Инвертор
Иллюстрации
Реферат
ИНВЕРТОР, содержащий двухканальный блок управления, два трансформатора возбуждения, выходные обмотки которых подключены к входам управления силовых транзисторных ключей, соединенных с источником входного напряжения и первичной об-; моткой силового высокочастотного трансформатора, выходная обмотка которого подключена к нагрузке, отличающийся тем, что, с целью повьппения надежности устройства путем уменьшения амплитуды помехи, вызванной процессом коммутации смежного транзисторного ключа и обусловленной паразитной емкостной связью между каналами, в каждый канал управления инвертора введены элемент задержки, вход которого подключен к одному, из выходов блока управления, а выход - к входу порогового устройства , выход которого присоединен к первичной обмотке трансформатора возбуж- S дения, выходная обмотка которого (Л подключена к входу управления транзисторного ключа соответствующего канала усиления, коммутирующий трансформатор , первичная обмотка которого 2 присоединена к тому же выходу блока управления, а вторичная через элемент развязки - к входу управления силового транзисторного ключа смежного канала усиления.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
09) (11) дД1) Н 02 М 7/537; H 02 Р 13/18
OllHCAHHE ИЭОБРЕТЕНИЯ
Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3610952/24-07 (22) 29.g6.83 (46) 15. 10. 84. Бюл М38 (72) В.Д.Вогман и О.А.Ефимов (71) Ленинградский электротехнический институт связи им.Проф.M.À.Áîí÷Бруевича (53) 621 ° 314 58(088.8) (56) 1. Верцберг, Кой В. Управление переключательнымй источниками питания с помощью БИС.- "Электроника", 1977, У7, с.51-57.
2. Авторское свидетельство СССР
У 668053, кл.Н 02 М 7/537, 1977.
3. Моин В.С.,Лаптев Н.Н. Стабилизированные транзисторные преобразователи. М., "Энергия", 1972, с.342, рис.9-17. (54)(57) ИНВЕРТОР, содержащий двухканальный блок управления, два трансформатора возбуждения, выходные обмотки которых подключены к входам управления силовых транзисторных ключей, соединенных с источником входного напряжения и первичной обмоткой силового высокочастотного трансформатора, выходная обмотка которого подключена к нагрузке, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности устройства путем уменьшения амплитуды помехи, вызванной процессом коммутации смежного транзисторного ключа и обуслов. ленной паразитной емкостной связью между каналами, в каждый канал управления инвертора введены элемент задержки, вход которого подключен к одному.из выходов блока управления, а выход — к входу порогового устройства, выход которого присоединен к первичной обмотке трансформатора возбуж- В дения, выходная обмотка которого подключена к входу управления транзисторного ключа соответствующего канала усиления, коммутирующий трансформатор, первичная обмотка которого присоединена к тому же выходу блока управления, а вторичная через элемент развязки — к входу управления силового транзисторного ключа смежного канала усиления.
1119146
Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при построении регулируемых двухтактных ключевых преобразователей напряжения (инверторов) с независимым возбуждением.
Известны инверторы с двухтактным режимом работы, в системе управления которых формируются две последовательности импульсов возбуждения, 1О сдвинутые по фазе на угол 180
В этой и подобных схемах инверторов, в целях обеспечения гальванической развязки входа и выхода устройства, а также каналов между собой,1 используется трансформаторное возбуждение силовых транзисторов, преобразователя. При этом сигналы выключения силовых транзисторов формируются за счет энергии, накопленной в трансформаторах возбуждения при насыщенном силовом транзисторе, что позволяет предельио упростить систему управления инвертором, обеспечить ее высокие энергетические показатели (1) .
Однако известные инверторы недостаточно надежны, что обусловлено пониженной коммутационной устойчивостью силовых транзисторов преобра- З0 зователя в запертом состоянии.
В устройствах с форсированным запиранием электронных ключей и системах управления транзисторными ключами инвертора по двум переходам обеспечивается снижение амплитуды
"сквозного" тока, обусловленного инерционностью транзистора (2) . .Однако исключение "сквозного". тока, вызванного паразитной емкост- 4О ной связью между каналами, в данных устройствах не достигается.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является инвертор
45 с коммутирующими обмотками силового трансформатора, который-содержит двухканальный блок управления, выходами через трансформаторы возбуждения подключенный к управляющим входам силовых транзисторных ключей, соединенных с источником входного напряжения и первичной обмоткой сияового высокочастотного трансформатора, коммутирующие-обмотки которого 55 соединены с входами управления силовых ключей, а выходная обмотка подключена к нагрузке )3J .
Известное устройство характеризуется сравнительно невысокой надежностью обусловленной недостаточно высокой коммутационной устойчивостью силовых транзисторов, вызванной запаздыванием запирающего сигнала относительно помехи, действующей иэ канала в канал через паразитную емкостную связь, минуя силовой трансформатор.
Цель изобретения — повышение надежности устройства путем уменьшения амплитуды помехи, вызванной процессом коммутации смежного силового ключа и обусловленной паразитной емкостной связью между каналами.
Поставленная цель достигается тем, что в инверторе, содержащем двухканальный блок управления, два трансформатора возбуждения, выходные обмотки которых подключены к входам управления силовых транзисторных ключей, соединенных с источником входного напряжения и первичной обмоткой силовой высокочастотного трансформатора, выхЬдная обмотка которого подключена к нагрузке, в каждый канал управления введены элемент задержки, входом подключенный к соответствующему выходу блока управления, а выходом — к входу порогового устройства, выход которого присоединен к первичной обмотке транс. форматора возбуждения, выходная обмотка которого подключена к входу управления транзисторного ключа соответствующего канала усиления, коммутирующий трансформатор, первичная обмотка которого присоединена к выходу блока управления, а вторичная через элемент развязки — к входу управления силового транзисторного ключа смежного канала усиления.
На фиг.1 показана функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — диаграммы напряжений, поясняющие его работу.
Устройство содержит двухканальный блок 1 управления, элементы 2 и 3 задержки, пороговые узлы 4 и 5, трансформаторы 6 и 7 возбуждения, силовые транзисторные ключи 8 и 9, коммутирующие трансформаторы 10 и 11, элементы 12 и 13 развязки, источник 14 первичного напряжения, силовой высокочастотный трансфоряатор 15, нагрузку 16.
1119146
Лва выхода двухканального блока
1 управления через последовательно соединенные коммутирующие трансформаторы 10 (11) и элементы 12 (13) развязки подключены к входам управления силовых транзисторных ключей
9 (8) . При этом силовые транзисторные ключи 8 и 9 подключены к источнику
14 первичного напряжения и первичной обмотке силового высокочастот- 10 ного трансформатора 15, выходная обмотка которого соединена с нагрузкой 16. Управляющие входы транзисторных ключей 8 и 9 через последовательно соединенные элемент задерж- 1S ки 3 (2), пороговое устройство 5 (4) и трансформаторы 7 (6). возбуждения присоединены к соответствующим выходам блока 1 управления.
Принцип действия устройства сво. дится к следующему.
При формировании переднего фронта отпирающего сигнала на выходе блока
1 управления, например канала А .(фиг.1), в цепь управления транзис- 2 торного ключа 9 канала В практически без задержки поступает запирающий сигнал через коммутирующий трансформатор 10 и элемент 12 развязки (фиг.12); Задержка переднего фронта данного сигнала на управляющем входе транзисторного ключа 8 (канал
А) осуществляется при помощи элемента 2 задержки и порогового устройства 4. Таким образом, на выходной обмотке трансформатора 6 воз- буждения передний фронт отпирающего сигнала оказывается сдвинутыя относи. тельно момента его появления на выходе блока 1 управления. Подача этого .сигнала производится через элемент 3 задержки, пороговое устройство и трансформатор 7 возбуждения. Сигнал запирания силового транзистора 8 канала А (на время насыщенного состояния транзистора 9 канала В) поступает на его управляющий вход через коммутирующий трансформатор 11 и элемент 13 развязки °
В результате, на выходной обмотке трансформатора 15 формируются двухполярные прямоугольные импульсы напряжения с паузой на нулевом уровне, а моменты возникновения помех в базовых цепях силовых транзисторов оказываются сдвинутыми относительно передних фронтов запирающих сигналов и на время ь (фиг.2), определяемое задержкой в трактах формирования отпирающего сигнала каждого канала инвертора. Этот временной сдвиг йозволяет обеспечить смещение помехи в область больших запирающих напряжений, повысить коммутационную устойчивость силовых транзисторных ключей инвертора и надежность его работы.
В качестве пороговых. устройств
4 и 5 могут быть использованы динисторы или схемы аналогичного действия, а функции элементов 12 и 13 развязки может выполнять диодно-резистивная цепь, автоматически отключающая вспомогательную цепь управления при смене полярности коммутирующего сигнала. Элементы 2 и 3 задержки могут быть выполнены на базе интегрирующих цепей, построенных на активных или пассивных элементax. Коммутирующие трансформаторы 10 и 11 и трансформаторы 6 и 7 возбуждения представляют собой импульсные трансформаторы, обеспечивающие минимальные искажения формы импульсов управления. Остальные элементы функциональной схемы не отличаются от аналогичных элементов в известных устройствах.
Таким образом, в предложенном устройстве смещение помехи в область больших запирающих напряжений позволяет исключить возможность протекания "сквозного" тока, и, тем самым обеспечить повышение надежности его работы.
Степень снижения абсолютного уровня помехи зависит от допустимого обратного напряжения на эмиттерном переходе транзистора. Это означает, что в отдельных устройствах смещающий потенциал может достигать уровней 5-7 В, что позволяет получить существенный запас по запирающему базовому потенциалу и дает возможность существенно повысить надежность работы транзисторного инвертора при использовании активных приборов с самыми различными частотными свойствами.
1119146
Б ИИПИ Заказ 7470/4З Тираж 66б Подписное
Фалика ППП айатеат ° г.ужгород, .ул.дроекткая, 4