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

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразойателям постоянного напряжения в прямоугольное переменное с регулируемо скважностью.

Известен регулируемый инвертор, содержащий силовые транзисторы, схему управления, включающую фазосдвигающий блок, ведущий и ведомый автогенераторы с развязывающими транс форматорами, вторичные обмотки которых через базовые резисторы подклчены к переходам база - змиттер силовых транзисторов L11.

Недостатками данного инвертора являются низкие надежность и КПД, что обусловлено отсутствием цепей, исключающих протекание сквозных токов.

Известен транзисторный инвертор, содержащий силовые транзисторы, задающий генератор и формирователь бл кирующих импульсов, вторичные обмот ки согласующих трансформаторов которых соединены последовательно и через базовые резисторы подключены к переходам база - эмиттер силовых транзисторов 2.

Однако в зтом инверторе исключен сквозные токи через полумосты только при определенных параметрах нагрузки. Объясняется это тем, что время выключения силовых транзисторов зависит от коллекторного тока. Поэтому при определенных параметрах нагрузки, когда время выключения силового транзистора превышает длительности блокирующих импульсов, сквозные токи существуют. Когда время выключения силовых транзисторов меньше длительности блокирующих импульсов, существуют интервалы времени, когда все силовые транзисторы выключены, что приводит к искажению формы выходного напряжения,

Наиболее близким по технической сущнр,сти к изобретению является транзисторный инвертор, содержащий Д1ва полумоста силовых транзисторов, зашунтированных обратными диодами, два вспомогательных трансформатора, первый вывод первичной обмотки каждого из которых соединен с выходным выводом инвертора, а второй вывод со средней точкой емкостного делите ля напряжения, подключенного к первичному источнику питания. Вторичны обмотки указанных трансформаторов

подключены через отсекающие диоды к переходам база - эмиттер силовых транзисторов. Схема управления содержит в общем случае фазосдвигающий блок, ведущий и ведомый автогенераторы с управляющими трансформаторами, вторичные обмотки каждого из которых через базовые резисторы подключены к переходам база - эмиттер силовых транзисторов полумоста. Открытое состояние каждого силового транзистора контролируется, т.е. пока один силовой транзистор полумоста инвертора не выключился, другой не включается. Достигается это за счет вспомогательных трансформаторов, вторичные обмотки которых через отсекающие диоды связаны с цепями управления силовых транзисторов и исключают .протекание сквозных токов L31.

Недостатками известного инвертора являются низкие надежность и КПД, что обусловлено при широком диапазоне изменения напряжения питания инвертора изменением напряжения на вторичных обмотках вспомогательных трансформаторов.

Целью изобретения является повышение надежности и КПД при широком диапазоне -изменения напряжения питания инвертора путем стабилизации амплитуд импульсов напряжений на вторичных обмотках вспомогательных трансформаторов.

Поставленная цель достигается тем что в регулируемом транзисторном инверторе, содержащем два полумоста силовых транзисторов, зашунтированных обратными диодами, два вспомогательных трансформатора, первый вывод первичной обмотки каждого из которых соединен с выходными выводами инвертора, а вторичные обмотки через отсекающие диоды соединены с переходами база - эмиттер силовых транзисторов,- блок управления с двумя управляющими трансформаторами, вторичные обмотки каждого из которых через базовые резисторы подключены к переходам база - эмиттер силовых транзисторов,на каждом управляющем трансформаторе введены две встречносоединенные вторичные обмотки, которые свободными выводами через дополнительно введенные диоды соединен соответственно с входными выводами инвертора, а общими выводами - о 3 вторым выводом первичной обмотки вспомогательного трансформатора. На фиг. 1 представлена схема регулируемого мостового транзисторного инвертора; на фиг. 2 - диаграммы напряжений на отдельных элементах схемы. Регулируемый мостовой транзистор ный инвертор содержит силовые транзисторы 1-4, зашунтированные обратными диодами 5-8, два вспомогательных трансформатора 9 и 10, первые выводы первичных обмоток 11 и 12 ко торых соединены с выходными выводам инвертора (нагрузкой 13), а вторичные обмотки 14-17 через отсекающие диоды 18-21 - с переходами база эмиттер силовых транзисторов 1-4. Блок 22 управления содержит задающи генератор 23, фазосдвигающий блок 2 ведущий 25 и ведомый 26 автогенераторы с управляющими трансформаторами 27 и .28, вторичные обмотки 29-32 которых через базовые резисторы 3336 псТдключены к переходам база змиттер силовых транзисторов 1-4, На каждом трансформаторе 27 и 28 вв дены две встречно соединённые вторичные обмотки 37,38 и 39, 40, которые свободными выводами через дополнительно введенные г.иоды 41-44 соединены с входными выводами инвер тора , к которым подключен первичный источник 45 питания, а общими выводами первичных обмоток 11 и 12 вспо могательных трансформаторов 9 и 10. На фиг. 2 представлены выходные напряжения 48-51 соответственно на обмотках трансформаторов 28, 9, 28 и 10. На нагрузке 13 формируется пр моугольное напряжение 52 с регулиру емой скважностью. Устройство работает следующим об разом. Задающий генератор 23 формирует прямоугольное напряжение, которое поступает на цепи управления ведуще го автогенератора 25, на выходе трансформатора 27 которого формируется напряжение 48. На выходе фаэосдвигающего блока 24 формируется прямоугольное напряжение, сдвинутое относительно напряжения задающего генератора на угол dL. Ведомый автогенератор 26, управляемый с выхода фааосдвигающего блока 24, обеспечивает формирование на трансформато ре 28 напряжения 30. Напряжение 48 854 вторичных обмоток 39 и 30 трансформатора 27 собеспечивает переключение силовых транзисторов 1 и 3 со скважностью два. Напряжение 50 вторичных обмоток 31 и 33 развязывающего трансформатора 28 обеспечивает переключение силовых транзисторов 2 и 4 со скважностью два. Для наглядност римем, что в интервалах времени tj-i, tg -Ь|2 и далее плюс формируется на началах вторичных обмоток 29,30, 38 и 37, а в интервалах времени Т tw -t«t и далее плюс формируется на концах вторичных обмоток 31, 32, 39 и 40. В интервале времени включены транзисторы 1 и 2, так как положительный потенциал формируется на началах обмоток 29 и 31, а на нагрузке 13 формируется нулевой уровень напряжения 52. При зтом токи через вспомогательные трансформаторы не текут, так как на начале обмотки 37формируется положительный потенциал и дополнительный диод 41 выключен, а ток от вторичной обмотки 38не течет через первичную обмотку .11 вспомогательного трансформатора 9, так как включен силовой транзистор 3. I Аналогичная ситуация складьтается и в цепях силовых транзисторов 2 и 4. В момент времени tj изменяется полярность напряжения 50 на вторичные обмотках 31,32, 39 и 40 трансформатора 28, что обеспечивает подключение обмотки 30 через дополнительный диод 43 и еще не выключившийся силовой транзистор 2 к первичной обмотке 12 вспомогательного трансформатора 10. И хотя на силовой транзистор 4 подается отпирающее напряжение от обмотки 32, он не включается из-за подачи запирающего напряжения 51 (запрета) от обмотки 16 вспомогательного трансформатора 10. Длительность этого импульса напряжения 51 равна времени между моментом подачи на силовой тринзистор 2 запирающего напряжения от обмотки 31 до момента выключения силового транзистора 2. В зависимости от параметров нагрузки 13 изменяется и длительность импульсов напряжения на вспомогательных трансформаторах 9 и 10. После выключения силового транзистора 2 в момент времени -t включается силовой транзистор 4 и на нагрузке 13 форми

РЕГУЛИРУЕМЫЙ ТРАНЗИСТОРНЫЙ ИНВЕРТОР, содержащий два полумоста силовых транзисторов, зашунтированных обратными диодами, два вспомогательных трансформатора, первый вывод первичных обмоток каждого из которых соединен с выходными выводами инвертора, а вторичные обмотки через отсекающие диоды соединены с переходами база - эмиттер силовых транзисторов, блок-управления с двумя управляющими трансформаторами, вторичные обмотки каждого из которых через базовые резисторы подключены к переходам база - эмиттер силовых транзисторов, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и КПД при широком диапазоне изменения питающего напряжения, на каждом управляющем трансформаторе введены две встречно-соединенные вто- $ ричные обмотки, которые свободными (Л выводами через дополнительно введенные диоды соединены с входными вьто- дами инвертора, а общими выводами с вторым выводом первичной обмотки вспомогательного трансформатора. ij