Инвертор Советский патент 1984 года по МПК H02M7/537 

CD СО

00 Изобретение относится к преобраз вательной технике и может быть использовано при разработке вторичных источников питания, работающих с высокой частотой переключения транзисторов, Известен инвертор, содержащий тра зисторный мост, одна диагональ которого подключена к выходным выводам а другая зашунтирована емкостным делителем и подключена к входным выво дам, блок управления, выходы которо соединены с управляющими входами транзисторов, два информационных трансформатора, первичные обмогки K торых соединены последовательно-и п ключены к выходным выводам инвертор а общая точка этих обмоток соединена со средней точкой емкостного делителя. Выходные обмотки информационных трансформаторов через диоды соединены с входами формирователей импульсов 1, Недостатком этого устройства явля ется низкий КПД, что связано с отсутствием режима форсированного запирания транзисторов. При разбросе параметров транзисторов отсутствие этого режима приводит к появлению нулевой паузы в форМе выходного напряжения, длительность которой сильно меняется при изменении нагрузки. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является инвертор, содержащий транзисторный мост, одна диагональ которого образует выход инвертора, задающий генератор, выходами соединенный с первыми входа ми основных формирователей импульсов выходы которых соединены с управляющими входами транзисторов, два датчи ка состояния транзисторов, входы которых соединены последовательно и подключена к средней точке емкостного делителя, шунтирующего другую диагональ моста, выходы датчиков подключены к вторым входам соответствую тих основных формирователей, выпрямители, выходы которых шунтируют управляющие переходы соответствующих транзисторов 2. Недостатком этого инвертора являются значительные потери в их цепях управления, увеличение которых прои.сходит при суммировании напряжений обмоток формирователей импульсов и узла управления, что приводит к значительному возрастанию тока, протекгиощему через базовые резисторы по отношению к номинальному режиму так как напряжение на выходных обмотках формирователей импульсов в два и более раз выше напряжения на управляющих обмотках. Цель изобретения - повышение КПД путем снижения потерь на управление, Эта цель достигается тем, что в инвертор, содержащий транзисторный мост, одна диагональ которого образует выход инвертора, задающий генератор, выходами соединенный с первыми входами основных формирователей импульсов, выходы которых соединены с управляющими входами тразисторов, два датчика состояния транзисторов, входы которых соединены последовательно и подключены к выходу инвертора, а общая точка соединения датчиков подключена к средней точке емкостного делителя, шунтирующего другую диагональ моста, выходы датчиков подключены к вторым входам соответствующих основных формирователей, выпрямители, выходы которых шунтируют управляющие переходы соответствующих транзисторов, введены два дополнительных формирователя импульсов, первые входы которых соединены с выходами задающего генератора, к вторым входам лодключены выходы указанных датчиков, а выходы дополнительных формирова- телей подключены к входам соответствующих выпрямителей, С целью улучшения формы выходного напряжения путем уменьшения времени выключения транзисторов, выходы дополнительных формирователей импульсов через диоды могут быть подключены к базо-коллекторным переходам соответствующих транзисторов. На фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг, 2 - временные диаграммы напряжений в основных точках инвертора , Инвертор содержит транзисторы 1-4 моста, выходной трансформатор 5, датчики состояния транзисторов - трансформаторы б и 7, емкостный делитель 8 напряжения, задающий генератор 9, соединенный с первыми входами первого основного формирователя 10 импульсов с выходными обмотками 11 и 12и второго основного формирователя 13импульсов с выходными обмотками 14и 15, первый дополнительный формирователь 16 импульсов с выходными обмотками 17-20 и второй дополнительный формирователь 21 импульсов с выходными обмотками 22-25, Все выходные обмотки 17-20 и 22-25 подключены к транзисторам 1-4 через диоды и выпрямители 26-33, датчики состояний транзисторов 6 и 7 соединены вторыми входами основных и дополнительных формирователей 10, 13 и 16, 21 импульсов через согласующие элементы 34 и 35, На фиг, 2 приведены временные диаграммы напряжений: 36 - на выходе адающего генератора 9; 37 - на оботках трансформатора 6; 38-39 - на ыходных обмотках 11 и 12 основного ормирователя 10; 40 - на выходных бмотках 17-20 дополнительного формирователя 16 импульсов; 41 и 42 на переходе эмиттер-база транзисторов

Iи 2.

Работа инвертора осуществляется симметрично по стойкам, поэтому рассмотрим процесс включения только тран зисторов 1 и 2.

На выходе задающего генератора 9 формируются импульсы (диаграмма 36). В отрезок времени допустим, что транзистор 1 открыт, а транзистор 2 закрыт. На обмотках трансформатора 6 формируется напряжение 37. В момент времени напряжение 36 на выходе задгиощего генератора 9 меняет знак. Вследствие того, что избыточные носители из области базы транзистора 1 рассасываются не мгновенно, транзистор 1 открыт до момента времени t. С датчика 6 состояния транзисторов через элемент 34 напряжение 37 пос-. тупает на формирователи 10 и 16 импульсов, где осуществляется гшгебраическое суммирование сигнала 36 задающего генератора 9 и сигнала 37.

На выходе основного формирователя 10 в момент на отрезке времени формируется нулевое напряжение, поэтому напряжение 38 и 39 на обмотках

IIи 12 также имеют нулевую паузу, Сследовательно, пока транзистор 1 не закроется, т.е. напряжение 37 не сменит знак, на транзистор 2 не поступит отпирающий сигнал. Таким образом в стойке исключается режим сквозных токов. Одновременно на выходе дополнительного формирователя 16 импульсов иа отрезке времени t-,-t. формируется напряжение 40, прикладываемое через выпрямитель 27 в запирающей полярности к переходу эмиттер-база и через диод 26 к переходу

база-коллектор транзистора 1. Под действием импульсов 40 происходит быстрое рассасывание избыточных носителей и транзистор 1 закрывается. На выходе формирователя 10 появляется напряжение 39, под действием которого транзистор 2 открывается. На выходе формирователя 16 напряжения нет. В следующий момент времени tj напряжение на выходе задающего генератора 9 меняет знак и в напряжениях 38-39 формируется нулевая пауза, позтому транзистор 1 остается закрытым, а лод действием напряжения на выходе формирователя 16 импульсов происходит формированное запирание транзистора 2. В этот момент времени запиргиощий сигнал с обмоток 19 и 20 через диод 28 и выпрямитель 29 приклгщывается к переходам коллекторбаза и база-эмиттер транзистора 2. Как только транзистор 2 закроется, происходит включение транзистора 1, и далее процесс повторяется. Суммарные напряжения, приклыдваемые к переходу эмиттер-база транзисторов 1 и 2, показаны на диаграммах 41 и 42. Формирователи импульсов могут выполняться на базе любой схемы инвертора. Изменение длительности выхоного сигнала осуществляется суммированием сигналов задающего генератора и датчиков состояния транзисторов в виде логических и .

Таким образом, введение дополнительных формирователей импульсов, ав томатически создающих выходной сигнал только в течение времени рассасывания неосновных носителей в базах транзисторов, позволяет снизить потери на управление, что. повышает КПД всего устройства.

1. ИНВЕРТОР, содержащий транзисторный мост, одна диагональ которого образует выход инвертора, задающий генератор, выходами соединенный с первыми входами основных формирователей импульсов, выходы которых соединены с управляющими входами транзисторов, два датчика состояния транзисторов, входЫ: которых соединены последовательно и подключены к выходу инвертора, а общая точка соединения датчиков подключена к средней точке емкостного делителя, шунтирующего другую диагональ моста, выходы датчиков подключены к вторым входам соответствующих основных формирователей, вьтрямителиг выходы которых шунтируют управляющие переходы соответствующих транзисторов, отличающийся ем, что, с целью повышения КПД путем снижения потерь на управление, в него введены два дополнительных формирователя импульсов, первые входы которых соединены с выходами задающего генератора, к вторым входам подключены выходы указанных датчиков, а выходы дополнительных формирователей подключены к входам соответствующих выпрямителей. 2. Инвертор ПОП. 1,о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью улучшения формы выходного напряжения путем уменьшения времени выключения транзисторов, выходы дополнительных сг формирователей импульсов через дирды подключены к базо-коллекторным пере-; ходам соответствующих транзисторов.