Транзисторный инвертор

Авторы патента:

РУДЕНКО ВЛАДИМИР СЕМЕНОВИЧ

ПОПОВ ВЛАДИМИР АНДРЕЕВИЧ

ГУЛЫЙ ВИКТОР ДМИТРИЕВИЧ

МОРОЗОВ ВИКТОР ГРИГОРЬЕВИЧ

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик >817910 (61) Дополнительное к авт. свид-вувЂ” (22) Заявлено 02.02.79 (21) 2720501/24-07 с присоединением заявки №вЂ”, (51) M. Кл.

Н 02 М 3/335

Н 02 М 7/537

Гееудерстеенный кемнтет

СССР (23) Приоритет вЂ” ю делам нзееретеннй н еткрытнй (53) УДК 621.314. .058 (088.8) Опубликовано 30.03.81. Бюллетень № 12

Дата опубликования описания 31.03.81 (72) Авторы изобретения

В. С. Руденко, В. А. Попов, В. Д. Гулый и В. Г. Мор ов

О . .41

Киевский ордена Ленина политехнический ин итут - - им. 50-летия Великой Октябрьской социалистическо ревоЖЕз1 щи.. -;,:;,, . У (7.1) Заявитель (54) ТРАНЗИСТОРНЫЙ, ИНВЕРТОР

Изобретение относится к преооразовательной технике, к транзисторным преобразователям постоянного напряжения, работающим на повышенных частотах, где существенную роль играют динамические потери мощности, существенно снижающие надежность устройства.

При инвертировании постоянного напряжения группы ключевых транзисторов работают в противофазе. При этом из-за разного времени включения и выключения силовых транзисторов, в особенности высокочастотных, наблюдается явление «сквозных» токов, когда источник питания закорачивается через уже открытый и еще не запертый ключевые транзисторы на время, обусловленное, в основном, временем рассасывания неосновных носителей в базе запирающегося транзистора. С повышением частоты переключения доля потерь, вносимая «сквозными» токами, возрастает, что приводит к уменьшению КПД инвертора.

Известны транзисторные инверторы, содержащие ключевые противофазные транзисторы с токоограничительными резисторами в базовых цепях и предоконечный усилитель с трансформаторным выходом, в которых уменьшение или устранение «сквозных» токов достигается путем введения форсируемой или регулируемой задержки отпирающего сигнала на ключевой транзистор до полного или частичного запирания закрывающегося транзистора инвертора (1), (2) и (3) .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является транзисторный инвертор, содержащий блок управления с трансформаторным выходом, свя10 занный с управляющими входами транзисторов двухтактного усилителя мощности, два вспомогательных трансформатора, одни из обмоток каждого из которых с последовательно соединенным вентильным элементом шунтируют один из переходов соответственных транзисторов усилителя мощности и подсоединены с токоограничительными резисторами к другим своим обмоткам с обратно включенными вентильными элементами (4).

Недостатками известного устройства являются большие массогабаритные показатели и большие потери мощности в управляющем и вспомогательных трансформаторах.

817910

Цель изобретения вЂ” уменьшение массогабаритных показателей и повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что другие обмотки вспомогательных трансформаторов с обратно включенным вентильным элементом шунтируют токоограничительный резистор соответственного транзистора.

С целью обеспечения активного запирания включающегося транзистора на время рассасывания неосновных носителей в базе запирающегося эмиттерный переход каждого транзистора шунтирован вентильным элементом в прямом направлении и последовательно соединенной с ним одной обмоткой вспомогательного трансформатора.

В качестве вентильных элементов обычно

5 !

15 применяются диоды и переходы транзисторов.

На фиг. 1 представлена упрощенная схема стойки транзисторного инвертора; на фиг. 2 вЂ” эпюры напряжений схемы.

Стойка транзисторного инвертора со20 держит противофазные ключевые транзисторы 1 и 2, которые управляются по базовым цепям через токоограничительные резисторы 3 и 4 напряжением прямоугольной формы обмоток 5 и 6 управляющего трансформа- 25 тора 7. Вспомогательный трансформатор 8 подключен так, что обратно включенный диод 9 (10) и последовательно соединенная с ним обмотка 11 (12) шунтируют резистор 3 (4), а эмиттерный переход транзистора 1 (2) шунтирован диодом 13 (14) в прямом направлении и последовательно соединенной с ним обмоткой 15 (16).

Рассмотрим принцип устранения «сквозных» токов в стойке инвертора, состоящей из транзисторов 1 и 2 (фиг. 1).

Пусть в исходном состоянии транзистор 2 заперт, а транзистор 1 открыт. При этом на обмотках трансформатора 7 предоконечного усилителя действуют напряжения, полярность которых на фиг. 1 показана без скобок. Напряжения на обмотках вспомога- 4О тельного трансформатора 8 практически равны -нулю, так как напряжение на резисторе 3 отсекается от обмотки 11 вентилем 9, а на цепочку, состоящую из последовательно соединенных вентиля 13 и обмотки 15, дей45 ствует напряжение прямосмещенного эмиттерного перехода транзистора 1, величина которого недостаточна для отпирания вентиля 13. При изменении полярности управляющих напряжений V5 и U в (фиг. 2) (полярность на фиг. 1 дана в скобках) эмиттерный переход транзистора 1 в интервале рассасывания неосновных носителей 1р, (фиг. 2) продолжает оставаться открытым.

Вследствие этого практически все напряжение обмотки 5 выделяется на резисторе 3 и через открытый вентиль 9 прикладывается 55 к обмотке 11 вспомогательного трансформатора 8 с полярностью, указанной на фиг. 1 в скобках. Полярность включения обмоток трансформатора 8 такова,что напряжение, трансформируемое в обмотку 16 через вентиль 14, прикладывается в запирающем направлении к эмиттерному переходу транзистора 2 и задерживает его отпирание на время t з = tp< (фиг. 2).

По истечении времени рассасывания 1, эмиттерный переход транзистора 1 запирается и напряжение на обмотках вспомогательного трансформатора 8 становится равным нулю. Под действием напряжения на обмотке 6 транзистор 2 отпирается и схема приходит ко второму квазиустойчивому состоянию, противоположному исходному.

Таким образом, в схеме осуществляется автоматическая задержка отпирающего сигнала на время рассасывания неосновных носителей в базе запирающегося транзистора, в результате чего «сквозные» токи устраняются.

Положительный эффект достигается применением дешевых, надежных, не снижающих общую электробезопасность изделия, диодно-трансформаторных цепей, работающих при низких действующих напряжениях, не прервышающих напряжения обратносмещенных эмиттерных переходов ключевых транзисторов.

Схема практически не требует настройки и начинает работать сразу же при включении вспомогательного трансформатора с соблюдением полярности, указанной на фиг. 1.

В транзисторных инверторах, где регулирование выходного напряжения осуществляется изменением длительности паузы на нуле, применение схемы приводит к увеличению КПД во всех режимах нагрузки и к существенному снижению уровня генерируемых радиопомех.

Из предлагаемой схемы можно исключить вспомогательные обмотки 15 и 16 и вентили 13 и 14. В этом случае в интервале рассасывания неосновных носителей в базе транзистора 1 (2) напряжение, трансформируемое из обмотки 11 (12) в обмотку 12 (11), частично компенсирует .напряжение управления обмотки 6 (5), в результате чего напряжение между эмиттером и базой транзистора 2 (1) близко к нулю, т. е. имеет место пассивное запирание транзистора 2 (1) на время 1р, (tp,).

Формула изобретения

1.Транзисторный инвертор, содержащий блок управления с трансформаторным выходом, связаниый с управляющими входами транзисторов двухтактного усилителя мощности, два вспомогательных трансформатора, одни из обмоток каждого из которых с последовательно соединенным вентильным элементом шунтируют один из переходов соответственных транзисторов усилителя

817910 мощности с токоограничительными резисторами и подсоединены к другим своим обмоткам с вентильными элементами, отличающийся тем, что, с Мелью уменьшения массогабаритных показателей и увеличения надежности, другие обмотки вспомогатель5 ных трансформаторов с обратно включенным вентильным элементом шунтируют токоограничительный резистор соответственного транзистора.

2. Транзисторный инвертор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью увеличения надежности схемы,эмиттерный переход каждого из транзисторов шунтирован одной из упомянутых обмоток вспомогательного трансформатора с вентильным элементом, включенным в прямом направлении.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 290407, кл. Н 03 F 3/26, 1970.

2. Конев Ю. И. Сб. «ЭТвА», № 3, М., «Советское радио«, 1972, с. 51 вЂ” 56.

3. Авторское свидетельство СССР № 550758, кл. Н 02 М 7/537, 1977.

4. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2575356, кл. Н 02 М 7/537,.1978.

8179!О

Ри7,.

Редактор Н. Кузнецова

Заказ 1461/74

U11

И/о

Составитель Т. Ершова