Двухтактный инвертор
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ „748747
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
Союз Советскии
Социалистических
Республик.+ ,ф
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свнд-ву— (22)Заявлено 14.06.78 (21) 2631384/24 07 (5тт)М. Кл.
Н 02 M 7/537
Н 02 М 1/08 с прнсоелннением заявки №вЂ”
Государственный комитет
СССР (23 } П рнорнтет— (53) УДК 621.314..58(0 -3.8) по делан изобретений и открытий
Опубликовано 15.07.80. Бюллетень ¹ 26
Дата опубликования описания 18.07.80
Б. А, Глебов (72) Автор изобретения
Московский ордена Ленина энергетический институт (71) Заявитель (54) ДВУХТАКТНЫЙ ИНВЕРТОР
Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах электропитания и электропривоца цля преобразования постоянного напряжения в переменное напряжение с частотой, опрецеляемой внешними синхронизируемыми импульсами.
Известны схемы цвухтактных инверторов на транзисторах, работающие в автогенераторном режиме и синхронизируемые короткими импульсами fl) и (2).
Нецостатком известных устройств является их сложность. В одной схеме это выражается в необходимости использования дополнительного трансформатора в цепи синхронизации, а в другой — в слож« ности основного трансформатора, соаержащего две обмотки обратной связи, и, кроме того, в необходимости использования не менее двух транзисторов в цепи синхронизации. Для второй схемы характерны также потери мощности в ба зовых цепях этих транзисторов, так как необходимо эа счет энергии внешнего сигнала поддерживать. их в открытом состоянии все время, запирая лишь на короткое время коммутации силовых транзисторов.
Известен также двухтактный инвер5 тор, синхронизируемый внешними импульсами, содержащий силовые транзисторы, эмиттеры которых объединены, и выходной трансформатор с одной обмот10 кой положительной обратной связи, в котором введены два управляющих транзистора, включенных параллельно входу силовых транзисторов f 3).
Недостатком данного инвертора явля15 ется налиЧие двух управляющих транзисторов, что снижае т на цежн ость.
Цель изобретения - повышение нацежности инвертора.
Эта цель достигается тем, что в двухтактном инверторе, содержащем силовые транзисторы, эмиттеры которых объединены, а встречно-параллельно безо-эмиттерным переходам включены шунтирующие диоды, выходной трансформатор, обмотка
748747
3 положительной обратной связи которого включена между базами силовых транзисторов через ограничительные резисторы, и управляющий транзистор, эмиттер которого соединен .с эмиттерами силовых транзисторов, а база связана с выводом для подключения источника управляющих импульсов, каждый из указанных резисторов включен между базой силового транзистора и соответствующим выводом ука- IQ . занной обмотки, а коллектор управляю« щего транзистора соединен с выводами этой обмотки через введенные в схему разделительные диоды. Кроме того, предлагается развитие схемы в части; введения последовательных Р-С цепочек, включенных между базой силового транзистора и коллектором управляющего транзистора, с целью форсирования процессов запирания и отпирания силовых транзисторов; введения последовательных
С-В ццееппооччевкк, включенных параллельно ограничительным резисторам и подключенных средними точками к коллектору уп; равляющего транзистора через вспомога- 25 тельные диоды и резистор, с целью дополнительного повышения КПД; введения дополнительного транзистора, подключенного амиттером к базе управляюшего транзистора,.а коллектором - через до- Зо полнительные резисторы к средним точкам Р-С или С-Д цепочек, с целью снижения мощности управляюших импульсов; введения вспомогательных транзисторов, включенных параллельно базо-эмиттер- 3s ному переходу транзисторов, с целью повышения КПД в режиме формирования на выходе инвертора паузы на нуле значительной длительности.
На фиг. 1 показана основная схема; на фиг..2 и 3 - варианты исполнении схемы, В устройствах (см. фиг. 1 - 3) амиттеры силовых трнзисторов 1 и 2 соедине- 45 ны с шиной 3 питания. Коллекторы этих транзисторов подключены через секции
4 и 5 первичной обмотки выходного трансформатора 6 к другой шине 7 питания.
Трансформатор 6 имеет обмотку 8 положительной обратной связи и вторичные обмотки, к которым подключены -нагрузки. Базо-эмиттерные переходы силовых
TpBHGHCTOp0B 1 H 2 UI THpOBBHbl KIIIO IeIIb- 5 ми диодами 9 и 10. Базы силовых транзисторов 1 и 2 через ограничительные резисторы 11 и 12 подключены к соответствующим двум выводам обмотки 8.
Между выводами обмотки 8 включены последовательно-встречно два диода 1 3 и 1 4, а общая точка этих диодов непосредственно подключена к коллектору управляюшего транзистора 15, эмиттер которого соединен с эмиттерами силовых транзисторов, а база соединена с выводом для подключения источником 1 6 сигнала управления .
В схеме на фиг. 2 в цепь синхронизации, содержашую элементы 13 - 15, дополнительно введены последовательные
R-С цепочки с конденсаторами 1 7 и
18 и резисторами 19 и 20. Первый вывод конденсатора 17 соединен с базой первого силового транзистора 1, а первый вывод конденсатора" 18 - с базой силового транзистора 2. Вторые выводы конденсаторов 17 и 18 подключены к коллектору коммутирующего транзистора 15 через резисторы 19 и 20.
Кроме того, вторые выводы конденсаторов 17 и 18 связаны с коллектором дополнительного транзистора 21, эмиттер которого непосредственно соединен с базой транзистора 15, а база - через резистор 22 подключена к выводу для источника 16 сигналов управления. Связь вторых выводов конденсаторов 17 и 18 с коллектором транзистора 21 осуществлена через резисторы 23 и 24. Диоды
9 и 10 шунтированы вспомогательными транзисторами 25 и 26. Базы этих шунтирующих транзисторов через резисторы подключены к источнику 16 сигнала уп» равления. Вторые выводы конденсатора
17 и 18 через диоды 27 и 28 связаны соответственно с первым и вторым выводами обмотки 8 и через другие диоды
29 и 30 подключены к общей точке двух резисторов 31 и 32, вторые выводы которых подключены соответственно к коллекторам транзисторов 15 и 21, Инвертор (см, фиг, 1) работает следующим образом.
Открыт транзистор 1. Состояние насыщения этого транзистора поддерживается током обмотки 8 обратной связи, задаваемым через резистор 1 1. Одновременно с этим протекает ток через резистор 12 и диод 10, поддерживая запертое состояние другого силового транзистора 2.
Если сигналом управления отпирается управляющий транзистор 15, то поступление отпирающего тока в базу силового транзистора 1 прекращается, так как ток положительной обратной связи
748747
2О
5 замыкается через диод 13 и выходную цепь транзистора 15, перешедшего в состояние насышения под цействием сигна ла управления.
По окончании рассасывания заряда в базе силового транзистора 1 начинается снижение коллекторного тока этого транзистора. При этом за счет энергии маг-. нитного поля, накопленной в трансформаторе, изменяется полярность напряжений на его обмотках, в том числе и на обмотке 8. Однако ток этой обмотки не поступает в базу силового транзистора 2, замыкаясь через диод 14 и выхоцную цепь транзистора 15. После его запирания этот ток начинает поступать в базу силового транзистора 2, вызывая его отпирание. Далее процессы повторяются.
Если сигналом управления поддерживать коммутирующий транзистор 15 в состоянии насыщения длительное время, то в течение всего этого времени невозможна генерация в схеме, так как цепь положительной обратной связи шунтиро» вана выходной цепью управляюшего транзистора.
Использование транзисторов 25 и
26 в схеме (фиг. 2) позволяет уменьшить потери в силовых транзисторах от протекания неуправляемых токов коллектора в режиме работы схемы, когда генерация в ней прекращается на длительное время действием сигнала источника 16.
В схеме на фиг. 2 конденсаторы 17 и 18, введенные дополнительно в цепь синхронизации по отношению к схеме на фиг. 1, заряжены токами, которые в один полупериод протекают через диод 13 и резистор 19, поступая в базу силового транзистора 1, а в другой полупериод протекают через диод 14, резистор 20 и поступают в базу силового транзистора 2. Протекание тока заряда конденса торов через управляющие цепи силовых транзисторов способствует облегчению этих коммутационных процессов и, в част1 ности, облегчает самовозбуждение автогенератора.
При отпирании транзисторов 15 кон. денсаторы 17 и 18 разряжаются через выходную цепь коммутирующего транзистора и резисторы 19 и 20, создавая запирающие токи в базовых цепях силовых транзисторов 1 и 2. Это улучшает процесс .запирания силового транзистора, ранее работавшего в режиме насыщения, и расширяет, тем самым, рабочий диапа, зон частот инвертора..
Подключение дополнительного коммутиг руюшего транзистора дает возможность уменьшить ток сигнала управления. При этом необходимое смешение на его коллекторе создается за счет напряжения на конденсаторах 17 и 18.
В схеме (см. фиг. 3) за счет диодных цепей, содержащих диоды 27 - 30, предотвращено протекание тока разряда и тока заряда конденсатора, неработающего в данный момент времени плеча инвертора. Если, например, транзистор 1 открыт в момент поступления сигнала управления, а транзистор 2 заперт, то за счет разности потенциалов на базах силовых транзисторов 1 и 2, передаваемой через конденсаторьГ 17 и 18, диод 29 открыт, а диод 30 заперт, поскольку потенциал на аноде диода 29 выше, чем на аноде дио« да 30, а катоды диодов объединены.
Предотвращение разряда и заряда одного из конденсаторов цепи синхронизации при каждой коммутации силовых транзисторов в схеме инвертора позволяет уменьшить потери мошности, т. е. повысить КПД схемы при сохранении прочих преимуществ..Формула изобретения
1. Двухтактный инвертор, содержащий два силовых транзистора, эмиттеры которых объединены, а встречно-параллельно базо-эмиттерным переходам включены шунтирующие диоды, выходной трансформатор, обмотка положительной обратной связи которого включена между базами силовых транзисторов через ограничительные резисторы, и управляющий транзистор, эмиттер которого соединен с эмит. терами силовых транзисторов, а база связана с выводом для подключения источника управляющих импульсов, о тличаюшийся тем,что,сцелью повышения надежности, каждый из указанных резисторов включен между базой силового транзистора и соответствующим выводом указанной обмотки, а коллектор управляющего транзистора соединен с .выводами этой обмотки через введенные в схему разделительные диоды.
2. Инвертор по п. 1, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью расширения рабочих частот, между коллектором управляющего транзистора и базой
I каждого силового транзистора вкл1очена введенная в схему последовательная
R-С цепочка.
748747
3. Инверторпоп. 1, отлича— ю щ и й С si тем, Ио ; с целью повышения КПД, параллельно каждому из ограничйтельных резисторов включена введенйая в схему йоследовател ьйая
С цейочка, а точки с оеКййенйя конденсатора и диода этих цепочек через всймогательные диоды и дополнительный фезифтор- подключены к коллектору управляющего транзистора. о
4. Инверторпоп. 1, отличaю шийся тем, что базо-эмиттерные пефбходы силовых транзисторов шунтированы введенными в схему вспомогатель- 15 ными транзисторами, базы которых связаны с .базой управляющего транзистора.
5. Инвертор по пп. 2 и 3, о т л ич а ю шийся тем, что ввецен дополнительный транзистор, эмиттер которого соединен с базой управляющего транзистора, коллектор подключен к средним точкам указанных цепочек через ввеценные в схему дополнительные резисторы, а база соединена с выводом для подключения источника управляющих импульсов.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
М 411591, кл. Н 02 М 7/537, 1974.
2. Авторское свидетельство СССР
l4 494841, кл. Н 02 М 3/28, 1975, 3. Патент ФРГ % 2456779, кл. Н 02 М 3/335, 1976.
748747. Составитель B. Моин
Редактор С. Лыжова Техред И. Асталош Корректор N демри
Заказ 43 8 1/ l 9 Гираж 783 Подписное
UHHHfIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4