к выходным выводам для подключения к нагрузке 36. Иинусовые выводы питания задающего генератора

1 подключены к эмиттерам транзисторон и 12, а плюсовые выводы †. к катодам диодов 34 и 35.

Транзисторный инвертор работает следующим образом.

При подаче напряжения на вход инвертора включается пусковой уВел

33 и вырабатывает питающее напряжение.

Запускается задающий генератор 1, сигналы с автогенератора 2 поступают на счетный вход триггера 3, симметричные сигналы с прямого и инверсного вйходов которого управляют ячейками 4 и 5. На выходах ячеек 4 и 5 появляется поочередно высокий и низкий потенциал, который поочередно открывает и закрывает транзисторы

6 и 7 и закрывает и открывает соответствующие транзисторы 14 и 15. Величина тока этих транзисторов, отпирающего и запирающего силовые транзисторы 11 и 12, определяется значением напряжения на выходе выпрямителя 23 и величиной сопротивления резисторов 9 и 16. Поочередно включаясь и выключаясь нормированным базовым током, силовые трацзисторы 11 ,.и 12 мгновенно изменяют потенциал коллектора с высокого уровня до низкого и наоборот. При достижении одним из коллекторов определенного низкого уровня открывается один из диодов 26 или 27, который открывает транзистор 8, последний открываясь, отсасывает часть включающегося тока, протекающего через эмиттерно-коллекторный переход транзистора 6 или

7 в базу силовых транзисторов 11 или

12, фиксируя потенциал коллектора от,крытого. транзистора на низком уровI не, обеспечивая работу открытого силового транзистора 11 или 12 в активном режиме-при минимальной мощ ности, рассеиваемой на коллекторных переходах, что повышает быстродействие ключевых силовых транзисторов

В момент выключения силового тран.зистора 11 или 12 мгновенно низкий потенциал коллектора переходит в высокий, при этом соединенный с ним диод 26 или 27 за счет накопленного

1 в нем объемного заряда не успевает полностью переключиться, и часть высокого потенциала попадает на базу транзистора 8, помогая ему закрыться, а диод 25 фиксирует этот высокий потенциал, предотвращая пробой базоэмиттерного перехода транзистора

1111242

Составитель Т. Ершова

Редактор Л. Веселовская . Техред А.Ач Корректор О. Тигор Заказ 6324/43 Тираж 666

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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

8. После окончания переходного процесса резистор 10 удерживает тран- зистор 8 в закрытом состоянии.

После нескольких переключений на выходах выпрямителей 23,34 и 35 ус танавливаются напряжения питания схемы, и пусковое устройство 33 отключается.

Выигрыш во времени выключения

s предлагаемом устройстве по сравнению с известным составляет более чем 2,6 раза, а мощность, рассеиваемая на коллекторах силовых транзисторов уменьшается в 3 раза.

Кроме того, уменьшение нагрузки не влияет на эффективность устройства, что позволяет испольэовать предлагаемое устройство в более широком диапазоне рабочих токов.