Двухтактный транзисторный инвертор
Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в устройствах электропитания для преобразования напряжения постоянного тока, в стабилизаторах напряжения, импульсной технике. Цель изобретения - повышение надежности и расширение функциональных возможностей за счет уменьшения времени рассасывания неосновных носителей в области базы транзисторов. Инвертор содержит силовой трансформатор 1 с нагрузкой и переключающий трансформатор 5, связанный обмотками 3,4,14 с транзисторами 6,7. Двухуровневые ограничители 15,16 напряжения подключены к базам транзисторов 6,7. При подаче синхроимпульсов транзисторы 6,7 подключаются по схеме с общей базой, что повышает быстродействие. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЭЫЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (И) (51)5 H 02 М 7/537
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К Д ВТОРСКОМ,/ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
:В»
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4469504/24-07 (22) 02.08.88 (46) 30.11.90. Бйп. N - 44 (72) В.А. Мягков и В;Р. Романов (53) 621.314.58(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
Р 570170, кл. Н 02 M 7/537, 1977.
Авторское свидетельство СССР
И - 862340, кл. Н 02 М 7/537, 1979. (54) ДВУХТАКТНЫЙ ТРАНЗИСТОРНЫЙ ИНВЕРТОР (57) Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в устройствах электропитания для преобразования напряжения постоянного тока, в стабилизаторах
2 напряжения, импульсной технике. Цель изобретения — повышение надежности и расширение функциональных возможностей за счет уменьшения времени рассасывания неосновных носителей в области базы транзисторов. Инвертор содержит силовой трансформатор 1 с нагрузкой и переключающий трансформатор 5> связанный обмотками 3, 4, 14 с транзисторами 6, 7. Двухуровневые ограничители 15, 16 напряжения подключены к базам транзисторов 6, 7.
При подаче синхроимпульсов транзисторы 6, 7 подключаются по схеме с общей базой, что повышает быстродействие, 1 ил.
1610570
Изобретение относится к преобразовательной технике I< может быть использовано в устройствах электропитания для преобразования напряжения постоянного тока, стабилизаторах напряжения, импульсной. технике, а именно в устройствах преобразования постоянного напряжения.
Цель изобретения - повьппение на- 10 дежности и расширение функциональных возможностей путем уменьшения времени рассасывания неосновных носителей в области базы транзисторов.
На чертеже представлен двухтактный транзисторньи " инвертор, один из вариантов технической реализации, Двухтактный транзисторный инвертор содержит силовой трансформатор 1 с нагрузкой во вторичной обмотке, первичной обмоткой 2 соединенный через две первичные обмотки 3 и 4 переключающего трансформатора 5 с коллекторами транзисторов 6 и 7. Эмиттеры транзисторов 6 и 7 через обмотку 8 разделительного трансформатора соединены с вторым входным выводом
9 источника t0 напряжения. Отвод от средней точки первичной обмотки 2 силового транзистора 1 через вторую обмотку 11 разделительного трансформатора соединен с первым входным выводом 12 питания источника 10. Резистор 13 мягкого самовоэбуждения инвертора включен между первым входным выводом 12 питания источника 10 и отводом от средней точки вторичной обмотки 14 переключающего трансфор- матора 5. Базы транзисторов 6 и 7 соединены с началом и концом соответственно вторичной обмотки 14 переключающего трансформатора 5, а также с двухуровневыми диодными ограничителями 15 и 16 напряжения. Источник
17 управляющих импульсов подключен к первичной обмотке 18 разделительного трансформатора.
Инвертор работает следующим образом.
В начале рассмотрим случай, когда импульсы управления с выхода источ50 ника 17 управляющих импульсов отсутствуют и напряжение на вторичных обмотках 8 и 11 разделительного трансформатора равно нулю. В данном случае инвертор работает как обычный, тран- 55 эисторный инвертор с дополнительным г. ереключающим трансформатором. С помощью резистора 13 мягкого самовозбуждения задается начальный ток смещения транзисторов 6 и .7, создающий условия самовозбуждения инвертора.
Частота преобразования определяется параметрами транзисторов и переключающего трансформатора, а также величиной тока нагрузки. Переключение транзисторов происходит после намагничиваия магнитопровода переключающего трансформатора 5, т.е. после момента времени, когда трансформируемый в базу транзистора ток становится меньше, тока, необходимого для пребывания транзистора в режиме насьпцения.
Переключение транзистора происходит по току базы, т,е. в режиме включения с общим эмиттером. Из-за инерционности выключения транзистора включение второго транзистора происходит раньше, чем полностью закроется закрывающийся транзистор. В результате на коллекторах обоих транзисторов выделяется импульсная мощность, значительно превышающая мощность рассеивания на коллекторах в период времени между переключениями.
Данный недостаток инвертора устраняется после включения в работу источника 17 управляющий импульсов.
Период следования импульсов управления выбирается меньше минимального периода автоколебания инвертора с переключающим трансформатором во всем диапазоне изменения тока нагрузки.
В результате процесс выключения транзисторов осуществляется до момента выхода транзистора из режима насыщения, а включение второго транзистора — с задержкой во времени, равной длительности управляющего импульса, Включение и выключение транзисторов осуществляется в режиме включения транзистора с общей базой, что значительно снижает мощность рассеивания на коллекторах транзисторов в моменты включения и выключения.
Принцип действия инвертора в режиме управления от источника управляющих импульсов заключается в следующем.
Рассмотрим момент времени, когда транзистор 6 открыт, а транзистор 7 закрыт. Ток от источника 10 протекает от конца обмотки 11 разделительного трансформатора к ее началу и средней точке силового трансформатора 1, затем через первичную обмотку 3 (от ее начала к концу) поступает на коллектор
161 транзистора 6, затем ток коллектора суммируется с током базы транзистора
6 и поступает на начало второй обмотки 8 разделительного трансформатора и замыкается на второй входной вывод источника 10, На вторичной обмотке 14 переключающего трансформатора 5 трансформируется напряжение, приводящее к протеканию тока базы транзистора 6, достаточного для его насыщения.. Пусть ток базы с начала обмотки 14 проходит через база-эмиттерную цепь транзистора 6, затем суммируется с током коллектора транзистора 6 и через обмотку 8 разделительного трансформатора протекает на второй входной выод 9 источника 10 и через диод ограничителя 16 напряжения замыкается на конец обмотки 14 переключающего трансформатора 5. Намагничивания магнитопровода разделительного трансформатора не происходит из-эа протекания рабочих токов через обмотки 11 и 8 в противоположных направлениях. Кроме того, ток базы транзистора 6 определяется током коллектора и коэффициентом трансформации переключающего трансформатора, что позволяет добиться компенсации во всем диапазоне рабочих токов инвертора при соответствующем подборе числа витков обмоток трансформаторов, удовлетворяющем условию
Нц
1 + Ф
1 8 Ъ! 4 где W — число витков обмотки 11;
W — число витков обмотки 3 (или . 4); W — число витков обмотки 14 пе(4. рекпючающего трансформатора 5, Управляющие импульсы с источника 17 поступают на вторичные обмотки 8 и 11 разделительного трансформатора и приводят к повышению потенциала эмиттеров транзисторов 6, 7 и средней точки первичной обмотки 2 силового трансформатора 1. Так как число. витков обмотки 11 больше числа витков обмотки 8, прирост напряжения средней точки обмотки 2 выше, чем прирост напряжения на эмиттерах транзисторов. Однако за счет обратной связи напряжение на обмотке 14, а следовательно, и на обмотке 3 пе0570 б реключающего трансформатора 5 увеличивается, в результате чего напряжение на первичной обмотке 2 транс5 форматора 1 до момента начала закрытия транзистора 6 не изменяется, т. е. шунтирования нагрузкой инвертора выхода источника управляющих импульсов не происходит. При увеличе10 45 нии напряжения на обмотке 8 до значения, при котором напряжение на базе транзистора 6 начинает ограничиваться величиной верхнего уровня ограничения, начинается выключение транзистора 6, в результате чего из-за уменьшения тока в обмотке 3 переключающего трансформатора 5 напряжение на базе транзистора 6 начинает уменьшаться, что дополнительно ускоряет процесс закрытия транзистора 6 ° По окончании лавинообразного процесса закрытия транзистора на вторичной обмотке 14 переключающего трансформатора 5 эа счет размагничивания магнитопровода трансформатора индуцируется напряжение, приводящее к протеканию тока по цепи: конец обмотки 14 — диод ограничения верхнего уровня напряжения диодного orраничителя 16 — второй входной вывод 9 источника 10 — диод нижнего уровня ограничения напряжения диодного ограничителя 15 и начало обмотки 14. В результате на базе транзистора 6 устанавливается отрицательное запирающее напряжение, а на базе транзистора 7 — положительное, по величине равное значению верхнего пороra ограничения ограничителя 16. Однако транзистор 7 закрыт напряжением на эмиттерах с обмотки 8. Во время дей=твия управляющего импульса с выхода источника 17 происходит размагничиваниe »arнитопровода трансформатора 5 через низкоомные участки диодов ограничителей уровней, что Приводит к. затягиванию во времени процесса размагничивания, т.е. к увеличению времени, когда на обмотке 14 индуцируется напряжение от размагничивания магнитопровода. Это позволя-ет увеличивать длительность импульса управления, что необходимо при работе инвертора в стабилизаторах напряжения, работающих по принципу широтно-импульсной модуляции. При снижении напряжения на эмиттерах транзисторов 6, 7 в момент формирования заднего фронта управляющего 1610570 Формула из обретения Составитель В. Хандогин Техред М.Дидык Корректор С. Черни Редактор А. Маковская Заказ 3744 Тираж 498 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 импульса происходит открытие транзистора 7, так как на его базе сохраняется положительный .»отенциал, за счет транс,, ормирования напряжения иэ-эа размагничивания магнитопровода на обмотке 14. Одновременно происходит надежное запирание транзистора 6 и полное открьггие и насыщение транзистора 7. В дальнейшем процесс работы инвертора повторяется аналогично изложенному. При рассмотрении режимов работы инвертора, влиянием тока начального запуска инвертора через резистор 13 можно пренебречь, так как он выбирается значительно меньше минимальных рабочих токов инвертора и существенно на его работу не влия4 ет. Двухтактный транзисторный инвертор, содержащий силовой трансформатор вторичная обмотка которого подсоединена к выходным выводам, и два транзистора, подключенных коллекторами к его первичной обмотке через первые обмотки переключающего- трансформатора, вторая обмотка которого подклю-. чена к базам транзисторов, причем 5 ср едняя точка второй обмотки пер еключающего трансформатора через резистор соединена с первым входным выводом, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и расширения функциональных возможностей за счет уменьшения времени рассасывания неосновных носителей в области базы транзисторов, в H eI о В В ед e Hbl H c T оч ни к упр а вля ющи х импульсов с разделительным трансформатором и два двухуровневых диод- ных ограничителя напряжения, подключенных к базам транзисторов и второму входному выводу, причем первая обмотка разделительного трансформатора включена между змиттерами транзисторов и вторым входным выводом, а другая обмотка этого транс25 форматора включена между средней точкой первой обмотки силового. трансформатора и первым входным выводом.
