Полумостовой инвертор

 

Изобретение относится к электротехнике и м.б. использовано в системах вторичного питания для преобразования постоянного напряжения в переменное . Цель - повышение КПД путем улучшения динамических характеристик при переключении транзисторов и уменьшение потерь в цепях управления. Инвертор содержит задающий генератор 1, фазосдвигающее устройство 2, ойноЕные 3 и 4 и дополнительные 5 и 6 схемы совпадения, логические ячейки 7 и 8, формирователь 9 управляющих импульсов, формирова- . тель вспомогательных импульсов 13. Устр-во содержит также дополнительные 21 и 22 к силовьге 23 и 24 транзисторы с датчиками состояния 29 и 30, В схеме осуществляется форсированное запирание транзистора 23 путем формирования нагфяження на обмотках трансформатора 18j которое прикладывается к переходу база-эмиттер транзистора 23 в запирающей полярности. Перед включением транзистора 24 к его управляющему переходу не может быть приложено отрицательное напряжение, поэтому процесс накапливания основных носителей сокращен до минимума, что ведет к мгновенному его перекпюче нию. 2 ил. i СО С 4 00 Pus.i

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„1 5648 А 1 (g1) 4 Н 02 М 7/5387

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 i ) 4012762/24-07 (22) 29.01.86 (46) 23.07.87. Бюл. У 27 (71) Научйо-исследовательский институт автоматики и электромеханики при

Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (72) В.И.Авдзейко, Д.1О.Волков и И.В.Попов (53) 621,314.58 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР ,У 1015476, кл. Н 02 М 7/537, 1980.

Авторское свидетельство СССР

Р 1101998, кл. Н 02 М 7/537, 1982. (54) ПОЛУИОСТОВОИ ИНВЕРТОР (57) Изобретение относится к электротехнике и м.б. использовано в системах вторичного питания для преобразования постоянного напряжения в переменное. Цель — повьппение КПД путем улучшения динамических характеристик при переключении транзисторов и уменьшение потерь в цепях управления. Инвер тор содержит задающий генератор 1, фазосдвигающее устройство 2, основные 3 и 4 и дополнительные 5 и 6 схемы совпадения, логические ячейки 7 и 8, формирователь

9 управляющих импульсов, формирователь вспомогательных импульсов 13, Устр-во содержит также дополнительные

21 и 22 и силовые 23 и 24 транзисторы с датчиками состояния 29 и 30 ° В схеме осуществляется форсированное за- пирание транзистора 23 путем формирования напряжения на обмотках трансформатора 18, которое прикладывается к переходу база-эмиттер транзистора 23 в запирающей полярности . Леред включением транзистора 24 к его управляющему переходу не может быть приложено отрицательное напряжение, поэтому процесс накапливания основных носителей сокращен до минимума, что ведет к мгновенному его переключению, 2 ил, 5

ЗО

40

1 I

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного питания для преобразования постоянного напряжения в переменное.

Цель изобретения — повышение КПД путем улучшения динамических характеристик при переключении транзисторов и уменьшения потерь в цепях управления, На фиг.I показана принципиальная схема предложенного инвертора; на фиг.2 - временные диаграммы напряжений, поясняющие работу инвертора.

Инвертор (фиг,1) содержит задающий генератор 1 фазосдвигающее устройство Z, основные 3 и 4 и дополнительные 5 и 6 схемы совпадения на логических элементах И-НЕ 2, логические ячейки И-НЕ 7.и 8, формирователь 9 управляющих импульсов выполнен с выходным трансформатором 10, имеющим вторичные обмотки 11 и 12, формирователь 13 вспомогательных импульсов имеет выходной трансформатор 14 с выходными обмотками 15 и !6, а формирователь 17 дополнительных импульсов выполнен с выходным трансформатором 18, имеющим вторичные обмотки 19 и 20, Инвертор содержит также дополнительные 21 и 22 и силовые 23 и 24 транзисторы, основные 25 и 26 и дополнительные 27 и 28 диоды и датчики 29 и 30 состояния транзисторов 23 и 24, Прямой 31 и инверсный 32 первые выходы фазосдвигающего устройства 2 подключены к первым входам основных

3 и 4 схем совпадения, их вторые входы соединены с выходами датчиков

29 и 30 состояния транзисторов, Выходы схем 3 и 4 совпадения связаны с входами формирователя 9 управляющих импульсов и через логические ячейки И-НЕ 7 и 8 с формирователем

17 дополнительных импульсов.

Вторые прямой 33 и инверсный 34 выходы фазосдвигающего устройства 2 соединены с первыми входами дополнительных 5 и 6 схем совпадения, а вторые входы дополнительных схем совпадения подключены к выходам датчиков 29 и 30 состояния силовых транзисторов. Выходы дополнительных 5 и

6 схем совпадения соединены с входами формирователя 13 вспомогательных импульсов. Вторичные обмотки !! и 12 трансформатора 10 подключены к уп325648 2 равляющим входам дополнител пых 21 и 22 и силовых 23 и 24 транзисторов, обмотки 15 и 16 связаны с переходами коллектор-база силовых транзисторов через основные диоды 25 и 26, а обмотки 19 и 20 с переходами базаэмиттер силовых транзисторов через дополнительнь":е диоды 27 и 28.

На фиг.2 показаны: 35 и 36 — напряжения на первом 31 и втором 33 выходах фаэосдвигающего устройства 2;

37 - напряжение на выходе датчика

29 состояния транзисторов, 38 — напряжение на обмотках основного, 39 и 40 — вспомогательного, 41 и 42— дополнительного формирователей импульсов; 43 — суммарное напряжение управления транзистором.

Задающий генератор 1 выполняется по любой известной схеме.

Фазосдвигающее устройство 2 выполнено по пересчетной схеме.

Формирователи 9, !7 и 13 управляющих, дополнительных и вспомогательных импульсов выполнены по одинаковой схеме двухтактного инвертора с выводом от средней точки с коротящим контуром, Датчики 29 и 30 состояния транзисторов выполнены на базе оптронных переключателей.

Полумостовой инвертор работает следующим образом.

Допустим, что в момент времени открыт силовой транзистор 23.

Напряжение 35 с выхода 31 фазосдвигающего устройства 2 и напряжение 37 с выхода датчика 29 состояния транзистора поступают на входы схемы 3 совпадения и формирователь

9 управляющих импульсов вырабатывает напряжение 38, под действием которого открыт дополнительный транзистор

2! и силовой транзистор 23, а транзисторы 22 и 24 закрыты. В момент времени 1 на втором прямом выходе 33 фа" . эосдвигающего устройства 2 появляется напряжение 36, на выходе схемы

6 совпадения формируется сигнал "0", а на обмотках трансформатора 14 напряжение 39. Под действием этого напряжения переход коллектор-база транзистора 23 смещается в активную область и выводит транзистор на границу насы" щения. В момент времени t на выхоЪ де 31 сигнал 35 становится с нулевым уровнем, формирователь 9 управляющих импульсов прекращает работу, в напряжении на обмотках I! и 12 появляФормула и з о б р е т е н и я

Полумостовой инвертор, содержащий два силовых транзистора, задаю" щий генератор, формирователи управляющих и дополнительных импульсов с трансформаторным выходом, две основные схемы совпадения, две логические ячейки И-НЕ, датчики состояния силовых транзисторов и два основных диода, причем входы формирователя управляющих импульсов подключены к выходам основных схем совпадения, первые входы которых соединены с выходами датчиков состояния силовых тран40

13256 ется пауза, и транзистор 21 закрывается. Под действием избыточных носителей в области базы силовой транзистор 23 не закрывается, Поэтому напряжение обмотки 15 прикладывается к переходу коллектор-база в прямом направлении, а на обмотках трансформатора 18 формируется напряжение

42, которое через диод 27 прикладыва- )0 ется к переходу база-эмиттер транзистора 23 в запирающей полярности.

Вследствие того, что напряжение 42 по величине близко к предельно допустимому, осуществляется форсированное запирание транзистора 23, Одновременно, в промежуток времени С - С на обмотках 11 и 12 трансформатора управляющих импульсов присутствует нулева пауза, поэтому транзистор 22 закрыт. В момент времени t силовой транзистор 23 закФ рывается и открывается транзистор 22 под действием напряжения 38, выключаются формирователи 17 и 13 дополнительных и вспомогательынх импульсов.

В связи с тем, .что перед включением транзистора 24 к его переходу базаэмиттер не было приложено отрицательное напряжение, процесс накаплива- ЗО ния основных носителей сокращается до минимума, а силовой транзистор 24 мгновенно открывается.

48

Ч эисторов, две выходные обмотки трансформатора формирователя управляющих импульсов первыми выводами соединены с базами силовых транзисторов, входы формирователя дополнительных импульсов через логические ячейки И-НЕ подключены к входам формирователя управляющих импульсов, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения КПД путем улучшения динамических характеристик при переключении силовых транзисторов и снижения потерь в цепях управления, введены фазосдвигающее устройство, две дополнительные схемы совпадения, формирователь вспомогательных импульсов с трансформаторным выходом, два дополнительных транзистора, два дополнительных диода, при этом вход фазосдвигающего устройства соединен с выходом задающего генератора, его первые прямой и инверсный выходы подключены к вторым входам основных схем совпадения, а вторые прямой и инверсный выходы — с первыми входами дополнительных схем совпадения, вторые входы которых связаны с выходами датчиков:состояния силовых транзисторов, а выходы — с входами формирователя вспомогательных импульсов, выходные обмотки трансформатора которого через основные диоды подключены к переходам коллекторбаэа силовых транзисторов, вторые выводы вторичных обмоток трансформатора формирователя управляющих импуль- . сов подключены к базам.транзисторов через переход коллектор-эмиттер дополнительных транзисторов, базы кото-. рых подключены через резистор к первым выводам этих обмоток, выходные обмотки трансформатора формирователя дополнительных импульсов через дополнительные диоды соединены с переходами база-эмиттер силовых транзисторов, переход коллектор-эмиттер котррых подключен к входам датчиков состояния силовых транзисторов.

1325648

43

Составитель B.Èoèê

Техред Л.Сердюкова

Редактор Г.Гербер

Корректор И,Муска

Заказ 3122/53 тираж 659 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.„ д.4/5.Производственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул,Проектная,4