Высокочастотный инвертор с широтно-импульсной модуляцией

Высокочастотный инвертор с широтно-импульсной модуляцией

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<„,924810 (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (53)M. Кл.

Н 02 М 7/537

Н 02 М 3/335 (22) Заявлено 17.04.80 (21) 2912061/24-07 с присоединением заявки М (23) П р кори тет

3Ъеудароткххый комитет

СССР ао делам хзабретеихх х открытий (53) УД3(621.314. .57(088.8) Опубликовано 30.04.82. Бюллетень М 16

Дата опубликования описания 03.05.82

В. И. Тихонов, А. П. Пакидов, В. В. Авдеев и Е. А Прокудин

» О

Ленинградский институт авиационного приборостро (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ ИНВЕРТОР

С ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть исполь» зовано во вторичных источниках питания радиоэлектронной аппаратуры, а также в устройствах управляемого электропривода и автоматики.

Известен транзисторный конвертор с естественной коммутацией, в котором . и=точники управления транзисторами инвертора выполнены в виде последователь1О но-согласно соединенных выходных обмоток трансформаторов ведущего и ведомого генераторов, причем средняя точка выходных обмоток через встречно включенный тз диод и вывод одной из выходных обмоток через согласно выключенный диод и резистор присоединены к базе транзистора, а свободный вывод другой обмотки - к эмиттеру этого же транзистора.

Использование такого источника уп« равления транзисторами позволяет открьтвать транзистор инвертора от источника тока, а закрывать от источника нанряжения, что приводит к снижению динамических потерь kl)

Недостаток способа управления на повышенных частотах порядка нескольких сотен кГц заключается в повышенных динамических потерях.

Наиболее близким к предлагаемому по своей технической сущности является инвертор, содержащий ключевые элементы, каждый из которых состоит из основного и вспомогательного транзисторов, соединенных по схеме составного транзистора, трансформатор, первичная обмотка которого соединена с ключевыми элементами, источники сигнала управления транзисторами, один из выводов каж дого из которых.соединет» с эмиттером соответствующего основного транзистора, а другой вывод - с базой вспомогательного транзистора j2)

Для насьпцения основных транзисторов вводится дополнительное сопротивление в цепь коллектора основного транзистора или используется дополнительный

9248 источник сигнала управления транзисторами в виде трансформатора тока.

Недостатком данного устройства является низкий КПД из-за наличия потерь в дополнительных элементах коллектор,ных цепей основных транзисторов. Кроме того, с повышением частоты коммутации транзисторов увеличиваются динамические потери на включение составного транзистора. 30

Цель изобретения — повышение коэффициента полезного действия и получение жесткой выходной характеристики инверTOP&, Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее ключевые элементы, каждый из которых состоит из основного и вспомогательного транзисторов, соединенных по схеме состав20 ного транзистора, трансформатор, первичная обмотка которого соединена с ключевыми элементами, источники широт но-модулированного сигнала управления транзисторами, один из выводов каждого

25 из которых соединен с эмиттером соответствующего транзистора, введены дополнительные источники широтно-модулированного сигнала управления транзисторами, общая точка соединения выводов источников подключена к базе

36 основного транзистора, а другой вывод к базе вспомогательного транзистора соответствующего ключевого элемента.

Кроме того, каждый из источников широтно-модулированного сигнала управления выполнен в виде последовательносогласно соединенных выходных обмоток трансформаторов ведущего и ведомого генераторов, причем средняя точка обмоток через встречно включенный диод и вывод одной из обмоток через согласно включенный диод и резистор образуют базовый вывод, а свободный вывод другой выходной обмотки является эмиттерным выводом источника широтно-модулированного сигнала управления.

На чертеже представлена принципиаль ная электрическая схема инвертора.

Высокочастотный инвертор с широтноимпульсной модуляцией содержит ключевые ц элементы, собранные по схеме составных транзисторов, состоящих из основных 1, 2 и вспомогательных 3, 4 транзисторов, трасформатор 5, первичная. обмотка которого соединена с ключевыми элементами, а ко вторичной подключена нагрузка 6, источники 7 и 8 широтно-модулированно го сигнала управления и дополнительные

4 источники 9 и 10 широтно-модулированного сигнала управления. Каждый источник широтно-модулированного сигнала управления может быть выполнен в виде последовательно-с:огласно соединенных выходных обмоток трансформаторов ведущего 11 и ведомого 12 генераторов, йричем средняя точка обмоток через встречно включенный диод 13 и вывод одной из обмоток через согласно вклк>ченный диод 14 и резистор 15 образуют базовый вывод, а свободный вывод другой обмотки «эмиттерный вывод источника широтно-модулированного сигнала управления.

Работа вспомогательного инвертора с широтно-импульсной модуляцией осуществляется следующим образом.

Синфазный управляющий сигнал формируется источниками 7- 10 широтномодулированного сигнала управления на переходы база - эмиттер основного 1(2) и вспомогательного .3 (4) транзисторов, к коллекторам которых подключена первичная обмотка трансформатора 5, ко вторичной обмотке которого подключена нагрузка 6. Из-за разницы в коллекторных токах процесс включения вспомогательного трайзистора происходит быстрее, чем основного. Таким образом, на этапе включения основного транзистора 1 осуществляется формирование его базового .тока через вспомогательный транзистор 3, что приводит к снижению динамических потерь в .составном транзисторе. В установившемся режиме насыщение основного транЗистора осуществляется b основном за счет источника 9 (10) широтно-моду лированного сигнала управления, что обеспечивает малую величину статических потерь. Выключение транзисторов связано с процессами рассасывания неосновных носителей в базе насыщенного транзистора, поэтому время коммутации, а следовательно, и время нахождения в насыщенном состоянии, определяется током нагрузки. Введение дополнительных источников широтно- модулированного сигнала управления транзисторами в виде последовательно-cîãëàñíî соединенных обмоток цинсформаторов ведущего 11 и ведомого 12 генераторов, средняя точка которых через встречно включенный диод 13 и вывод одной из обмоток через согласно включенный диод 14 и резистор 15 образуют базовый вывод, а свободный вы вод другой обмотки - эмиттерный вывод, представляющих собой на этапе рассасы924810

Формула изобретения

1. Высокочастотный инвертор с IIIKpovно-импульсной модуляцией, содержащий ключевые элементы, каждый иэ которых состоит из основного и вспомогательного З транзисторов, соединенных по схеме составного транзистора, трансформатор, первичная обмотка которого соединена с клюванна источники напряжения, подключенные к переходам база - эмиттер основных и вспомогательных транзисторов, позволяет уменьшить влияние нагрузки на дпительность времени нахождении трап- S эистора в насыщенном состоянии и уве, личить жесткость внешней характеристики.

Таким образом, формирование дополнительного сигнала управления основным транзистором через вспомогательный трав-1О зистор на этапе включения и насыщение основного транзистора от источника широтнэ-модулированного сигнала унравления в установившемся режиме позволяют повысить КПД инвертора,. а сокращение времени рассасывания неосновных носителей в базах транзисторов увеличить жесткость внешней характеристики.

Использование высокочастотного инвертора„имеющего. широтно-импульсную мо- 20 дуляпию напряжения с частотой коммута пии транзисторов в коллекторе, позволило поднять КПД устройства путем снижения статических и динамических потерь в кол» лекторной цепи ключевого элемента и но лучить жесткую внешнюю характеристику преобразователя. чевыми элементами, источники широтно модулированного сигнала управления транзисторами, один иэ выводов каждого иэ которых соединен с эмиттером соответствующего основного транзистора, о т л ич а ю ш и и с я тем, что, с стью повышения КПД, последовательно с каждым источником введен дополнительный источ ник широтно-модулированного сигнала

; управления транзисторами, общая точка

;соединения выводов источников подклю-!

;чена к базе основного транзистора, а другой вывод к базе вспомогательного транзистора соответствующего ключевого элемента.

2. Инверторпоп. 1, отличаю шийся тем, что, с целью получения жесткой выходной характеристики инвертора, каждый иэ источников широтно-модулированного сигнала управления выполнен в виде последовательно-согласно соединенных выходных обмоток трансформаторов ведущего и ведомого генераторов, причем средняя точка выходных обмоток через встречно включенный диод и вывод одной из выходных обмоток через согласно включенный диод и резистор образуют базовый вывод, а свободный вывод другой выходной обмотки- является эмиттерным выводом источника широтнэ-модулированного сигнала управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 570170, кл. Н 02 М 7/537 1977.

2. Коссов О. А. Усилители мощности на транзисторах в режиме переключений.

М., Энергия, 1971, с. 115.

924810 !

Составитель Н. Бишевская

Редактор Е. Лушникова Техред Ж.Кастелевич Корректор A. I P eHKo

Заказ 2834/72 Тираж 719 Подписное

ВНИИПИ 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