Инвертор

 

О П И С А Н И Ж

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскнн

С оцнаянстнческнк

Респубттнк (11) 570172

К АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено29.04.76 (21) 2352287/07 с присоединением эат:вки № (51) М. Кл.

Н 02 М 7/537

Государственный квинтвт

C0$BTd Мнннстрпв СССР по делвм нзабрвтеннй н вткрытнй (23) Приоритет (43) Опубликовано25.08.77.Бюллетень № 31 (46) Дата опубликования описания 14.10.77 (53) УДК621 314.58 (088.8) (72) Автор иэобретения

М. Г1. Завьялов (71) Заявитель (S4) ИНВЕРТОР

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при построении вторичных источников пи.тания.

HGBQcTHbl инверторы на составных тран 5 эисторных ключах, в которых для уменьшения статических потерь и обеспечения режима насыщения силовых транзисторов используются дополнительные источники смещения.

В схеме усилителя.мощности в качестве источника смешения используетс я вторичная обмотка токового трансформатора, первичная обмотка которого включена последовательно в нагрузочную цепь преобразования }d

Ы

Этой схеме присущ тот же недостаток, что и предыдущей. Кроме того, при различных токах нагрузки не обеспечивается оптимальный режим насыщения силового gQ транзистора, что приводит к увеличению потерь в его управлякнцей пепи.

Известна также схема, в коллекторную .цепь управляюшего транзистора которой, r,в. в базовую цепь силового транзистора, щ включена дополнительная обмотка выходного трансформатора, которая обеспечивает режим насыщения силового транзистора, снижая тем самым статические потери I 2).

Недостаток такой схемы заключается в том., что силовой транзистор находится в режиме глубокого насыщения до самого момента выключения, его переход в область отсечки происходит с некоторым запаздыВанием, обусловленным рассасыванием избыточных носителей в области базы. Это приводит к появлению в схе е сквозных токов, увеличивающих динамические потери и снижающих общий КПД преобразователя.

В качестве прототипа взят второй аналог, так как в нем источником смешения является источник н пряжения.

llewü изобретения — уменьшение динамических потерь в транзисторах за счет предварительного их выведения из режима насыщения до момента коммутации, Это достигается тем, что в качестве источника смешения, расположенного в базовых цепях силовых транзисторов, используются дополнительные обмотки дросселя

570172 насыщения, подклкченного к зажимам инверторв, на которых имеется переменное напряжение. При этом параметры дросселя выбираются так, что его насыщение происходит раньше, чем изменение полярности управляющего сигнала1 (T,å. его рассчитывают на более высокую частоту). B результате в цепи базы силового транзистора формируется ток ступенчатой формы, который обеспе. чивает насыщенный режим работы транзистора нв большей части открытого полупериода.

Перед моментом коммутации транзистор выводится из режима насыщения, причем вре, мя его работы в активной области должно быть достаточно для рассасывания избыточных носителей.

На фиг. 1 изображена схема инвертора, выполненного в виде трансформаторного мультивибратора; на фиг. 2 - временныв 20 диаграммы напряжений и токов.!

Инвертор содержит выходной трансформатор 1, силовые 2,Э и вспомогательные

4,5 транзисторы, образующие составные ключи, а также дроссель насыщения 6, под- 2б ключенный к выходному напряжению преобразователя через балластный резистор 7.

Цепь базового,тока составных транзисI торных ключей замыкается через резистор8 и диоды, шунтирующие входные переходы 30 транзисторов в. обратном направлении. Полярности сигналов на схеме соответствуют открытому состоянию транзисторов 2 и 4.

Инвертор работает следующим образом.

Если в открытом состоянии находятся транзисторы 2 и 4, то выходное напряже.ние почти полностью прикладывается к дросселю насыщения 6 и, трансформируясь в его дополнительные., обмотки, вызывает ьасыщение силового транзистора 2. Величи- <0 на вторичного напряжения 1 В, при этом оно кол1пенсирует падение напряжения на эмиттерню-коллекторном пвреходе вспомогательного транзистора 4 :и обесрьчивеет смешение перехода бвзв-коллектор силового 45 транзистора 2 в прямом направлении. Падение напряжения нв пере оде эмиттерколлектор (lj „) силового транзистора мало, и по пепи его базы протекает ток :(/р где 3 — ток коллектора, а1

5 < гст к. р — коэффициент усиления силового . трайэистора по току в режиме насыщения, Такое состояние сохраняется на большой части полупериода до момента насыщения, дросселя 6. При его насыщении нв ряжение иа всех его обмотках снижается до нуля.

Это приводит к изменению полярности напряжения нв переходе база-коллект. р от крытого силового транзистора (см. нв фиг. 1 знаки в кружках), . которое становится равным падению напряжения на эмиттерно-коллекторном переходе вспомогательного транзистора. В результате силовой транзистор выходит из области насыщения, его коэффициент усиления по току возрастает а ток базы уменьшается до значения

-3 /p где р — коэффициент усиления к по току в активной области. Таким образом, к моменту переключения происходит соответствующая подготовка транзистора, заключающаяся ь удалении избыточных носителей иэ области базы еше на интервале открытого состояния. Через заранее заданное время происходит насыщение выходного трансформатора 1, что приводит к практически мгновенному переключению транзисторов преобразователя. После этого процессы в схеме повторяются.

В схеме преобразователя отсутствует импульсное нарастание коплекторного тока в конце полупериода, которое характерно для схемы автогенератора Роера и является ее основным недостатком. В результате значительно снижаются динамические потери в силовых "транзисторах, и повышается надежность работы схемы.

Аналогично можно выполнить преобразователь по мостовой схеме.

В

Формула изобретения

Инвертор, состоящий иэ составных и уп рввляемых ключей, образованных основными и вспомогательными транзисторами, базовые цепи которых соединены с обмоткой управления, отлич аюши йс я тем,что, с целью уменьшения динамических потерь, В ВЫХОДНЫЕ llBBH СОСтаВНЫХ КЛЮЧЕЙ ВКЛЮЧЕН дроссепь насыщения, имеющий всполюгательныв обмотки, каждая иэ которых образует последовательную цепь с переходом коллектор-эмиттер соответствуюшего из вспомогательных транзисторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1, Коссов О, А. Усилители люшности на транзисторах в режиме переключений, Энергия ., М, 1971 r.,ñ. 114-115.

2. Электронная техника в автоматике, вып 4, М., 1973, с. 29. 570172

3nz

Составитель Г. Огнев

Темро; Н. Аидрейчук Корректор A. Кравченко

Редактор Т. Загребельная

Заказ 3071/49 Тираж 917 Подписное

llHHHHH Государственного комитета Совета Министров СССР

"по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4