Транзисторный инвертор

Транзисторный инвертор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБВЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскна

Соцналнстнческнк

Республнк

„„773873

Я (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 09.10.78(21) 2671124/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 23.10.80. Бюллетень ¹ 39

Дата опубликования опнсания 26.10.80 (5! )М. Кл.

Н 02 М 7/537

Государственный комитет до делам изобретений и открытий (53) УДК 621.314. .58 (088.8) (72) Авторы изобретения

Р" -ъ

\ (авиа. J !„ - t

Ю. И. Драбович и Г. Ф. Пазеев (7) ) Заявитель

Институт электродинамики АН Украинской ССР (54) ТРАНЗИСТОРНЫЙ И HBEPTOP

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть испопьзовано в системах электропитания и эпектропривода дпя преобразования постоянного тока в переменный.

Известны транзисторные инверторы, содержащие блок управления, выход которого через регулирующий транзистор и управляющий трансформатор соединен со входом силовых транзисторов усили* 1О теля мощности )1) .

В этом инверторе осуществляется стабилизация напряжения между силовыми электродами силовых транзисторов в состоянии насьпцения HQ уровне, соответству15 кацем оптимальному коэффициенту насыщения, Это достигается тем, что в цепь питания предоконечного усилителя включен регулятор напряжения, а входные зажимы этого регулятора соединены через разделительные диоды и источник опорного напряжения с силовыми электродами транзисторов усилителя мощности. В процессе работы регулятор изменяет величину напряжения питания предоконечного каскада и, следовательно, величину базового тока силовых транзисторов, таким образом, чтобы напряжение между силовыми электродами транзисторов в состоянии насьпцения оставалось неизменным.

При этом коэффициент насьпцения транзисторов будет оставаться близким к оптимальному, а статические потери близкими и минимальным при изменении тока нагрузки независимо от того, будет ли изменяться в процессе работы коэффициент усиления по току этих транзисторов ипи нет, Известны также инверторы, в которых вход указанного регулятора напряжения соединен с переходом коллектор — база силовых транзисторов $2) .

Наиболее близким к предлагаемому является инвертор, в котором силовые транзисторы включены по мостовой схеме f3)

Однако при работе нв резко изменяющуюся нагрузку (например, нв насыщающийся дроссель, когда ток в течение каждого полупериода изменяется от минимума до максимума ) статические потери в таком инверторе возрастают, а КПД умень-, шается. Происходит это по слейуюшей при-. 5 .чине. В известном инверторе цепь управления величиной базового тока силовых транзисторов, содержащая помимо таких малоинерционных элементов, как диоды, транзисторы и трансформатор, еше и кон- j0 денсатор, который необходимо подсоединить параллельно клеммам питания предоконечного усилителя для защиты транзисторов зтбго усилйтеля or переыаттряжений, обладает относительно боцыцей посто-. янной времени. Из-за этого, при быстром изменении тока нагрузки, глубина насыщения транзисторов выходного усилителя значительно отклоняется от заданной, оптимальной, а статичес-щ кие потери возрастают.

Бель изобретения — уменьшение статических потерь в ннверторе нри работе на резко изменя ющутеся нагрузку.

Указанная цель достигается тем, что в транзисторном инверторе, содержанием ° блок управления, выход которого через регулирующий транзистор и управляющий трансформатор соединен со входом силовых транзисторов усилителя мощности, причем 30 вход регулирующего транзистора соединен с коллекторным переходом силовых трайзисторов через источник опорного напряжения и дополнительные трансформатор, выпрямитель и усилитель, указанный ре- З5 гулирующий транзистор включен через дополнительный выпрямитель последовательно в цепь первичной обмотки управляющего трансформатора.

На чертеже представлена схема транзисторного инвертора.

Инвертор состоит из блока 1 управления, управляющего трансформатора 2, выходного усилителя 3. В цепь первичной обмотки управлякацего трансформатора 2 через выпрямительные диоды 4 - 7 вклю чен последовательно регулирующий транзистор Я. Через балластный резистор & к его входу подключены дотюлнительный бО источник 10 напряжения, образованный в приведенном примере дополнительным трансформатором, первичная обмотка кото- рого подключена к выходу блока 1 управле ния, и выпрямительными диодами, подключенными ко вторичным обмоткам указанного трансформатора, и дополнительный шунти рующий транзистор 11. К база-змиттерному переходу дополнительного шунтирующего 73 ф транзистора подключены вторичные обмотки дополнительного трансформатора 12, первичные обмотки которого через разделительные диоды 13 и 14 н источник 15 опорного напряжения подключены к коллекторным и змиттерным электродам силовых транзисторов 16 и 17. К выходу инвертора подключена нагрузка 18, величина которой может изменяться в течение одного полуIIepBoAB от минимал ного значения ° до максимального.

В приведенном примере усилитель 3 мощности выполнен по мостовой схеме, но он может выполняться и по дру гим схемам. Последовательно в цепь первичной обмотки управляющего трансформатора 2 могут быть включены последовательно встречно два регулирующих транзистора, шунтированных в обратном направлении диодами. Тогда в схему вводится два дополнительных шунтирующих транзистора, а выпрямительные диоды иэ цепей вторичных обмоток трансформаторов, дополнительного обратной связи 12 и стоящего в дополнительном

;источнике 10 напряжения, исключаются. .;Разделительные диоды 13 и 14 мотет быть иодключеиы к базовым электродам

: транзисторов 16 и 17.

Устройство работает следующим образом.

B установившемся режиме при определенной величине нагрузки напряжение с

", транзисторов 16 и 1.7 проходит поочередно, в моменты времени, когда они открыты через источник опорного напряжения 15, диоды 13 и 14 и транзистор 11 и приоткрывает его. При этом часть тока, протекающего через резистор 9, включенный в цепь, обраэованнуто дополнительным .источником напряжения и база-эмиттерным переходом транзистора 8, ответвляется и протекает через транзистор 11. Регулирующий транзистор 8 находится в активной области и на нем падает некоторое напряжение. Поскольку он включен в цепь . первичной обмотки управляющего трансформатора последовательно, то напряжение на этой обмотке меньше, чем напряжение ца выходе блока 1 управления. Величина его будет такой, чтобы в цепях вторичных обмоток трансформатора 2 протекал ток, являющийся базовым током силовых транзисторов, обеспечивающих заданную глубину насыщения этих транзисторов.

Глубина насыщения силовых транзисторов задается величиной напряжения опорного источника 15.

7738

Формула изобре те ния

Транзисторный инвертор, содержащий блок управления, выход которого через регулирующий транзистор н управляющий трансформатор соединен со входом силовых транзисторов усилителя мощности, причем вход регулирующего транзистора соединен с коллекторным переходом силовых транзисторов через источник опорного напряжения и дополнительные трансформатор, Г- выпрямитель и усилитель, о т л и ч а ющ к и с я тем, что, с целью повьтцейия

KTIQ при резко изменяющейся нагрузке указанный регулирующий транзистор включен через вспомогательный выпрямитель в пепь первичной обмотки управляющего трансформатора.

Источники информации, юринитйе во внимание при зксцевтйэе

1. Авторское свидетельство СССР

М 413589, кл. Н 02 М 7/537, )1971

2. Проблемы технической электро:динамики в изд. ИЭД АН УССРю вып. 45

1974, с. 100, рис. 4.

3. Авторское свиде тельство СССР

Ж 584417, Н 02 М 7/537, 1976., 5

Предположим, что ток нагрузки 18 скачком возрастает. При этом глубина насьпцения силовых транзисторов уменьшится, а напряжение между коллекторными и змиттерными электродами транзисторов

16 и 17 в открытом состоянии, которое до этого было равно заданному, увеличится. Тогда разность напряжения опорного источника 15 и коллектор — змнтжрного напряжения, открытого в данный момент ð транзистора 16 или 17, уменьшится, следовательно уменьшится напряжение, поступакщее со вторичных обмоток трансформатора 12 на вход .транзистора 11 и он призакроется, а ток, протекакзций д через него, уменьшится. Поскольку ток через резистор 9 остается таким же, как и раньше, то базовый ток транзистора 8 возрастет.

Это приводит к увеличению напряжения на первичной обмотке трансформатора 2 и базового тока силовых транзисторов, и, следовательно, к увеличению глубины насьпцения этих транзисторов и уменьшению напряжения между электродами откры-д того транзистора 16 или 17. Когда глубина насыщения открытого транзистора станет равной заданной, в схеме установится равновесие.

Из описания схемы видно, что цепь, Зр обеспечивающая поддержание глубины на сыщения силовых транзисторов на задан-ном уровне, обладает малой постоянной времени; которая соизмерима с постоянной времени базовых цепей силовых транзисторов.

Благодяря этому, в предложенном . транзисторном инверторе глубина насьцце-. ния транзисторов выходного усилителя поддерживается на заданном уровне и, следовательно, статические потери минимальны при изменении тока нагрузки с постоянной времени, значительно меньшей длительности полупериода выходного напряжения инвертора. Кроме того, повышается КТО инвертора при работе на резко измейяющуюся нагрузку. 77387 3

Составитель В. Моин

Редактор Н, Горват Техред С.Мигунова Корректор О.Билак

Заказ 7527/77 Тираж 783 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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