Двухтактный инвертор

 

ДВУХТАКТНЫЙ ИНВЕРТОР, содержащий ключевые элементы, каждьй из которых состоит из основного и вспомогательного транзисторов, соединенных по схеме составного транзистора, выходной трансформатор, первичная обмотка которого соединена с ключевыми элементами, управляющий трансформатор с обмотками управления основным и вспомогательным транзисторами, причем один из выводов обмотки управления вспомогательным транзистором подключен к общей точке соединения эмиттера вспомогательного и базы основного транзисторов, о тл и чающий с .я тем, что, с целью улучшения энергетических, показателей, в него введены форсирующая RC-цепь, включенная между базой вспомогательного транзистора и другим выводом обмотки управления вспомогательным транзистором , и конденсатор, включенный между эмиттером осноэного транзисто (Л ра и одним из выводов обмотки управления основным транзистором, соединенной , последовательно согласно с обмоткой управления вспомогательным транзистором.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ((9) () () 4(51) Н 02 М 7/537

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВ тт

-и ° (21) 3534493/24-07 (22) 10.01.83 (46) 23.02.85. Бюл. ¹ 7 (72) В.И.Тихоновр А.П.Пакидов, В.В.Авдеев, С.Ф.Островский и В.E.Мусатов (71) Ленинградский институт авиацион-ного приборостроения (53) 621.314.58(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 545055, кл. Н 02 М. 7/537, 1975.

2. Коссов О.А.Усилители мощности на транзисторах в режиме переключений. М., "Энергия", 1971, с.115.

3. Авторское свидетельство СССР

¹ 924810, кл. Н 02 М 7/537, 1980. (54)(57) ДВУХТАКТНЫИ ИНВЕРТОР, содержащий ключевые элементы, каждый из которых состоит из основного и вспомогательного транзисторов, соединенных по схеме составного транзистора, выходной трансформатор первичная обмотка которого соединена с ключевыми элементами, управляющий трансформатор с обмотками управления основным и з вспомогательным транзисторами, причем один из выводов обмотки управления вспомогательным транзистором подключен к общей точке соединения эмиттера вспомогательного и базы основного транзисторов, о т л и ч а ю щ и й— с.я тем, что, с целью улучшения энергетических, показателей, в него введены форсирукицая RC-цепь, включенная между базой вспомогательного транзистора и другим выводом обмотки управления вспомогательным транзистором, и конденсатор, включенный между эмиттером основного транзистора и одним из выводов обмотки управлвнин основныМ транзистором, ссади- р ненной, последовательно согласно с обмоткой управления вспомогательным транзистором.

1141543

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного, электропитания радиоэлектронной аппаратуры для преобразования постоянного напряжения в переменное посредством транзисторных инверторов.

Известен инвертор, состоящий из задающего генератора и усилителя мощности, собранного на двух транзис- 10 торах с выходным трансформатором.

Коллекторы транзисторов задающего генератора связаны с базами соответствующих транзисторов усилителя мощности. Насыщение-соответствующего тран- 15 зистора усилителя мощности, осуществляется через открытый транзистор . задакицего генератора (1).

Недостатками данного устройства являются необходимость применения 20 транзисторов разного типа проводимости, повышенное значение падений напряжения на открытых транзисторах усилителя мощности и потерь мощности.

Известен также высокочастотный 25 инвертор, содержащий ключевые элементы, каждый из которых состоит из основного и вспомогательного транзисторов, соединенных по схеме составного транзистора, трансформатор, 30 первичная обмотка которого соединена с ключевыми элементами, а вторичная подключена к нагрузке, источники сигнала управления транзисторами, один из выводов каждого из них сое35 динен с эмиттером соответствующего основного транзистора, а другой вывод — с базой вспомогательного транзистора. Для насыщения основных транзисторов вводится дополнительное сопротивление.в цепь коллектора основного транзистора или используется дополнительный источник сигнала уп-. равления транзисторами в виде трансформатора тока (2 ).

Недостатком данного устройства является низкий КПД из-за наличия потерь в дополнительных элементах коллекторных цепей основных транзисторов. Кроме того с повышением часто1

50 ты коммутапии транзисторов увеличиваются динамические потери на включение составного транзистора.

Наиболее близким.к изобретению по технической сущности, является, высоко-55 частотный инвертор, содержащий ключевые элементы,,каждый из которых состоит из основного,и вспомогательного транзисторов, соединенных по схеме составного транзистора, выходной трансформатор, первичная обмотка которого соединена с ключевыми элементами, .управляющий трансформатор с обмотками управления основным и вспомогательным транзисторами, причем один из выводов обмотки управления вспомогательным транзистором подключен к общей точке соединения эмиттера вспомогательного и базы основного транзисторов, а один из выводов обмотки управления основным транзистором под- ключен к эмиттеру основного транзистора, дополнительный источник сигнала управления с выходным трансформатором, дополнительные управляющие обмотки основного.и вспомогательного транзисто-зов. Управляющая обмотка каждого транзистора соединена последовательно согласно с дополнительной управляющей обмоткой, причем средняя точка этих обмоток через встречно включенный диод и другой вывод дополнительной управляющей обмотки через согласно включенный диод и резистор подключены к базе соответствующего транзистора (3).

Однако известное устройство имеет невысокие энергетические показатели из-за сквозных токов в момент коммутации транзисторов, так как происходит пересыщение транзисторов вследствие постоянства амплитуды управляющего тока в течение всего рабочего полупериода и транзисторы медленно выключаются вследствие малой амплитуды управляющего напряжения, огра ниченной шунтирующим действием диодов, включенных параллельно переходам база-эмиттер транзисторов.

Цель изобретения — улучшение энергетических показателей инвертора.

1Цель достигается тем, что в двухконтактный инвертор, содержащий клЪчевые элементы, каждый из которых состоит из основного и вспомогательного транзисторов, соединенных по схеме составного транзистора, выход.ной трансформатор, первичная обмотка которого соединена с ключевыми элементами, управляющий. трансформатор с обмотками управления основным.и вспомогательным транзисторами, причем один иэ выводов обмотки управления вспомогательным транзистором подключен к общей точке соединения эмиттера вспомогательного и базы ос3 11415 новного транзисторов, введены форси-, рующая RC-цепь, включенная между базой вспомогательного транзистора и другим выводом обмотки управления вспомогательным транзистором, и конденсатор, включенный между эмиттером основного транзистора и одним из выводов обмотки управления основным транзистором, соединенной последовательно согласно с обмоткой управле- 10 ния вспомогательным транзистором.

Сущность изобретения заключается в том, что управление основными транзисторами осуществляется уменьшающимся во времени током, что приводит к улучшению энергетических показателей инвертора.

На фиг.1 представлена принципиальная схема предлагаемого инвертора; на фиг.2 — временные диаграммы про- 20 цессов в элементах схемы для двух значений тока нагрузки (а-д и е-к).

Двухтактный инвертор (фиг.1) содержит ключевые элементы, собранные по схеме составных транзисторов,состоящих из основных 1 и 2 и вспомогательных 3 и 4 транзисторов, выходной трансформатор 5, первичная обмотка которого соединена с ключевыми элементами, а к вторичной подключена нагрузка б,блок 7 управления с управляющим насыщающимся трансформатором

8, обмотки 9 и 10 управления основным и вспомогательным транзисторами соответственно, причем один из выводов обмотки 10 подключен к общей

35 точке соединения эмиттера вспомогательного и базы основного. транзисторов, форсирующую RC-цепь 11, включенную между базой вспомогательного

40 транзистора и другим выводом обмотки

10, и конденсатор 12» включенный между эмиттером основного транзистора и одним из выводов обмотки управления основным транзистором, соединенной последовательно согласно с обмоткой управления вепомогательным транзистором.

Устройство работает следующим образом.

В момент времени t (фиг.2) источником сигнала управления с выходным трансформатором, работающим в режиме насыщения, формируется синфазный управляющий сигнал, поступающий на переходы база. — эмиттер основного 2 и

43 вспомогательного 4 транзисторов.

Включение основного транэистора 2 осуществляется. суммарным током (фиг.2а),. формируемым обмоткой 9 и конденсатором 12 (фиг.2в) и вспомогательным транзистором 4 (фиг.26), что, приводит к снижению динамических потерь в составном транзисторе. В момент включения. основного транзистора ток обмотки 9 заряжает до некоторого значения конденсатор 12, кото- рый в установившемся режиме

2 3 вследствие насыщения сердечника трансформатора 8 начинает разряжаться (фиг.2в) по цепи: верхняя обкладка (по схеме) — переход эмиттер-база основного транзистора обмотки 9 нижняя обкладка. Ток разряда конденсатора 12 способствует рассасыванию избыточных неосновных носителей в базе основного транзистора 2, вследствие чего уменьшается время его выключения t5-t< и снижаются динамические потери. Ток i> вспомогательно

ro транзистора 4 при незначительном токе нагрузки i < (фиг.2г) в установившемся режиме практически отсутствует из-за малого падения напряжения

U< 1 на переходе коллектор — э1киттер основного транзистора 2 (фиг.2д). С увеличением тока нагрузки i (фиг.2и) это напряжение возрастает (фиг.2к) и появляется ток вспомогательного транзистора i > (фиг.2ж) ° В результате базовый ток i основного транзистора (фиг.2е) меняется с изменением. тока нагрузки-таким образом, что коэффициент насыщения основного транзистора к моменту. его выключения остается примерно неизменным и небольшим в большом диапазоне изменения нагрузки.

Таким образом, формирование дополнительного сигнала управления основным транзистором через вспомогательный транзистор на этапе включения и управление основным транзистором в установившемся режиме уменьшающимся во времени током позволяют повысить

КПД инвертора особенно при высокой рабочей частоте, а изменение велйчины управляющего тока в зависимости от тока нагрузки позволяет изменять величину нагрузки в широких пределах без значительного ухудшения энергетических показателей.

1141543

1у

1у

<Рог.2

Составитель В.Моин

Редактор Н.Джуган ТехредС.Легеза

Корректсу В.Синицкая

Заказ 511/43 Тираж 646 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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