Двухтактный транзисторный инвертор Советский патент 1984 года по МПК H02M7/537 

О5 СП)

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в ключевых усилителях мощности, инверторах, импульсных регуляторах систем электропитания и электропривода .

Известны транзисторные инверторы содержащие блок управления с трансформатором тока, первичная обмотка которого включена в силовую цепь инвертора, вторичные обмотки подсо.единены к управляющим входам инвертора, а обмотка управления - к управляющим транзисторам, управлянм ие входы которых подключены к формирователю импульсов управления, причем средний вывод обмотки управления подключен к выводу источника питания через резистор или стабилизатор тока 1 и 2 .

Недостатком указанных инверторов является низкий КПД вследствие наличия протекания тЬка через резистор или стабилизатор тока.в момент паузы управляющего напряжения инвертора.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является двухтактный транзисторный инвертор, содержащий блок управления с трансформатором тока, первичная обмотка которого включена в силовую цепь транзисторов инвертора, вторичные обмотки подсоединены к управлянхцим входам транзисторов инвертора, обмотку управления, крайние выводы которой подключены к силовым выводам управляющих транзисторов, другие силовые выводы - к общему выводу источника питания, а управляницие входы - к выходу формирователя управ ляк)щих импульсов, цепь из последовательно соединенных диода и резистора, подключенную одним концом к среднему выводу обмотки управления трансформатора тока и подсоединенный к общему выводу источника питания возвратный диод sj .

Недостаток указанного устройства заключается в низком КПД вследствие наличия тока в резисторе, подключенном к среднему выводу обмотки управления трансформатора тока в момент формирования паузы выходного напряжения.

Цель изобретения - повышение КПД устройства.

Поставленная цель достигается тем,что в двухтактный транзисторный инвертор, содержащий блок управления с трансформатором тока, первичная обмотка которого включена в силвую цепь транзисторов инвертора, вторичные обмотки подсоединены к управляющим входам транзисторов инвертора, обмотку управления, крайние выводы которой подключены к силовым выводам управляющих транзисторов, другие силовые выводы - к общему выводу источника питания, а управляющие входы - к выходу формирователя импульсов управления, цепь из последовательно соединенных диод и резистора, подключенную одним концом к среднему выводу обмотки управления трансформатора тока и подсоединенный к общему выводу источника питания возвратный диод другой вывод возвратного диода подключен к среднему выводу обмотки управления трансформатора тока, а другой конец цепи из последовательно соединенных диода и резистора соединен с другим выводом источника питания через введенный дополнительный управляющий транзистор, вход управления которого подключен к выходу формирователя импульсов управления.

На фиг. 1 приведена схема двух.тактного транзисторного инвертора/ на фиг. 2 - временные диаграммы : ,т напряжений на входах управляющих транзисторов и выходе инвертора. t- Двухтактный транзисторный инвертор содержит силовые транзисторы 1 И 2, силовой трансформатор 3, трансформатор тока 4, первичная обмотка 5 которого включена в силовую цепь транзисторов инвертора, вторичные обмотки 6 и 7 подсоединены к управляющим входам транзисторов инвертора, а крайние выводы обмотки управления 8 - к силовым выводам управляющих транзисторов 9 и 10 другие силовые выводы которых подключены к общему выводу 11 источника питания, а управляющие входы - к выходу формирователя импульсов 12 управления, цепь из последовательно соединенных диода 13 и резистора 14, подключенную к среднему выводу обмотки управления 8 трансформатора тока 4, подсоединенный к общему выводу истоника 11 питания возвратный диод 15, а также дополнительный управляющий транзистор 16, включенный между другим выводом 17 источника питания и цепью из диода 13 и резистора 14.

Инвертор работает следующим образом. .

I-

В интервалах времени (t - ty), (t у - t g), когда управляющие транзисторы 9 и 10 открыты, а транзистор 16 закрыт, обмотка управления 8 закорочена, силовые транзисто ял 1 и 2 закрыты, так как их базовые цепи обесточены. Импульсные помехи, назодкмле в базовых цепях транзисторов 1 и 2, шунтируются либо по цепи транзистор 9, диод 15 и полуобмотка 8, либо по цепи: транзистор 10, диод 15 и полуобмотка 8. Из источника питания (выводы 11 и 17) ток не 1Тротекает, так как транзистор 16 за крыт . В момент времени t транзистор 9 закрывается, а транзистор 16 открывается. К правой полуобмотке управления 8 прикладывается напряжение равное разности между напряжением источника питания и падением напряжения на резисторе 14, которое тран сформируется во вторичные обмотки 6 и 7 с указанной по схеме полярность В результате силовой транзистор 1 открывается, ток, проходящий по пер вичной обмотке 5, трансформируется во вторичную обмотку 6 и поддержитвает силовой транзистор 1 на интервале (tj - tj) в открытом состоянии С увеличением тока нагрузки увеличивается падение напряжения на переходе эмиттер-база транзистора 1, следовательно, увеличивается напряжение на обмотке 8, которое может превысить напряжение, приложенное к клеммам 11 и 17. Для исключения инверсного тока через транзистор 16 и трансформации тока из силовой цепи в источник питания блока управ ения служит диод 13. Процессы, проходящие в инверторе на интервале {t4 - ), когда закрыт транзистор 10, а транзисторы Э и 16 открыты, аналогичны рассмотренным выше, при этом силовой транзистор 1 будет закрыт, а транзистор 2 открыт. Таким образом, по сравнению с прототипом в предлагаемом инвертоpe в интервалах времени, когда в выходном напряжении формируется нулевая пауза (силовые транзисторы закрыты) от источника питания блока управления энергия не потребляется. Потребление энергии происходит кратковременно, только в моменты включения силовых транзисторов, либо в режимах работы инвертора, близких к холостому ходу. Использование дополнительного управляющего транзистора выгодно отличает предлагаемый инвертор от указанного прототипа, так как значительно снижается мощность, потребляемая от источника питания блока управления, особенно при глубоком регулировании выходного напряжения, и в результате, увеличивается КПД инвертора.

ДВУХТАКТНЫЙ ТРАНЗИСТОРНЫЙ ИНВЕРТОР, содержащий блок управления с трансформатором тока, первичная о5мотка Которого включена в силовую цепь транзисторов инвертора, вторичные обмотки подсоединены к управляющим входам транзисторов инвертора, обмотку управления, крайние выводы которой подключены к силовым выводам управляю да1х транзисторов , другие силовые выводы - к общему выводу источника питания, а управляю1аие входы - к выходу формирователя и ;тульсов управления, цепь из последовательно соединенных диода и резистора, подключенную одним концом к среднему выводу обмотки управления трансформатора тока, и подсоединенный к общему выводу источника питания возвратный диод, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, другой вывод возвратного диода подключен к срейнему выводу обмотки управления трансформатора тока, а другой конец цепи из последовательно соединенных диодаg и резистора соединен.с другим выво- 8 дом источника питания рез введен(Л ный дополнительный управляющий транзистор, вход управления которого подключен к выходу формирователя импульсов управления.

.2