Регулируемый транзисторный инвертор

 

РЕГУЛИРУЕМЫЙ ТРАНЗИСТОРНЫЙ ИНВЕРТОР, содержащий два полумоста силовых транзисторов, зашунтированных обратными диодами, два вспомогательных трансформатора, первый вывод первичных обмоток каждого из которых соединен с выходными выводами инвертора, а вторичные обмотки через отсекающие диоды соединены с переходами база - эмиттер силовых транзисторов , блок-управления с двумя управляющими трансформаторами, вторичные обмотки каждого из которых через базовые резисторы подключены к переходам база - эмиттер силовых транзисторов , отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и КПД при широком диапазоне изменения питающего напряжения, на каждом управляющем трансформаторе введены две встречно-соединенные вто- $ ричные обмотки, которые свободными (Л выводами через дополнительно введенные диоды соединены с входными вьтодами инвертора, а общими выводами с вторым выводом первичной обмотки вспомогательного трансформатора. ij

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН у Н 02 M 7/537

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3610533/24-07 (22) 27.06.83 (46) 23.09.84. Бюл. Н - 35 (72) Ю.А. Мордвинов (71) Специальное конструкторскотехнологическое бюро геофизической техники (53) 621.314.58(088.8) (56) 1. Ромаш Э.М. Источники вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Радио и связь

1981, с. 162.

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

3. Авторское свидетельство СССР

У 594567, кл. Н 02 М 7/537, 1975. (54)(57) РЕГУЛИРУЕМЬИ ТРАНЗИСТОРНЫЙ

ИНВЕРТОР, содержащий два полумоста силовых транзисторов, зашунтированных обратными диодами, два вспомога-. тельных трансформатора, первый вы„„SU„„1115185 А вод первичных обмоток каждого из которых соединен с выходными выводами инвертора, а вторичные обмотки через отсекающие диоды соединены с переходами база — эмиттер силовых транзисторов, блок управления с двумя управляющими трансформаторами, вторичные обмотки каждого из которых через базовые резисторы подключены к переходам база — эмиттер силовых транзисторов, отличающийся тем, что, с целью повьш)ения надежности и КПД при широком диапазоне изменения питающего напряжения, на каждом управляющем трансформаторе

O введены две встречно-соединенные вто- Е ричные обмотки, которые свободными выводами через дополнительно введенные диоды соединены с входными выво-. дами инвертора, а общими выводами— с вторым выводом первичной обмотки вспомогательного трансформатора.

1115185

40

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразователям постоянного напряжения в прямоугольное переменное с регулируемой скважностью.

Известен регулируемый инвертор, содержащий силовые транзисторы, схему управления, включающую фазосдвигающий блок, ведущий и ведомый автогенераторы с развязывающими трансформаторами, вторичные обмотки которых через базовые резисторы подключены к переходам база — эмиттер силовых транзисторов С11.

Недостатками данного инвертора являются низкие надежность и КПД, что обусловлено отсутствием цепей, исключающих протекание "сквозных" токов»

Известен транзисторный инвертор, содержащий силовые транзисторы, задающий генератор и формирователь бло кирующих импульсов, вторичные обмотки согласующих трансформаторов которых соединены последовательно и через базовые резисторы подключены к переходам база — эмиттер силовых транзисторов Г23.

Однако в этом инверторе исключены

"сквозные" токи через полумосты только при определенных параметрах нагрузки. Объясняется зто тем, что время выключения силовых транзисторов зависит от коллекторного тока.

Поэтому при определенных параметрах нагрузки, когда время выключения силового транзистора превышает длительности блокирующих импульсов, "сквозные" токи существуют. Когда время выключения силовых транзисторов меньше длительности блокирующих импульсов, существуют интервалы времени, когда все силовые транзисторы выключены, что приводит к искажению формы выходного напряжения. 4

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является транзисторный инвертор, содержащий два полумоста силовых транзисторов, зашунтированных обратными диодами, два вспомогательных трансформатора, первый вывод первичной обмотки каждого из которых соединен с выходным выводом иивертора, а второй вывод— со средней точкой емкостного делителя напряжения, подключенного к первичному источнику питания. Вторичные обмотки укаэанных трансформаторов подключены через отсекающие диоды к переходам база — эмиттер силовых транзисторов. Схема управления содержит в общем случае фазосдвигающий блок, ведущий и ведомый автогенераторы с управляющими трансформаторами, вторичные обмотки каждого из которых через базовые резисторы подключены к переходам база — эмиттер силовых транзисторов полумоста.

Открытое состояние каждого силового транзистора контролируется, т.е. по" ка один силовой транзистор полумоста инвертора не выключился, другой не включается. Достигается это эа счет вспомогательных трансформаторов, вторичные обмотки которых через отсекающие диоды связаны с цепями управления силовых транзисторов и исключают протекание "сквозных" токов с31.

Недостатками известного инвертора являются низкие надежность и КГИ, что обусловлено при широком диапазоне изменения напряжения питания инвертора изменением напряжения на вторичных обмотках вспомогательных трансформаторов.

Целью изобретения является повышение надежности и КПД при широком диапазоне .изменения напряжения питания инвертора путем стабилизации амплитуд импульсов напряжений на вторичных обмотках вспомогательных трансформаторов.

Поставленная цель достигается тем, что в регулируемом транзисторном инверторе, содержащем два полумоста силовых транзисторов, зашунтированных обратными диодами, два вспомогательных трансформатора, первый вывод первичной обмотки каждого иэ которых соединен с выходными выводами инвертора, а вторичные обмотки через отсекающие диоды соединены с переходами база — эмиттер силовых транзисторов,. блок управления с двумя управляющими трансформаторами, вторичные обмотки каждого из которых через базовые резисторы подключены к переходам база — эмиттер силовых транзисторов, на каждом управляющем трансформаторе введены две встречносоединенные вторичные обмотки, которые свободными выводами через дополнительно введенные диоды соединеньi соответственно с входными выводами инвертора, а общими выводами — с

3 1115 вторым выводом первичной обмотки вспомогательного трансформатора.

На фиг. 1 представлена схема регулируемого мостового транзисторного инвертора; на фиг. 2 - диаграммы напряжений на отдельных элементах схемы.

Регулируемый мостовой транзистор ный инвертор содержит силовые транзисторы 1-4, зашунтированные обрат- 10 ными диодами 5-8, два вспомогательных трансформатора 9 и 10, первые выводы первичных обмоток 11 и 12 которых соединены с выходными выводами инвертора (нагрузкой 13), а вторичные обмотки 14-17 через отсекающие диоды 18-21 — с переходами база— эмиттер силовых транзисторов 1-4.

Блок 22 управления содержит задающий генератор 23, фаэосдвигающий блок 24,20 ведущий 25 и ведомый 26 автогенераторы с управляющими трансформаторами 27 и .28, вторичные обмотки 29-32 .которых через базовые резисторы 3336 подключены к переходам база — 25 эмиттер силовых транзисторов 1-4.

- На каждом трансформаторе 27 и 28 введены две встречно соединенные вторичные обмотки 37,38 и 39, 40, ко торые свободн ми выводами через 30 дополнительно введенные диоды 41-44 соединены с входными выводами инвертора, к которым подключен первичный источник 45 питания, а общими выводами первичных обмоток 11 и 12 вспо35 могательных трансформаторов 9 и 10.

На фиг. 2 представлены выходные напряжения 48-51 соответственно.на обмотках трансформаторов 28, 9, 28 и 10. На нагрузке 13 формируется прямоугольное напряжение 52 с регулируемой скважностью.

Устройство работает следующим образом.

Задающий генератор 23 формирует 45 прямоугольное напряжение, которое поступает на цепи управления ведущего автогенератора 25, на выходе трансформатора 27 которого формируется напряжение 48. На выходе фаэо- 50 сдвигающего блока 24 формируется прямоугольное напряжение, сдвинутое относительно напряжения задающего генератора на угол cl. Ведомый автогенератор 26, управляемый с выхода 55 фазосдвигающего блока 24, обеспечивает формирование на трансформаторе 28 напряжения 50. Напряжение 48

185 4 вторичных обмоток 39 и 30 трансформатора 27 собеспечивает переключение силовых транзисторов 1 и 3 со скважностью два. Напряжение 50 вторичных обмоток 31 и 33 развяэывающего трансформатора 28 обеспечивает переключение силовых транзисторов 2 и 4 со скважностью два. Для наглядности римем, что в интервалах времени и далее плюс формируется на "началах" вторичных обмоток 29,30, 38 и 37, а в интервалах времени 1 -, ю -Ь» и далее плюс" формируется на концах вторичных обмоток 31, 32, 39 и 40. В интервале времени 1, — 1р включены транзисторы 1 и 2, так как положительный потенциал формируется на

"началах" обмоток 29 и 31, а на нагрузке 13 формируется нулевой уровень напряжения 52. При этом токи через вспомогательные трансформаторы не текут, так как на "начале" обмотки

37 формируется положительный потенциал и дополнительный диод 41 выключен, а ток от вторичной обмотки

38 не течет через первичную обмотку .11 вспомогательного трансформатора

9, так как включен силовой транзистор 3.

Аналогичная ситуация складывается и в цепях силовых транзисторов 2 и 4. В момент времени 1 изменяется полярность напряжения 50 на вторичньп обмотках 31,32, 39 и 40 трансформатора 28, что обеспечивает подключение обмотки 30 через дополнительный диод 43 и еще не,выключившийся силовой транзистор 2 к первичной обмотке 12 вспомогательного трансформатора 10. И хотя на силовой транзистор

4 подается отпирающее напряжение от обмотки 32, он не включается иэ-за подачи запирающего напряжения 51 (запрета) от обмотки 16 вспомогательного трансформатора 10. Длительность этого импульса напряжения 51 равна времени между моментом подачи на силовой тринзистор 2 запирающего напряжения от обмотки 31 до момента выключения силового транзистора 2.

В зависимости от параметров нагрузки

13 изменяется и длительность импульсов напряжения на вспомогательных трансформаторах 9 и 10. После выключения силового транзистора 2 в момент времени 3 включается силовой транзистор 4 и на нагрузке 13 форми1115185

Составитель В. Моин

Редактор И. Николайчук Техред Т.Маточка Корректор M. Максимишинец

Заказ 6788/42

Тирж 666 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 руется напряжение 52. В момент времени изменяется полярность напряжения,на вторичных обмотках 29, 30, 37 и 38, что приводит к подаче запирающего напряжения от обмотки 29 на силовой транзистор 1. Одновременно напряжение обмотки 37 через дополнительный диод 41 и еще не выключенный транзистор 1 прикладывается к первичной обмотке 11 вспомогательного трансформатора 9, что исключает включение силового транзистора 3 в течение времени - ц-< (диаграмма напряжения 49 фиг. 2). После снятия напряжения. 49 запрета, поступающего на обмотки 14, в момент времени включается силовой транзистор 3 и на нагрузке 13 формируется нулевой уровень напряжения. При этом ток нагруз ки 13 протекает по цепи транзистор

4 — обратный диод 7. В момент времени 1 изменяется напряжение на вторичных обмотках 31, 32, 39 и 40 развязывающего трансформатора 28, к силовому транзистору 4 прикладывает ся запирающее напряжение на обмотки

32. и напряжение обмотки 40 через дополнительный диод 44 и еще не выключенный силовой транзистор 4 прикладывается к первичной обмотке 12 вспомогательного трансформатора 10.

Это обеспечивает подачу запирающего напряжения 49 (запрета) от обмотки

17 на силовой транзистор 2 в течение времени - (диаграмма напряжения

51, фиг. 2). В момент времени включается силовой транзистор 2 и

10 на нагрузке 13 формируется напряжение 52 и т.д.

Таким образом, предлагаемый тран зисторный инвертор выгодно отличаетll5 ся от известного более высокими надежностью и КПД при широком диапазоне изменения питающего напряжения, что достигается путем стабилизации .амплитуды напряжения запрета, поступающего со вторичных обмоток вспомогательного трансформатора на силовые транзисторы. Длительность импульсов напряжения запрета определяется от момента подачи на силовой транзистор запирающего напряжения и до момента его выключения, что уменьшает расчетную мощность вспомогательных трансЬормато ов.