Полумостовой транзисторный инвертор

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и электропривода . Цель изобретения - расширение диапазона рабочих частот и повышение КПД. В каждом плече полумостового инвертора силовой транзистор 2

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ6ЛИК (и)5 Н 02 М 7/538

ГОСУДАРСТВЕН4ЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗО6Р ЕТЕ НИ ЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Яь

0с

О

Ф;

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4740097/07 (22) 25.09.89 (46) 07.09.91. Бюл. М 33 (71) Научно-исследовательский институт asтоматики и электромеханики при Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (72) В.Т.Молчанов и А.Ю.Рождественский (53) 621.314.58 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

% 1096743, кл. Н 02 M 7/537, 1980.

Авторское свидетельство СССР

N- 970588, кл. Н 02 M 1/08, 1981, (54) ПОЛУМОСТОВОЙ ТРАНЗИСТОРН61Й

ИНВЕРТОР

„„5U„„1 67б046 А1 (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и электропривода, Цель изобретения — расширение диапазона рабочих частот и повышение КПД, В каждом плече полумостового инвертора силовой транзистор 2 (3) управляется через промежуточный усилитель 10 (11), выполненный на комплементарных транзисторах. Дополнительные отпирающие и запирающие источники выполнены посредством основнйх выпрямителей 8 и 9, питаемых от основных вторичных обмоток входного трансформатора 1, работающего на повышенной

1676046

50 частоте. Упраr>rlslющий трансформатор 4 коммутируется по первичной цепи управляющим клк>чом 5 переменного тока. Вторичные обмотки управляющего трансформатора 4 через управляющие выпрямители 6 (7) и узлы 15 (21) задержки подключены к входам промежуИзобретение относится к электротехнике и может быпгь использовано в системах вторичного электропитания и электроприВОДЯ, Цель изобретения — расширение диапазона рабочих частот и псвышение КПД, На чертеже схематически изображен полумостовой транзисторный инВертОр, Мнвертор содержит. входной трансфбрматар 1, подключенный к источнику переменного тока пОВышеннОй частоты, и последовательно соединенные силовые транзисторы 2 и 3, Управляющий трансформатор 4 через ключ 5 переменного тока подключен к дополнительной обмотке трансформатора I, Управляющие выпрямители 6 и 7 входами подключены к Вторичным обмоткам трансформатора 4. Основные

Выпрямители 8 и 9 Входом подключены к

8TopvI÷íûM обмоткам трансформатора 1, средняя точка которых соединена с эмиттерами силовых транзисторов 2 и 3 соответстванно. Проме>куточные усилители 10 и 11 содержат комплементаэную пару транзиcTopQB, резисторы, импульсные усилители

12 и 13, На входе одного из них Включен инвертирующий усилитель 14. Первый узел

15 задер>кки содержи транзистор 16, КСцепь 17 и 18, резисторы 9 и 20. Второй узел

21 задержки содерх<ит . ранзистор 22„конденсатор 23 и резистор 24, Инвертор содержит также ограничительный резистор 25.

Отрицательные Выводы выпрямителей

6 и 7 подключены к Отрицатель IblM выводам

Выпрямителей 8 и 9 соответственно. Импульсные усилители 12 и 13 соединены по"ледовательно с усиг,ителями 10 и 11, выходы которых соединены с базами силоВых транзисторов 2 и 3. Положительный вывод выпрямителя 6 соединен с входом первого узла 15 задержки и через ограничительный резистор 25 с Входом импульсного усилителя 12, подключенного также к выходу первого узла 15 задержки.

Положительный вывод выпрямителя 7 соединен с входом импульсного усилителя

13 через второй узел 2, задержки и инвертирующий усилите.-.ь 14. Для усилителей 10 и 11, импульсных усилителей 12 и 13 и ин15

45 точных усилителей 10 (11), Входящие в узлы

15 (21) задержки RC-цепочки на элементах 17 — 18 (24-23) обеспечивают задержку импульса, отпирающего силовой транзистор 2 (3), чем обеспечивается защита от сквозных токов при их переключении. 1 ил. вертирующего усилителя 14 выпрямители 8 и 9 являются источниками питания.

В узле 15 задержки транзистор 16 базой подключен к общей точке RC-цепи 17 и 18 и резистора 19, один иэ выводов резистора 17 является входом узла 15. Коллектор транзистора 16 соединен с резистором 20, другой вывод которого является выходом узла 15.

Другой вывод резистора 19 и эмиттер транзистора 16 соединен с положительным Выводом выпрямителя 8.

В узле 21 задержки эмиттер транзистора 22 является выходом узла 21, вывод резистора 24, соединенный с коллектором транзистора 22, является входом узла 21 задержки, а конденсатор 23 одним выводом подключен к резистору 24 и базе транзистора 22, а другим — к отрицательному выводу выпрямителя 9, Транзисторный инвертор работает следующим образом.

Сигнал управления поступает на вход ключа 5 переменного тока. При этом ключ

5 эзмыкается и вторичная обмотка трансформатора 1 присоединяется к первичной обмотке трансформатора 4. На выходах выпрямителей 6 и 7 в соответствии с сигналом управления появляются гальванически развязанные выпрямленные напряжения. Напряжение с выхода выпрямителя 6 обеспечивает синхронное с сигналом управления открывание транзисТора импульсного усилителя 12 через ol.раничивающий резистор 25, При этом верхний транзистор усилителя 10 закрывается, а нижний открывается и к базе транзистора 2 прилагается напряжение закрывающей полярности, что обеспечивает его форсированное запирание. Поскольку напряжение с выхода выпрямителя 7 проходит через узел 21 задержки, открывание транзистора инвертирующего усилителя 14 задерживается на время, обусловленное параметрами резистора 24 и конденсатора

23. Открытый транзистор инвертирующего усилителя 14 шунтирует управляющий переход транзистора импульсного усилителя

13 и последний через интервал времени, Обусловленный задержкой, закрывается, 1676046 что обеспечивает закрывание нижнего и открывание верхнего транзистора усилителя 11, через который начинает протекать базовый ток силового транзистора 3 и последний открывается. 5

Таким образом силовой транзистор 2 закрывается сразу после подачи импульса управления, а силовой транзистор 3 открывается с задержкой, что исключает протекание сквозного тока. При снятии импульса управления ключ 5 размыкается, трансформатор 4 обесточивается и напряжение на выходах выпрямителей 6 и 7 спадает до нуля, При этом транзистор инвертирующего усилител 14 закрывается практически без задержки, что обеспечивает открывание транзистора импульсного усилителя 13, что приводит к закрыванию силового транзистора 3. Уменьшение напряжения на выходе выпрямителя 6 приводит к увеличению напряжения на RC-цепи 17 и 18, Начинается дозаряд конденсатора 18 через переход эмиттер-база транзистора 16, что приводит к открыванию этого транзистора и обеспечению на время заряда конденсатора 18 базового тока транзистора импульсного усилителя 12 и, в конечном итоге, к задержке открывания силового транзистора 2, Таким образом, силовой транзистор 3 закрывается сразу после снятия импульса управления, а силовой транзистор 2 откры-вается с задержкой, исключающей протекание сквозного тока, Расширение функциональных возможностей путем увеличения диапазона регулирования выходной частоты инвертора в предлагаемом устройстве осуществляется работой трансформатора 1 и 4 на повышенной частоте.

Формула изобретения

Полумостовой транзисторный кивертор, содержащий в каждом плече силовой транзистор, подключенный базой к выходу промежуточного усилителя на комплимен- 45 тарных транзисторах, соединенного по цепи питания с дополнительными источниками отпирающего и запирающего напряжения, общая точка которых подключена к эмиттеру силового транзистора, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью расширения диапазона рабочих частот и повышения

КПД, введены входной трансформатор, два основных выпрямителя, управляющий ключ переменного тока, управляю ций трансформатор, два управляющих выпрямителя, два узла задержки, инвертирующий усилитель и резистор, при этом дополнительные источники отпирающего и запирающего напряжения выполнены в виде основных выпрямителей, подключенных входом к основным обмоткам входного трансформатора, дополнительная обмотка которого через управляющий ключ перемен".îão тока соединена с первичной обмоткой управляющего трансформатора, каждая иэ двух вторичных обмоток которого соединена с входом соответствующего управляющего выпрямителя, причем выход управляющего выпрямителя первого плеча инвертора соединен через первый узел. задержки, шунтированнь:й резистором, с входом промежуточного усилителя, выход управляющего выпрямителя второго плеча инвертора соединен чеоез второй узел задержки с входом инвертирующего силителя, включенного во входную цег.ь промежу|очного усилителя, причем первый узел задержки содержит транзистор, два резистора и последовательную RC-цепочку, включенную между входом узла задержки и базой транзистора, эмиттер которого соединен с выходом дополнительного источника отпирающего напряжения, коллектор через первый резистор соединен с выходом узла задержки, причем между базой и эмиттером транзистора включен второй резистор, а второй узел задержки содержит транзистор, который змиттером соединен с выходом узла задержки, коллекторно-базовым переходом, шунтированным резистором, через конденсатор соединен с выходом управляющего выпрямителяля.