Инвертор

Инвертор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски

Социвлист ические

Республик (ii}970611 (61) Дополмительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено. 220780 (21) - 2965172/24-07 (И) М. Кл.з

Н 02 М 7/537 с присоединением заявки Нов

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

)ЮЗ).УДК 621.314-. ..57(088.8) Опубликовано 30,10.82. бюллетень Мо 40

Дата опубликования описания. 301082

А.С.Баскин и В.Г.Налимов (72) Авторы изобретения

Научно-исследовательский институт управляющ вычислительных машин (71) Заявитель (54) ??НВЕРТОР

?1нвертор относится к преобразовательной технике, а .именно ко вторич-, ным.источникам питания. известен преобразователь напряже ния, содержащий подключенный к выходным. выводам усилитель мощности на транзисторах, включенных по -Полумостовой схеме и управляемых с помощью трансформаторов тока, связанных с коллекторами управляющих транзисторов, базовыми цепями соединенных с выходами управляющего узла, входами соединенного с выходными выгодами, к которым подключен выход сглаживающего фильтра, входом соединенного с выходом выпрямителя, вход которого соединен со вторичной обмоткой выходного трансформатора усилителя мощности,. узел блокировки при включении-выключении, входом соединенный со вспомогательным источником питания, а выходом — с базой блокирующего транзистора, эмиттер которого соединен с эмиттерами, а коллектор через диоды . — с коллекторами управляющих транзисторов(13.

Недостатком устройства является отсутствие цепей, ограничивающих коллекторние токи силовых транзисторов при аварийном пропадании напряжения дополнительного источника питания.

Наиболее близок к предлаГаемому инвертор, по меньшей мере содержащий два силовых транзистора, в управляющую цепь каждого из которых включен трансформатор тока с управлякидей об- моткой, подключенной к дополнительному источнику питания через управляющий транзистор и ограничительный резистор, блок управления, соединенный с базами управляющих транзисторов., датчик тока перегрузки, вход которого включен в коллекторные цепи силовых транзисторов, а выход соединен с входом узла защиты от перегрузок, выходом соединенный с базой блокирующего транзистора, эмиттер которого объединен с эмиттерами управляющих транзисторов, а коллектор через разделительные диоды соединен с коллекто?зами управляющих транзисторов (21.

Недостаток известного устройства заключается в том, что при пропадании напряжения дополнительного источника питания из-эа отказа последнего в процессе работы устройства прекращается воздействие управляюЗО щего узла на работу силовых транзис970611 которых включены в коллекторные цепи транзисторов 2 и 3 соответственно, вторичные обмотки шунтированы балластными резисторами 16 и 17 и через диоды 18 и 19 подключены к входу узла 20 защиты и эмиттеру дополнительного транзистора 21, база которого через резистор 22 соедине-. на с одним иэ выводов источника 12 питания. Выход узла защиты соединен с коллектором дополнительного транзистора 21, а также с базой блокирующего транзистора 23, подключенного параллельно транзисторам 10 и 11 с помощью диодов 24 и 25. Эмиттеры транзисторов 10 и 11 через диоды 26 и 27 соединены с одним из выводов каждой из управляющих обмоток б и 7 трансформаторов 4 и 5. Вторичные обмотки трансформаторов 14 и 15 подключены также к базам транзисторов 10 и 11 через диоды 28 и 29 и резисторы 30 и 31. На выходе инвертора может быть включен трансформатор 32, выпрямитель 33 и фильтр 34.

Предлагаемый инвертор работает следующим образом.

Пусть сигналами с выходом A и Б блока 13 управления управляющий транзистор 10 закрыт, а транзистор 11 открыт. При этом силовой транзистор 2 открыт, а транзистор 3 закрыт. Коллекторный ток транзистора 2 протекает по первичной обмотке трансформатора 14, и на резисторе 16, включенном в его вторичную обмотку, возникает напряжение, через диод 28 и резистор 30 воздействующее на базу управляющего транзистора 11. В результате транзистор 11 остается открытым, а.силовой транзистор 3 — закрытым независимо от уровня сигнала на выходе Б блока 19 управления до тех пор, пока протекает ток в цепи силового транзистора 2. Отпирание. управляющего транзистора 10 создает цепь шунтирования управляющей обмотки б трансформатора 4 тока через диод 26 и переход коллектор-эмиттер транзистора 10. B результате базбвая цепь транзистора 2 обесточивается и он запирается. После этого создается возможность отпирания силового транзистора 3 и начинается обратное перемагничивание сердечника трансформатора 4. Аналогично работает второе плечо инвертора.

При перегрузке на выходе инвертора в первичной обмотке трансформатора 14 или 15 тока протекает ток перегрузки, обусловливающий появленне на резисторе 16 или 17 напряжения, превышающего заданный уровень. Это напряжение через диод 18 или 19 поступает на вход узла 20 защиты, который срабатывает и открывает блокирующий транзистор 23, создающий через диоды 24, 25 и 26, 27 цепи торов через управляющие обмотки транс-, форматоров тока. При этом каждый силовой транзистор за счет положительной обратной связи, создаваемой коллекторной и базовой обмотками трансформатора тока, начинает работать 5 в автоколебательном режиме, определяемои временами перемагничивания по частному циклу сердечников трансформаторов, что приводит к воэможности одностороннего насыщения выходного. 10 ,трансформатора, что также, в свою очередь, вызывает выход иэ строя силовых транзисторов.

;Цель изобретения — повышение надежности путем уменьшения времени 15 восставноления за счет исключения выхода иэ строя силовых транзисторов инвертора при аварийном пропадании напряжения дополнительного источника питания. 20

Укаэанная цель достигается тем, что в инверторе, содержащем IIo мень.шей мере, два силовых транзистора, в управляющую цепь каждого из которых включен трансформатор тока с управля- 5 ющей обмоткой, подключенной к доПолнительному источнику питания через управляющий транзистор и ограничительный резистор, блок управления, соединенный с базами управляющих транзисторов, датчик. тока перегрузки, вход которого включен в коллекторные цепи" . силовых транзисторов, а выход соединен с входом узла защиты от перегрузок, выходом соединенного с базой блокирующего транзистора, эмиттер которого объединен с эмиттером упраВляющих транзисторов, а коллектор через разделительные диоды соединен с коллекторами управляющих транзисторов, введен дополнительный транзис- 40 тор, коллектор которого подключен к базе блокирующего танзистора, база через резистор соединена с одним из выводов дополнительного источника питания, а эмиттер — с выходом датчика тока перегрузки.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема инвертора, полумостовой вариант дпя случая включения нагрузки через трансформатор, выпрямитель и фильтр.

Пнвертор содержит усилитель 1 мощ ности с силовыми трансформаторами 2 и 3, управляемыми с помощью трансформаторов 4 и 5 тока. Управляющие обмотки 6 и 7 трансформаторов 4 и 5 тока соответственно подключены через ограничительные резисторы 8 и 9 и управляющие транзисторы 10 и11 к дополнительному источнику 12 питания. Базы управляющих 60 транзисторов 10 и 11 подключены к выходам A и Б блока 13 управления.

Пнвертор включаЕт в себя датчик тока перегрузки в виде трансформаторов 14 и 15 тока, первичные обмотки

970611

Формула изобретения шунтирования управляющих обмоток 6 и 7 трансформаторов 4 и 5. В результате происходит запирание открытого силового транзистора.

Поскольку выключение силового транзистора связано с шунтированием управляющих обмоток трансформаторов 4 и 5 тока, оно обеспечивается также и при отсутствии напряжения от дополнительного источника 12 на кол лекторных цепях управляющих транзисторов 10 и 11.

Предположим, что управляющий транзистор 10 закрыт, а транзистор 11 открыт, силовой. транзистор 2 открыт, l5 а транзистор 3 закрыт, и в это вре-. мя произошел отказ дополнительного источника 12, в результате чего пропало питающее напряжение на управляющих транзисторах 10 и 11, узле 20 защиты и блоке 13 управления. При этом открывается закрытый в нормальном режиме дополнительный транзистор 21, который оказывается включен-! ным по схеме с общей базой эа счет связи его базового резистора 22 через цепи нагрузки источника 12 с его минусовым выводом.Ток вторичной обмотки трансфорглатора 14 через переход эмиттер-коллектор транзистора 21 3О отпирает транзистор 23, который через диоды 25 и 26 шунтирует обмотку 6 трансформатора 4, что вызывает спад тока силового транзистора 2 и уменьшение напряжения на резисто-ре 16. Транзисторы 21 и 23 запираются и ток транзистора 2 снова нарастает до следующего отпирания транзисторов 21 и 23. Иожет иметь место несколько таких циклов до насыщения трансформатора 4. После этого транзистор 2 запирается, прекращается ток через диод 28 и резистор 30 в базу транзистора 11, который запирается, обусловливая отпирание силового транзистора 3. Коллекторный ток . последнего трансформируется во вторичную обмотку трансформатора 15 и создает на резисторе 17 напряжение, достаточное для отпирания транзистора 21, коллекторный ток которого 50 отпирает транзистор 23, шунтирующий через диоды 24 и 27 обмотку 7 трансформатора 5. При этом коллекторный . ток транзистора 3 несколько спадает, напряжение на резисторе 17 умень- 55 шается, транзисторы 21 и 23 запираются и ток транзистора 3 снова нарастает до последующего отпирания транзисторов 21 и 23. Процесс продолжается до насыщения трансформатора 5, др после чего цикл повторяется.

Диодно-реэистивные цепи 28, 30 и 29, 31 обеспечивают поочередную работу силовых транзисторов 2 и 3, исключая возможность их одновременного открывания и выхода иэ строя из-за возникновения сквозного тока.

Коллекторные токи транзисторов 2 и 3 ограничиваются на низком уровне, а частота их переключения уменьшается по сравнению с рабочей. В таком режиме инвертор может находиться. длительное время, причем мощность рассеиваемая на силовых транзисторах, будет меньше, чем в нормальном установившемся режиме.

Таким образом, изобретение позволяет повысить надежность инвертора, силовые переключающие транзисторы которого управляются от индивидуальных трансформаторов тока, путем уменьшения времени его восставноле- ния исключением выхода из строя силовых транзисторов при аварийном пропадании напряжения дополнительного источника питания.

Пнвертор, содержащий, по меньшей мере, два силовых транзистора, в управляющую цепь каждого из которых включен трансформатор тока с управляющей обмоткой, подключенной к дополнительному источнику питания через управляющий транзистор и ограничительный резистор, блок управления, соединенный с базами управляющих транзисторов, датчик тока перегрузки,вход которого включен к коллекторные цепи силовых транзисторов, а выход соединен с входом узла защиты от перегрузок, выходом соединенного с базой блокирующего транзистора, эмиттер которого объединен с эмиттерами управляющих транзисторов, а коллектор через разделительные диоды соединен с коллекторами управляющих транзисторов, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен дополнительным транзистором, коллектор которого подключен к базе блокирующего транэситора, база через резистор соединена с одним из выводов дополнительного источника питания, а эмиттерс выходом датчика тока перегрузки. . сточники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 595836, кл. Н 02 М 3/335, 1975.

2 ° Авторское свидетельство СССР

Р 817945, кл. H 02 И 7/537, 1979.

49 70611

Составитель Н.Пишевская, Редактор Л.Пчелинская ТехредЛ,Пекарь Корректор И.Ватрушкина

Заказ 8418/72 Тираж 721 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