Полумостовой инвертор

Полумостовой инвертор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Соцналксткйесккк

Реснубакк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ >904159 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 1106.80 (21) 2938399/24-07 (gq j g з с присоединением заявки М (23) Приоритет

Н 02 М 7/537

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (33) УДК 621-314 °.57(088.8) Опубликовано 070282 Бюллетень М 5

Дата опубликования описания 0702.82 (72) Авторы изобретения

А C-Баскин и В.Г.Шалимов

Научно-исследовательский институт фравляЮщИх вычислительных машин (71) Заявитель (54 ) ПОЛУМОСТОВОЙ HHBEPTOP б

Изобретение относится к преобразовательной технике и может найти применение в системах вторичного электропитания для преобразования постоянного тока в переменный с помощью транзисторных инверторов.

Известен генератор, использующий включение конденсатора параллельно нагрузке инвертора, причем последовательно с конденсатором может быть включен резистор, служащий для ограничения коллекторных токов силовых транзисторов при перезарядке конденсатора, т.е.используется последовательная RC-цепочка(1).

Известен также стабилизированный конвертор, содержащий мостовой транзисторный усилитель мощности, в диагональ которого включена первичная обмотка выходного трансформатора, вторичная обмотка которого через выпрямитель и фильтр соединена с выходом, узел защиты, выполненный на трансформаторе тока, выходная обмотка которого через выпрямитель подключена к одному из входов узла управления транзисторами лостового усилителя мощности, другой вход которого подключен к выходу конвертора, и последовательную RC-цепочку уменьшения динамических потерь, причем трансформатор тока снабжен дополнительной обмоткой, включенной последовательно с RC-цепочкой, образо вавшаяся цепь подключена параллельно входной обмотке выходного трансфор латора, а первичная обмотка токового трансформатора крайними выводами соединена с коллекторами транзисторов смежных плеч мостового усилителя мощности, а средним выво дом — co входной шиной питания Pl, Даное устройство позволяет исключить в мостовом усилителе мощности искажения выходного сигнала датчика тока перегрузки переэаряда RC-uenovки для уменьшения динамических потерь силовых транзисторов. Однако оно не может быть использовано в по2О лу лостовом инверторе.

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности полумостовой инвертор, содержащий два силовых транзистора, в управляющую цепь каж25 дога из которых включен трансформатор тока с управляющей обмоткой, подключенной к дополнительному источнику питания через управляющий транзистор и ограничительный реэис30 тор, блок управления, соединенный с

904159 базами управляющих транзисторов, и узел защиты от перегрузок, выходом соединенный с базой блокирущего транзистора, эмиттер которого объединен с змиттерами управляющих транзис-. торов, а коллектор через разделитель- 5 алые диоды соединен с коллекторами упранляющих транзисторов, причем датчик тока перегрузки выполнен в виде двух трансформаторов тока, первичная обмотка каждого из которых включена 1Q последовательно с силовыми трансфорглатором, а нторичная — шуитирована балластным резистором и подключена ко входу узла защиты через первый диод и к базе соответствующего управ- 15 ляющего транзистора через второй диод и дополнительный резистор (3) .

Недостаток известного устройства искажение входного сигнала датчика тока перегрузки импульсным током перезаряда конденсатора RC-цепочки.

На переднем фронте сигнала имеет место всплеск, который не позволяет использовать схему узла защиты от перегрузки с воздействием на широтномодулиронанный управляющий сигнал н каждом полупериоде для увеличения скважности переключения силовых транэисторон.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей полумостового ® инвертора, содержащего ВС-цепочку уменьшения динамических потерь силовых транэпсторон, эа счет исключения искажения выходного сигнала датчика тока перегрузки токами перезаряда 35 конденсатора RC -цепочки.

Указанная цель достигается тем, что. в полумостовом иннерторе, содержащем два силовых транзистора, н управляющую цепь каждого иэ которых 40 включен трансформатор тока с управляющей обмоткой, подключенной к вспомогательноглу источнику питания через управляющий транзистор и ограничительный резистор, блок управления, соеди- 45 ненный с базами управляющих транзисторов, и узел защита от перегрузок, выходом соединенный с базой блокирующего транзистора, эмиттер которого объединен с эмиттерами управляющих транзисторов, а коллектор через раздельные диоды соединен с коллекторами управляющих транзисторов, датчик тока перегрузки, выполненный н виде двух трансформаторов тока, каждый иэ которых содержит, первичную обмотку, включенную последовательно с силовым транзистором, вторичную обмотку, шунтиронанную балластным резистором и через диод подключенную ко входу узла защиты, и дополнительную обмотку, 6О последовательная RC-цепочка уменьшения динамических потерь поцключается к выходу инвертора через две параллельные цепи, каждая иэ которых включает в себя дополнительно введенный 65 диод и дополнительную обмотку одного из трансформаторов тока датчика тока перегрузки, причем диоды включены встречно, а дополнительная и первичная обмотки каждого трансформатора тока включены последовательно н противофазе.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема иннертора.

Полумостоной инвертор содержит усилитель 1 мощности с силовыми транзисторами 2 и 3, управляемыми с помощью трансформаторов 4 и 5 тока.

Управляющие обмотки б и 7 трансформаторов 4 и 5 тока соответственно подключены через ограничительные ре зисторы 8 и 9 и управляющие транзисторы 10 и 11 к вспомогательному источнику 12 питания. Базы транэисторон 10 и 11 подключены к выходам A и Б блока 13 управления. Инвертор включает в себя датчик тока перегрузки н виде трансформаторов 14 и 15 тока, первичные обмотки которых включены последовательно с транзисторами

2 и 3 соответственно, вторичные обмотки шунтиронаны балластными резисторами 16 и 17 и через диоды 18 и 19 подключены ко входу узла 20 защиты, а дополнительные обмотки 21 и 22 через дополнительно введенные диоды

23 и 24 и RC öåïî÷êó 25 подключены к выходу инвертора.

Выход узла защиты соединен с базой блокирующего транзистора 26, подключенного параллельно транзисторам

10 и 11 с помощью диодов 27 и 28.

База транзистора 26 подключена также к источнику 12 питания через узел 29 блокиронки при пуске и при выключении ° При выходе инвертора может быть включен трансформатор 30, выпрямитель 31 и фильтр 32.

Инвертор работает следующим образом.

При пуске, когда нарастающее напряжение источника 12 питания еще не достигло установившейся величины, транзистор 26 открыт сигналом из узла 29 блокировки.

При этом цепи управляющих обмоток трансформаторов б и 7 тока оказываются подключенными к источнику 12 через диоды 27 и 28 и переход коллектор-эмнттер насыщенного транзистора 26, чем предотвращается возможность одновременного включения силовых. транзисторов 2 и 3 независимо от состояния управляющих транзисторов 10 и 11.

При достижении номинального напряжения источника 12 прекращается насыщение транзистора 26 выходным током узла 29. Транзистор 26 запирается и в дальнейшем нв оказывает влияния на работу инвертора н установившемся режиме. Лналогично работает устройство также при снижении

904159

Формула изобретения транзисторов, и узел защиты от пере20 грузок, выходом соединенный с ба50 55,входного напряжения в процессе выключения инвертора.

Прн перегрузке на выходе ннвер-.тора в первичнои обмотке трансфориаторов 14 или 15 тока протекает ток перегрузки, обусловливающий появление на резисторах 16 и 17 напряжения, превышающего заданный уровень. Это напряжение через диоды

18 н 19 поступает на вход узла 20 защиты, который срабатывает и открывает транзистор 26, создающий через диоды 27 и 28 цепь поступления ,тока в управляюа ие обмотки б и 7.;

В результате происходит эапирание открытого Силового транзистора. При возникновении сквозного тока в аварийной ситуации(например, при пробое одного из транзисторов усилителя ькщности илн отказе в схеме управления) ток проходит через первичные обмотки обоих трансформаторов 14 и 15 тока, выходные сигналы которых через диоды 18 и 19 поступают на вход быстродействующего узла 20 защиты. В дальнейшем происходит описанная выше блокировка переключения силовых транзисторов.

При отпирании силового транзистора, например,2 ток поступает в нагрузку, а также по цепи: первичная обмотка трансформатора 4 — первичная обмотка - дополнительная обмотка 21 трансформатора 14 — диод 23, резистор идет на переэаряд конденсатора RC -цепочки 25.

Поскольку первичная н дополнительная обмотка трансформатора 14 тока включены встречно, на выходном резисторе 16 датчика тока перегрузки не вырабатывается сигнал, пропорциональный току перезаряда конденсатора RC -цепочки. При запирании силового транзистора 2 энергия, накопленная a H eHc T e RC-цепочки, через диод 24 и дополнительную обмотку 22 трансформатора 15 поступает в нагрузку, вследствие чего происходит спад коллекторного тока транзистора 2 при относительно низком коллекторном напряжении и существенно снижается мгновенная мощность при выключении.

Аналогично работает устройство при открывании силового транзистора 3.

Таким образом, предлагаемое техническое решение;обеспечивает расширение функциональных воэможностей устройства, поскольку отсутствие ис25

45 кажения выходного сигнала датчика тоМ перегрузки за счет тока перезаряда конденсатора RC-цепочки для уменьшения динамических потерь,шунтирующей выход инвертора, позволяет применить любую схему узла защиты без снижения быстродействия интегрирования.

Полумостовой инвертор, содержащий два силовых транзистора, в управляющую цепь каждого иэ которых включен трансформатор тока с управляю-. щей обмоткой, подключенной к вспомогательному источнику питания через управляющий транзистор и ограничительный резистор, блок управления, соединенный с базами управляющих зай блокирующего транзистора,эмиттер ,которого объединен с эмиттерамн управлякицих транзисторов, а коллектор че- рез разделительные диады соединен с коллекторами управляющих транзисторов, причем датчик тока перегрузки, выполнен в виде двух трансформаторов тока, каждый иэ которых содержит первичную обмотку, включенную последовательно, с силовым транзистором, Вторичную обмотку, íтированную балластным резистором и через диод подключенную ко входу узла защиты, и дополнительную обмотку, последовательную КС-цeпoчкy, о т л н ч а ющ н и с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, RC-цепочка подключена к выходу инвертора через две параллельные цепи, каждая из которых включает в себя дополнительно введенный диод и дополнительную обмотку одного из трансФорматоров тока датчика тока пере-. грузки, причем диоды включены встречно, а дополнительная и первичная обмотки каждого трансформатора тока включены последовательно в противоФазе.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

i. Сб."Электронная техника в автоматике". Под ред. Ю.И.Конева, вып. 2.N.," Советское радио", 1971, с. 71, рис. 1б.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2777499/24-07, кл. Н 02 И 7/537, 1979 °

3. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2711140/24-07, кл. Н 02 И 7/537, 1979 °

904 159

Составитель Н.Цишевская

Редактор Л.Пчелинская Техре.< Ç. Фанта Корректор E. Рошко

Заказ 158/45 А ира". / 18 Подписное

ВНИИПИ Государс".венного комитета СССР по делам н""= ñ. .::::ð-.,à"" òåíèé и открытий

113035,Москва, л, -- 5:Раушская наб.,д.4/5

Филиал IIIIII "Патент", г.Ужгород„ ул.Проектная, 4