SU741398A1 - Инвертор - Google Patents

Description

(54) ИНВЕРТОР

I

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может быть использовано в частности в стабилизированных преобразовател к напр жени  с широтноимттульсным регулированием.

Известен инвертор напр жени  , в котором дл  устранени  режима сквозных токов , обусловленного эффектом рассасыванл  избыточного зар да в базах закрываемых транзисторов, используютс  насыщенные транзисторные ключи с нелинейной отрицательной обратной св зью по току, причем в ненасыщенный режим ключи перевод тс  перед переключением транзисторов силовой части инвертора LMts

Однако данный инвертор не может быть использован при широтно-импульсном регулировании с измен ющейс  паузой на нуле. Кроме этого массо-габаритные показатели дополнительного тран- jo сформатора и дроссел  достаточно велики.

Известен также ннвергор, который содержит блок управлени  с трансформаторным выходом соединенный с управл ющим

входом каждого транзистора двухтактного усилител  мощности через последовательно соединенные базовые резистсф и диод, шунтированные обратно включенным диодом, причем коллектор транзистора св зан с точкой соединени  базовых резистора и диода через вспомогатепьный диод. Вспомогательный циоа поддерживает транзисторы инвертора в ненасыщенном режиме

Недостатком известной схемы  вл етс  увеличенное падение напр жени  между коллектором и эмиттером открытого транзистора по сравнению с падением напр жени  между указанными электродами в режиме насыщени , что св зано с работой транзистора в активной области. Вследствие этого, статические потери мощности от открытом т ганзисторе возрастают и снижаетс  КГ.Д инвертора.

Цель изобретени  - повышение КПД инвертора.

Claims (2)

1. Эта цель достигаетс  тем, что инвертор , содержащий блок упраагюни  с тран- сформагорным выходом соединенным с управл ющим вкодом каждого транзистора двухтактного усилител  мощности через последовательно соединенные базовые резистор и диод, шунтированные обратным диодом, причем коллектор транзистора св зан с точкой соединени  ба- зовык резистора и диода через вспомогательный диод, а кажда  пара соответствующих транзисторов двухтактного усилител  мощности снабжена дополнительным двухобмоточным насыщающимс  трансформатором, кажда  из этих обмоток включена последовательно со вспомогательным диодом, .причем к одноименным электродам вспомогательных диодов этой пары подключены разноимен ные концы этих обмоток. На фиг, 1 приведена принципиальна  схема инвертора; на фиг. 2 (а,б,в,п, д, е,ж) - временные диаграммы, по сн ющие его работу. Инвертор состоит из ключевых транзисторов 1-4, выходного трансформатор 5, включенного в диагональ моста, образованного указанными транзисторами, ко вторичной обмотке которого подключено сопротивление нагрузки .6. Импульсы управлени  транзисторами снимаютс  со вторичных обмоток согласующих трансформаторов 7-8, вход щих в оконечный каскад блока управлени  и через последовательно соединенные ограничивающие резисторы 9-12 и базовые диоды 13-16 подаютс  в базовые цепи транзисторов инвертора. К коллектору каждого транзистора подключен диод 17-20, который совместно с базовым диодом и одной из обмоток насыщающегос  трансформатора 21-22 образуют цепь нелинейной обратной св зи потоку Насыщающийс , трансформатор 21-22 вы полнен на сердечнике с пр моугольной петлей гистерезиса и имеет две одинако вые обмотки W 1,W2, которые разноименными концами включены между одно именными выводами базовых диодов и диодов обратной св зи. Таким образом цепочка, состо ща  из последовательно соединенных базового диода, диода обра ной св зи и обмотки насыщающегос  тр сформатора шунтирует коллекторно-базо вый переход транзистора. Импульсы управлени , поступающие на транзисторы 1-2 и 3-4, вход щие в разные стойки, наход тс  в противофазе Формы импульсов базового тока транзисторов 1-2 и Зт4 приведены на фиг. Sд 2a, б, в, г. Между импульсами управлени , поступающими со вторичных обмоток трансформаторов 7 и 8 имеетс  некоторый фазовый сдвиг Чо (фиг. 2). Благодар  такому закону переключени  транзисторов выходное напр жение инвертора имеет паузу, на нуле (фиг. 2, ж). Измен   с . помощью системы управлени  величину фазового сдвига управл ющих им.пульсов можно осуществл ть широтно-импульсное регулирование выходного напр жени . Дл  уменьшени  времени выключени  транзистора ограничивающий резистор и базовый диод зашунтированы обратно включенным запирающим диодом 23 - 26, который отпираетс  при по влении на вторичной обмотке согласующего трансформатора напр жени  с пол рностью, противоположной пол рности напр жени , отпирающего транзистор. Так как процессы, происход щие при переключении транзисторов 1-2 и 3-4 идентичны, дл  объ снени  работы схемы рассмотрим процесс переключени  транзисторов 1 и 2. Предположим, что в момент времени t -, (фиг. 2) сердечник насыщающегос  трансформатора 21 за счет процессов, происход щих в предыдущем полупериоде находитс  в состо нии отрицательного насыщени  ( -В ), где В -индукци  насышени  материала сердечника . В момент t Q на вторичной обмотке согласующего трансформатора 7 по вл етс  управл ющее напр жение с пол рностью , котора  дл  транзистора 1  вл етс  отпирающей. Транзистор 1 начинает отпиратьс  и по истечении времени 1ф , которое определ етс  частотными .„ свойствами транзистора переходит в состо ние насыщени . С момента 1р начи- начетс  перемагничивание сердечника насыщающегос  трансформатора из состо ни  (-В) в состо ние (+Вд). На интервале перемагничивани  индуктивное сопротивление обмотки W 1 дл  всех гармоник входного тока транзистора Э „.. велико и в цепи диода 17 протекает т;ок намагничивани  сердечника, имеющий весьма малую величину. При этом цепь нелинейной отрицательной обратной св зи по току оказываетс  разомкнутой, .ток базы транзистора 1 равен входному току (фиг. 2,а) и транзистор поддерживаетс  в режиме насыщени . При этом напр жение между эмиттером и коллектором, транзистора 1 равно Ug «oic ) Транзистор 2 в интервале х„ - 1д заперт отрицательным напр жением обмотки управлени  трансформатора 7 и напр жение на его соллекторе примерно равно напр жению источника питани  Е (фиг. 2,е). Параметры насыщающегос  трансформатора 21 (22) выбраны так, что врем  его перемагнич 1вани  из состо ни  ( -B в состо ние (В) несколько меньше длительности отпирающего импульса тока (фиг. 2а). Поэтому в момент времениЛ д сердечник трансформатора насыщаетс , индуктивное сопротивление обмотки W1 резко уменьшаетс , отпираетс  диод 17 и начинает действовать цепь нелиней ной отрицательной обратной св зи по току . В результате ее действи  ток базы транзистора уменьшаетс  До величины 3jj (фиг. 2,а), а рабоча  точка транзистора сказываетс  в активной области на границе насыщени . Напр жение мезкду эмиттером и коллектором при этом возрастает до величины (фиг. 2, д). В интервала времени i . благодар  действию Отрицательной обратной св зи по току величина тока базы транзистора автоматически поддерживаетс  такой, что транзистор находитс  на границе активной области и области насыщени . При этом разность входного D и базового 7) (5 токов протекает в цепи диода 17 В таком режиме схема находитс  до момента времени t , пока не произойдет смена пол рности управл ющих напр же- НИИ на вторичных обмотках трансформа . тора 7.. Так как в результате действи  обратной с.в зи транзистор 1 к моменту t находитс  в активном режиме, то при по влении запирающего напр жени  умень шение его коллекторного тока начинаетс  одновременно с увеличением тока коллектора транзистора 2, на базе которого действует отпирающее напр жение. Следовательно, в интервале коммутации транзисторы 1 и 2 наход тс  в .активном режиме (фиг. 2, д, е), в результате чего сквозной ток в стойке инвертора устра н етс . После запирани  транзистора 1 сердечник насыщающегос  трансформатора перемагничиваетс  из состо ни  (+Bg) в состо ние (-В) под действием напр жени , действующего на обмотке W 2. В дальнейшем процессы в схеме повтор ютс . . Как следует из описани  работь схемы , наличие насыщающегос  трансформа- тора в цепи нелинейной отрицательной обратной св зи по току приводит к тому, что в течение большей части интервала открытого состо ни  транзистора он поддерживаетс  в режиме глубокого насыще- ки  и только перед поступлением запирающего импульса (интервал t, - О с помощью цепи обратной св зи переводитс  в активный режим. Поэтому потери мощности на открытом транзисторе в инверторе значительно меньше, чем в схеме известного устройства, вследствие чего повышаетс  КПД инвертора и его надежность . Формула изобретени  Инвертор, содержащий блок управлени  с трансформаторным выходом, соединенный с управл ющим входом каждого транзистора двухтактного усилител  мощности через последовательно соединенные базовые резистор и диод, шунтированные обратно включенным диодом, причем коллектор транзистора св зан с точкой сое- динени  базовых резистора и диода через вспомогательный диод, отличающийс  тем, что, с целью повышени  КПД, кажда  пара соответствующих транзисторов двухтактного усилител  Мощности снабжена дополнительным двухобмоточным насыщающимс  трансформатором , а кажда  из этих обмоток включена последовательно со вспомогательным диодом, причем к одноименным электродам вспомогательных диодов этой пары подключены разноименные концы этих обмоток. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР по за вке № 2442476/О7, кл. Н 02 М 7/537, 1977,
2. 2.Сб. Устройства вторичных источников электропитани . М., Знание МДНТП, 1976, с. 76, рис. 2.

   -hff

   Ф

   5

   .

   t ft.

   f9

   wi

   №U

    . S

   -И-15

   «Г