Инвертор Советский патент 1984 года по МПК H02M7/537 H02H7/12 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразованию напряжения, и может быть использовано в инверторах и в преобразователях постоянного напряжения повышенной надежности с параллельным соединением транзисторов через плавкие предохранители.

Известен инвертор и использованием составных транзисторов в качестве переключателей, управляемых трансформатором, требуквдий малую мощность по цепи управления 1.

Недостатком такого устройства является низкая надежность.

Известен инвертор с параллельным соединением транзисторов через плавкие предохранители, включенные в коллекторы транзисторов. В случае короткого замыкания (КЗ) перехода коллектор-эмиттер одного из транзисторов его предохранитель выжигается и неисправный транзистор автоматически отключается С2.

Недостатком этого инвертора, является то, что при КЗ перехода базаэмиттер транзистора цепь управления оказывается перегруженной в результате отсутствия предохранителей в базовой цепи.

Наиболее близким к предлагаемому является инвертор, содержащий в каждом плече N параллельно соединенных транзисторных элементов, в базовые и эмиттерные цепи которых включены предохранители, при этом входы .указанных элементов подсоединены к блоку управления 3..

Однако В известном транзисторном инверторе низкий КПД обусловлен большим током управления. При использовании составных резервированных транзисторов в качестве ключевых элементов не обеспечивается эффективное отключение неисправных транзисторов путем перегорания соответствующих предохранителей из-за большого вре мени их перегорания, обуславливающее протекание длительных аварийных процессов, при которых переключающие элементы инвертора подвергаются значительным электрическим и тепловым нагрузкам, чтосущественно снижает их надежность.

Цель изобретения - повышение надежности путем увеличения быстродействия пзрегорания предохранителей.

Поставленная цель достигается тем 1то в инверторе, содержащем в каждом плече N параллельно соединенных транзисторных ключевых элементов, в базовые и эмиттерные цепи которых включены предохранители, при этом входы указанных транзисторных ключевых элементов подсоединены к блоку управления, последний выполнен с выходным трансформатором, отвод от вторичной обмотки которого через введенные встречно-параллельно соединенные диоды соединен с точкой соединения эмиттерных и базовых цепей управляющих и силовых групп транзисторов транзисторных ключевых элементов, выполненных по схеме составного транзистора.

На чертеже приведена схема инвертора.

Инвертор содержит транзисторы 1.11.N управляющей группы, входящие в состав транзисторных ключевых элементов, выполненных по схеме составного транзистора, предохранители 2.12.N, 3.1-3. N в цепи баз и эмиттеров транзисторов управляющей группы соответственно .

Базы транзисторов 1.1-1.N через базовые резисторы 4, зашунтированные диодами 5, подсоединены к выходному трансформатору 6 блока управления, отвод от первичной обмотки которого через встречно-параллельно соединенные диоды 7 и 8 подключен к точке соединения эмиттерных цепей транзиС торов 1.1-1.N управляющих групп с базовыми цепями транзисторов 9.1-9.N.

В базовьЛс и эмиттерных цепях т|ранзисторов 9.1-9.N включены соответствующие предохранители 10.1-10.м и 11.1-11.N.

Преобразователь может быть выполнен как по схеме с нулевой точкой трансформатора, так и по мостовой схеме.

При нормальной работе инвертора диоды 7 и 8 обеспечивают активное запирание транзисторов как управляющей, так и силовой групп в полуперио отрицательного управляющего напряжения на вторичной обмотке трансформатора 6. В полупериод положительного управляющего напряжения на вторичной обмотке диоды 7 и 8 оказываются отключенными ввиду выбора величины ЭЦС Е2 .( + ) управляющего напряжения нижней полуобмотки трансформатора 6 из следующего условия:

и,Е(.)и

В.

Ugjj. - падение напряжения на пегдереходе база-эмиттер транзисторов силовой группы; Ujj - прямое падение напряжения

на диодах 7 и 8. При КЗ перехода Б-Э одного из тра нзисторов 1.1-1.N управляющей группы ток, протекающий через базовый 2.1 и эмиттерный 3.1 предохранители в цепи отказавшего транзистора, в полупериод положительного управляющего напряжения на части вторичной обмотки трансформатора б определяется выражением

( где Е - ЭДС вторичной обмотки , трансформатора 6 в полупериод положительного уп. равляющего напряжения; - величина базового сопроти ления. В полупериод отрицательного упра ляющего напряжения на части вторичной обмотки трансформатора 6 ток че рез предохранители 2.1 и 3.1 равен - ЭДС верхней полуобмотки где Е, вторичной обмотки трансформатора б; - прямое падение напряжени на диоде 5; г - внутреннее сопротивление источника ЭДС, приведенн к верхней полуобмотке трансформатора б. Для обеспечения требуемой кратной т ка через предохранители величина -, должна быть достаточно малой. При КЗ перехода К-Б любого транзистора управляющей группы в полсэжительный полупериод управляющего напряжения ток через эмиттерный пре дохранитель 12 неисправного-транзис тора может уменьшиться по сравнению с рабочим током при нормальном режи ме работы. В отрицательный полупери через предохранитель 2.1 протекает весь ток транзисторного ключевого элемента инвертора, обеспечивая большую кратность тока и необходимы условия для перегорания базового пр дохранителя. После перегорания базо вого предохранителя начинает перего рать эмиттерный предохранитель 3.1 неисправного транзистора током, про текающим в отрицательный полупериод через диод 8 и нижнюю полуобмотку трансформатора б. Если происходит КЗ перехода К-Э одного из транзисторов управляющей группы, ток через эмиттерный предохранитель 3.1 в цепи неисправного транзистора в положительный полупериод управляющего напряжения равен суммарному току транзисторов управ ляющей группы. В отридательный. полу|период через предохранитель 3.1 неисправного транзистора 1.1 проходит весь ток транзисторного ключа liHBepTopa через диод 8 и нижнюю полуобмотку трансформатора б, пережигая его. При КЗ перехода Б-Э любого транзистора 10.1 - 10.N силовой группы ток базового 10.1 - 10.м иэмиттеоного 11.1 - 11.N предохранителей в цепи неисправного транзистора для положительного полупериода равен току всего транзисторного ключа инвертора, проходящего через транзисторы 1.1 - 1.N управляющей группы. В отрицательный полупериод ток через указанные предохранители ограничивается только внутренним сопротивлением блока управления приведенным к части управляющей обмотки трансформатора б. В случае КЗ перехода К-Б одного из транзисторов силовой группы происходит шунтирование переходов К-Э транзисторов 1.1-1.N управляющей группы в положительный полупериод действия управляющего напряжения на вторичной обмотке трансформатора б. Ток через базовый предохранитель 10.1 - 10.N в цепи неисправного транзистора 9.1 - 9.N примерно равен суммарному базовому току транзисторов силовой группы. В отрицательный полупериод весь ток транзисторного ключевого элеме-нта инвертора протекает через базовый предохранитель 9.1 - 9.N , в результате предохранитель выжигается. При КЗ перехода К-Э одного из транзисторов силовой группы предохранитель в цепи эмиттера неисправного транзистора транзисторного ключа инвертора выгорает в результате протекания суммарного тока транзисторного ключа. После перегорания соответствую- ,, щего предохранителя инвертор восстанавливает свою работоспособность, а диоды, подключенные к отводу вторичной обмотки управляющего трансформатора, форсируют выключение составных транзисторов.

ИНВЕРТОР, содержащий в каждом плече Л/параллельно соединенных транзисторных ключевых элементов, в базовые и эмиттерные цепи которых Ш включены предохранители, при этом входы указанных элементов подсоединены к блоку управления, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем увеличения быстродействия отключения неисправных транзисторных ключевых элементов, блок управления выполнен с выходным трансформатором, отвод от вторичной обмотки которого через введенные встречно-параллельно соединенные диоды соединен с точкой соединения эмиттерньк и базовых цепей управляющих и силовых групп транзисторов транзисторных ключевых элементов, выполненных по схеме составного транзистора. , (Л X) 00 У1