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

Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности к транзисторным преобразователям постоянного напряжения в переменное пря моугольной формы. Известен инвертор, содержащий задающий генератор, предварительный усилитель мощности и силовой усилитель мощности. Суммирование прямоугольных напряжений задающего генератора и силового усилителя мощности обеспечивает формирование сигналов управления усилителями мощности с ну Iлевой паузой. Длительность паузы равна сумме времени рассасывания носителей траР зисторов указанных носителей мощности l li Недостатком данного устройства являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные невозможностью получения прямоугольного напряжения высокой частоты, вследствие отсутствия в усилителе активного запирания транзисторов, приводящего к большим временам выключения указан ных транзисторов. Кроме того, такое управление усилителем мощности приводит к большим временам сдвига выходного напряжения усилителя мощности относительно напряжения задающего генератора, что особенно недопустимо при построении статических преобразователей с промежуточным звеном повышенной частоты. Известен также инвертор, содержа1ЦИЙ задающий генератор, формировател блокирующих импульсов и силовой усилитель мощности. В базовые цепи силовых транзисторов последовательно включены обмотки трансформаторов задающего генераЬора и формирователя блокирующих импульсов, в результате чего образуется пауза, в течение которой оба противотактных транзистора закрыты. В таком инверторе при постоянной нагрузке отсутствуют скво ные токи и формируется напряжение запирания транзисторов 2, Недостатком данного инвертора являются ограниченные функциональные возможности вследствие того, что пауза является фиксированной величиной, а это приводит при изменении нагрузки в широком диапазоне (0-1н) к появлению сквозных токов и снижеН1-ПО КПД или обрыву нагрузки (при больших паузах) от первичного источника питания, приводяидах к перенапряжению на элементах схемы, снижению и надежности устройства в целом. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является инвертор, содержащий в каждом плече по меньшей мере N параллельно соеди.ненных транзисторов, подключенных соответствующими силовыми электродами к входным выводам и выводам первичной обмотки.выходного трансформатора, а управляющими переходами через соответствующиебазовые резисторы - к обмоткам обратной связи выходного трансформатора, соединенным согласно-последовательно с обмотками синхронизации трансформатора задающего генератора L3 J. Недостатком известного инвертора являются ограниченные функциональные возможности, которые проявляются в невозможности нормальной работы транзисторного инвертора большой мощности, вследствие того, что при построении мощных транзисторных инверторов, приводящих к необходимости параллельного включения большого количества транзисторов, исключить протекание сквозных токов за счет подключения вспомогательных обмоток силового трансформатора к переходам базаэмиттер невозможно из-за малого суммарного сопротивления базовых резисторов (совместно с обмотками задающего генератора). -Указанные цепи шунтируют переходы база-эмиттер силовых транзисторов и не обеспечивают режима отсечки сразу после изменения полярности напряжения задающего генератора за счет напряжения вспомогательных обмоток силового трансформатора, что приводит к появлению сквозных токов в транзисторах и невозможности их нормальной, работы особенно на высокой частоте. Целью изобретения является повышение надежности устройства путем исключения сквозных токов. Поставленная цель достигается тем, что в двухтактном транзисторном инверторе, содержащем в каждом плече по меньшей мере N параллельно соединенных транзисторов, подключенных соответствующими силовыми электродами к входным выводам и выводам первичной обмотки выходного трансформатора, а управляющими переходами через соответствующие базовые резнеторы - к обмоткам обратной связи выходного трансформатора, соединенны согласно-последовательно с обмотками синхронизации трансформатора задающего генератораэ в каждое из плеч ин вертора введена дополнительная обмот ка задающего генератора, один из концов которой присоединен к выводу обмотки синхронизации трансформатора задающего генератора, соединенной с ней согласно, а другой - через введенные соответствующие диоды - к баз каждого из N транзисторов. На фиг.1 представлена принципиаль ная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - диаграммы напряжений на отдельных элементах схемы. Инвертор содержит задающий генератор 1 с трансформатором, усилитель мощности на транзисторах 2.1-2.N и 3.1-З.М, подключенных к выходному трансформатору 4, при этом базы тран зисторов 2.1-2.N и 3.1-3.N через базовые резисторы 5.1-5.N и 6.1-6.N соответственно подсоединены к одним из концов обмоток обратной связи 7 и 8, последовательно соединенных с обмотками синхронизации 9 и 10 трансформатора задающего генератора 1, другие концы которых подключены к дополнительным обмоткам 11 и 12 трансформатора задающего генератора которые через диоды 13.1-13.N и 14.1-14./V подключены к базам транзисторов, базо-коллекторные переходы которых подсоединены к вспомогательным обмоткам 15 и 16 через диоды 17.1-17.N и 18,1-18.N. На фиг.2 представлены эпюры 19 и 20 напряжений соответственно на вторичных обмотках трансформатора задающего генератора 1 и вторичных обмотках трансформатора 4. Инвертор работает следующим образом. В нормальном режиме задающий генератор 1 формирует прямоугольное напряжение 195которое от обмоток 9 и 10 поступает на управление силовыми транзисторами 2.1-2.N и 3.1-3.N. iПричем базовый ток указанных транзисторов зависит от полярности напря жений этих обмоток и обмоток 1 334 обратной связи 7 и 8, Положим, что до момента времони t насыщены транзисторы 3.1-3.N, и базовый ток определяется суммой напряжений обмотки 7 и 9. В это время к переходу база-эмиттер транзисторов 2.1-2.N прикладывается запирающее напряжение обмоток 10-12 через диоды 14.1-14.N. При этом напряжения обмоток 9 и 10 меньше напряжений обмоток 7 и 8, а к переходу база-коллектор транзистора 3.1-3,N напряжение не прикладывается. В момент времени напряжение 19 задающего генератора 1 меняет полярность и запирающее напряжение прикладывается к переходам эмиттер-база транзисторов 3.1-3., и транзисторы начинают выключаться. Дополнительно к переходам базаколлектор транзисторов 3.1-3.N прикладывается запирающее напряжение, что позволяет уменьшить время выключения транзисторов 3.1-3.N. В это время (интервал транзисторам 2.1-2.IM прикладывается напряжение в запирающей полярности. После пол.ного выключения транзисторов 3.1-3..N (момент времени tj) напряжение обмоток силового трансформатора меняет полярность (эшора 20), а к переходам база-эмиттер транзисторов 2.1-2.N прикладывается напряжение в отпирающей полярности и т.д. Принцип работы полумостовой и мостовой схем инвертора аналогичен. Таким образом, в предлагаемом инверторе любой мощности расширяются функциональные возможности за счет того, что отсутствуют: одновременное включение транзисторов различных плеч, что позволяет исключить протекание сквозных токов и интервал одновременного выключенного состояния транзисторов за счет контролируемой задержки сигналов управления, что исключает перенапряжения на элементах схемы. Применение предлагаемогоинвертора любой мощности, характеризующегося высоким КДЦ и надежностью, позволяет эффективно решать задачи преобразования параметров электрической энергии на базе транзисторных инверторов.

rv-w%

Опг

5 S

Гф

DD

/Й

/

ДВУХТАКТНЫЙ ТРАНЗИСТОРНЫЙ ИНВЕРТОР, содержащий в каждом плече по меньшей мере N параллельно соединенных транзисторов, подключенных соответствующими силовыми электродами к входным выводам и выводам первичной обмотки выходного трансформатора, а управляющими переходами через соответствующие базовые резисторы - к обмоткам обратной связи выходного трансформатора, соединеннымсогласно-последовательно с обмотками синхронизации трансформатора задающего генератора, отличающийс я тем, что, с целью повышения его надежности путем исключения сквозных токов, в каждое из плеч инi вертора введена дополнительная обмотка задающего генератора, один из (Л концов которой присоединен к выводу обмотки синхронизации трансформатора задающего генератора, соединенной с ней согласно, а. другой - через введенные соответствующие диоды - к базе каждого из N транзисторов. 00 4: СО СО СО

Sj liA

rn

iPui.l /uiA tU V