Инвертор

 

ОП ИСАНИЕ

ИваВЕЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< «993416

Союз Советск их

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свнд-ву(22)Заявлено 17.08.81 (21) 3333117/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51)М. Кл.

" 02 11 7/537

Гееударстаенньм кемнтет (53) УЙК 621 ° 314. .58(088.8) Опубликовано 30. 01. 83. Бюллетень № 4

llo делам нзааретеннй н еткрь«тнй

Дата опубликования описания 30. 0 1. 83

-1

7 с вычислительных пульс"

А.С.Баскин и В.Г.Шалимов, f

Х;,, k 1" 3„

r,;,„, (72) Авторы изобретения

Научно-исследовательский инсти машин научно-производственного (7I) Заявитель (54) ИНВЕРТОР

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в преобразовательной технике.

Известен преобразователь постоянного напряжения, в котором выключение силовых транзисторов усилителя мощности производится закорачиванием дополнительной обмотки пефеключа«щего трансформатора тока через диодц и ключевой транзистор 1"«.

Поскольку при этом к переходу база-эмиттер каждого силового тран-.. зистора не прикладывается обратное напряжение, выключение является пассивным. Оно характеризуется большими длительностями времен рассасывания и заднего фронта токовых .импульсов. си.ловых транзисторов, что обуславливает снижение КПД и ухудшение регулировочных параметров устройства. 20

Известен преобразователь постоян-. ного напряжения, содержащий силовые транзисторы, подсоединенные к токовому трансформатору, дополнительная

2 обмотка которого подключена к управ" ляющим транзисторам, а средний ее вывод через последовательно соединенные диод и резистор — к одному из зажимов источника питания, другой зажим которого подключен к объединенной точке управляющих транзисторов, - а между общей точкой указанных резистора и диода объединенной точкой управляющих транзисторов включен конденсатор 2 .«.

В указанном преобразователе при запирании силового транзистора к полуобмотке дополнительной обмотки токового трансформатора через ключ подключается конденсатор. Напряжение конденсатора трансформируется в базовую обмотку токового трансформатора, прикладывается с обратной полярностью к переходу база-эмиттер открытого силового транзистора, вызывая его форсированное запирание. Однако при этом через дру гую базовую обмотку напряжение при5

10 !

5 эо

45

3 993 кладывается к переходу база-эмиттер закрытого силового транзистора, который включается. Поскольку время включения транзистора меньше его времени выключения, имеет место сквозное включение силовых транзисторов, сопровождающееся возрастанием потерь в них и снижением КПД преобразователя.

Наиболее близким к изобретению является инвертор, содержащий минимум ,,для двух противофазно коммутируемых силовых транзисторов общий трансформатор тока, одна иэ обмоток которого включена последовательно с выходными выводами, управляющая обмотка подключена к управляющим транзисторам, силовые цепи которых зашунтированы обратными диодами, причем база-эмиттерный переход каждого из силовых транзисторов связан с последовательной цепью, в состав которой входит другая обмотка токового трансформатора и конденсатор, зашунтированный диодным элементом (3 3.

Однако для эффективного управления современными высоковольтными транзисторами, в частности для достижения током коллектора максимальной скорости на этапе выключения, целесообразно формировать на переходе база-эмиттер тразистора значительное обратное напряжение, величина которого ограничивается напряжением пробоя.

В известном устройстве невозможно эффективно форсировать запирание высоковольтных силовых транзисторов, что существенно сужает область его использования и уменьшает надежность.

Цель изобретения — повышение надежности за счет форсированного запирания силовых транзисторов.

Поставленная цель достигается тем, что в известном инверторе в упомянутую последовательную цепь введен диод, зашунтированный введенным первым резистором, при этом база-эмиттерный переход каждого силового транзистора зашунтироваи вторым введенным резистором.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема инвертора.

Инвертор содержит силовые транзисторы 1 и 2, управляемые от общего трансформатора тока 3, обмотка 4 которого включена последовательно с нагрузкой, обмотки 5 и 6 включены

416 4 в базовые цепи силовых транзисторов

1 и 2, а управляющая обмотка 7 соединена с коллекторами управляющих транзисторов 8 и 9, шунтированных диодами 10 и 11. Переходы база-эмиттер силовых транзисторов 1 и 2 зашунтированы резисторами 12 и 13,эмиттеры соединены с анодами диодов 14 и

15, эашунтированных резисторами l6 и 17. Между катодами диодов 14,15 и выводами обмоток 5,,6 трансформа1, тора тока 3 включены конденсаторы 18

;и 19, зашунтированные диодными цепоч ками 20 и 21 Средняя точка обмотки

7 трансформатора тока 3 соединена с источником питания через резистор 22.

Инвертор работает следующим образом. Ф

Пусть внешним сигналом управляющий транзистор 9 открыт, а 8 - закрыт. При этом открыт силовой транзистор 1, а

2 †. закрыт. Напряжение на базовой обмотке 5 равно: () б "С" VА ");Э («) где Ос - напряжение на конденсаторе

18 (19)

0 — прямое напряжение на диоде

14 (15 );

Об — прямое напряжение перехода бэ база-эмиттер силового транзистора 1 (2 ).

При открывании внешним сигналом управляющего транзистора 8 обмотка

7 трансформатора тока 3 оказывается замкнутой накоротко через транзистор

8 и диод 11, Поскольку отношения витков обмоток 7 и 5 обычно не менее

5-10, напряжение на обмотке 5 (6 ) падает до величины, близкой к нулю, и к базе транзистора 1 прикладывается обратное напряжение

Выбором числа диодов шунтирующей цепочки 20 достигается величина

U>< ц,близкая к предельно допуск р тймому значению О я „ с,„,необходимая для форсированного эапирания силового транзистора. После окончания процесса рассасывания в транзисторе 1 диод

14 запирается.

При запирании управляющего транзистора 9 открывается силовой транзистор 2. Напряжение на базовой обмотке

6 будет определяться выражением (1), а на переходе база-эмиттер закрытого

5 993416 6 силового транзистора 1 при этом дей- ряется область использования такого ствует обратное напряжение Uzg О, инвертора и повышается надежность. определяемое суммарным напряжением на обмотке 5 и конденсаторе 19, а также сопротивлениями резисторов 12 и 16:

>Soap Ю+р Ос+ weal (1 где R1 - сопротивление резистора

12 (13);

RZ - сопротивление резистора

16 (17);

Выбором соотношения между сопротивлениями резисторов 12 (13) и

16 (17 ) обеспечивается условие, когда обратное напряжение перехода базаэмиттер силового транзистора не превышает предельно допустимого значе; ния.

При открывании управляющего транзистора 9 к базе силового транзистора

2 прикладывается обратное напряжение, определяемое выражением (2 ), и обеспечивается его форсированное за.пирани .

Далее цикл повторяется.

Таким образом, изобретение позво.ляет в инверторе, силовые транзисторы которого управляются от общего трансформатора тока, обеспечить эф" фективное запирание высоковольтных транзисторов за счет формирования на их переходах база-эмиттер обратно- з го напряжения, близкого к предельно допустимому, чем существенно расши-.

Инвертор, содержащии минимум для двух противофазно коммутируемых силовых транзисторов общий трансформатор тока, одна из обмоток которого включена последовательно с выходными выводами, управлявшая обмотка подключена к управляющим транзисторам, си-,. ловые цепи которых зашунтированы об" ратными диодами, причем база-эмиттер. ный переход каждого из силовых транзисторов связан с последовательной цепью, в состав которой входит другая обмотка токового трансформатора и конденсатор,,зашунтйрованный диод" ным элементом,о т л и ч à ю шийся тем, что, с целью повышения надежности за счет форсированного запирания силовых транзисторов, в упомянутую последовательную цепь введен диод, зашунтированный введенным первым резистором, при этом база-эмиттерный переход каждого .силового транзистора также зашунтирован вторым введенным резистором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Авторское свидетельство СССР

И 481970, кл. Н 02 И 7/537, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

И 558365, кл. Н 02 И 7/537, 1974.

3. Авторское свидетельство СССР

11 499640, кл. Н 02 M 7/537, 1966.

993416

Составитель T.Åðøîâà

Редактор В.Пилипенко Техред О.Неце

Корректор М.йемчик

Подписное

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

Заказ 499/73 Тираж 685

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5