Транзисторный инвертор

 

Оп ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДВТВДЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

0 } 570170 (61) дополнительное к авт. свил-ву (51} М. Кл.

Я 02 М 7/537 (22} Заявлено09.07.75 (21) 2152208/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано25.08.77 Бюллетень № 31 (4б} Дата одублнковання описания, 07.10.77

ГаеудаРстеенный номнтет

Совете Мнннетров СССР не делам нзебретеннй и ОтнРнтнй (5З} УДК 621.314.58 (088.8) (72} Авторы изобретения

В. В. Авдеев, А. П. Пакидов н В. Ф. Худяков (т1} Заявитель

Ленинградский институт авиационного приборостроения о (54) ТРАНЗИСТОРНЫЙ ИНВЕРТОР

Изобретение относится к преобразовательной технйке н может быть испольэова но во вторичных источниках питания радиоэлектронной аппаратуры.

Известен инвертор (11, в котором для уменьшения динамических потерь от сквозных токов вводятся форсирующие устройства, ускоряющие процессы отпирания транзисторов.

Однако такое устройство не позволяет ш . полностью устранить сквозные токи, так как процессы запирания насьпценных транзисторов протекают медленнее процессов от цирания закрытых изза длительного рассасывания избыточных зарядов в базовых ц областях, и поатому КПЙ такого кивер тора остается низким.

Известен полупроводниковый статический преобразователь (2g, в котором с целью обеспечения защиты транзисторов от перегрузок и повышения КПП применяется последовательное соединение входного Ncточника тока с источником напряжения от обмоток обратной связи. 25

Однако такое устройство характеризует большая длительность процесса выключе ния насыщенных транзисторов, так как рассасывание избыточных носителей в базовых областях осуществляется источником тока с большим внутренним сопротивлением. При этом ток рассасывания равен разности токов источников управления и обратной связи, что не позволяет снизить длительность процесса переключения и использовать данное устройство на высоких частотах.

Известен ключевой усилитель мощности (3g, который позволяет полностью избавиться от потерь, вызванных протеканием сквозных токов, и является наиболее близким по своей технической сущности и достигаемому положительному эффекту к изобретению.

Это устройство содержит силовые транзисторы, входной трансформатор, силовой выходной трансформатор, обмотки управления входного трансформатора, обмотки положительной обратной связи силового: выходного трансформатора, ограничительные резисторы, коллекторные обмотки си570170

3 лового выходного трансформатора, первичную обмотку входного трансформатора, вторичную обмотку силового выходного трансформатора, сопротивление нагрузки и разделительные диоды, б

Недостатком прототийа являются низкий коэффициент усиления по мощности, низкий

КПД по цепям управления транзисторов и завышенная установленная мощность элементов в этих цепях. 0

Первый недостаток устройства обуслои лен тем, что обмотКи положительной обратной связи выходного трансформатора н участвуют в процессах отпирания и запирания транзисторов. Их назначение в данной )б схеме - исключить воэможность отпирания закрытых трайзисторов при изменении полярности напряжения сигнала. управления до момента эапирания открытых тракзисторов, При этом, мощность необходимая для 20 отпирания силовых транэйсторов, потребляется от источника управляющего сигнала, что не позволяет получить большой коэффициент усиления схемы ло мощности.

Кроме того, в интервалах коммутации, 25 когда напряжения обмоток управления и обратной связи находятся в противофазе, в цепях управления отпираемых транэистоpos наблюдаются дополнительные потери мощности в ограничительных резисторах. 130

Это объясняется тем, что в интервалах коммутации к этим резисторам в пропускающем для разделительных диодов направлении прикладывается суммарное напряжение обмоток управления и обратной связи. На- 3$ личие дополнительных потерь приводит к снижению КПД цепей управления при, увеличении частоты управляющего сигнала, что в свою очередь требует увеличения удельной установленной мощности элемен- 40 тов в цепях управления.

Цель изобретения повышение КПй ниве ргора эа счет увеличения КПД по цепям управления транзисторов и повышения коэффициента усиленйя пе мошности, 45 а также снижения. удельной уотанс вленной мошнос ги элеиентоФ атеней управления.

Для этого и транзисторном .инверторе, - содержащем, силовые транзисторы с ограничительными резисторами в базовых це- 50 пях, входной трансформатор с обмотками управления, подключенными параллельно управляющим переходам транзисторов через разделительные диоды и силовой выходной трансформатор с обмотками положительной обратной связи и диодами, предлагается параллельно каждому из разделительных диодов включить цепочку, состоящую

I из ограничительного резистора, соответствующей обмотки положительной обратной 6Е связи и одного из указанных диодов, причем последний соединен с разделительным диодом последовательно.

Такое включение позволяет уменьшить мощность, потребляемую от источника управления, и исключить протекание токов через ограничительные резисторы в коммутационных интервалах. Последнее обстоятельпоэволяет повысить КПД цепей уп равления, снизить удельную установленную мощность элементов в этих цепях и, как следствие, повысить Kllg инвертора при работе на повышенных частотах при полном усчранении сквозных токов.

На чертеже изображена принципиальная схема транзисторного инеертора.

Он содержит силовые транзисторы 1 и 2, входной трансформатор 3; силовой выходной трансформатор 4; обмотки 5, 6 управления входного трансФорматора3 обмотки 7 и 8," яоложмгельной обратной свяри выходного транс» форматора; ограничительные резисторы 9 и 1 0.

Г

Кроме того, иивертор включает коллекторные обмотки 11 и 12 выходного трансформа. тора; первичную обмотку 13 входного транс- формаюра; вторичную обмотку 14 входного трансформатора; сопротивление нагрузки 15; пропускавшие диоды 16 и 17 и разделительные диоды 18 и 19.

Транзисторный инвертор, собранный по схеме с выведенной нулевой точкой выходного трансформатора, состоит из транзисторов 1 и 2, включенных коллекторами в разноименные концы обмоток 11, 12 выходного трансформатора 4. Обмотки управления 5 и 6 выходного трансформатора 3 включены параллельно управляюшим переходам транзисторов через разделительные диоды 18 я 19. Обмотки положительной обратной связи, 7, 8 выходного трансформатора

4 подключены параллельно разделительным диодам 18, 19 через пропускаюшие диоды

16, 17 и ограничительные резисторы 9, 10.

Работу схемы рассмотрим с момента времени, когда транзистор 1 открыт, а транзистор 2 закрыт, В этом случае через управляющий переход открытого транзистора протекает отпираюший, базовый ток под действием суммарного напрях ения обмоток 5 и 7; Диод 16 я этом случае проводит а к диоду 17 .поиложено, запираюшее напряжение обмоток 6 и е.

С момен а нремэий .Ыэмэяения нолярности напряжения управления к .открыл ому транзистору через разделятельнйй диод 18 прикладывается занираюшее напряжение, под действием которого происходит рассасывание избыточного заряда иеосновных носителей в базовой области транзистора. Транзистор,2 в это время остается закрытым, 570170

Составитель Г. Огнев

Техред Н, A ндрейчук Корректор, А. Кравченко

Редактор Л. Народная

Заказ 3071/49 Тираж 917 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретениЯ и откры1 ий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 так как напряжения обмоток 6, 8 действуют встречно, а отпирающее напряжение об» мотки управления 6 отсекается разделитель ным диодом 19.

В момент выхода транзистора 1 из насыщения сигнал обратной связи на обмотке

8 меняет свою полярность и транзистор 2 отпирается под действием суммы напряжений обмоток 6 и 8, прикладываемых к базе через пропускающий диод 17 и ограничительный резистор 10. В дальнейшем процессы в схеме происходят аналогично. б

Таким образом, отпирание транзисторов инвертора осуществляется источником тока, а эапирание — источником напряжения, что улучшает условия коммутации, сокращает ее длительность и повышает скорость

,переключения транзисторов, Ф

Транзисторный инвертор может быть выполнен по мостовой, несимметричной мостовой и другим известным схемам преобра. зования как однофазным, так и многофаэным. 25

Формула изобретения

Транзисторный инвертор, содержащий силовые транзисторы с ограничительными эеэисторами в базовых цепях, входной трансформатор с обмотками управления, подключенными параллельно управляюшим переходам транзисторов через разделительные диоды, силовой выходной трансформатор с обмотками положительной обратной связи и диоды, отличающийс s тем„что, с целью повышения КГИ, параллельно каждому иэ разделительных диодов включена цепочка состоящая яз ограничительного резистора, соответствующей обмотки положительной обратной связи и одного яз укаэанных диодов, причем последний соединен с разделительным диодом последовательно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент Англии И 820813, кл. Н 2

1956.

2. Патент Франции % 2 2 38273, рл. Н 02 М 3/22, 1975.

3. Авторское свидетельство СССР

% 290407, кл. Н 03 K 3/26, 1968.