Устройство для управления транзисторным инвертором Советский патент 1984 года по МПК H02P13/18 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к транзисторным инверторам напряжения с регулируемой выходной мощностью методом широтноимпульсной модуляции. Известно устройство для управлени транзисторным инвертором, представляющее собой импульсный усилитель мощности с дополнительными гасящими цепями, вырабатывающее переменное напряжение в виде рАзнополярных импульсов одинаковой длительности и амплитуды с определенной паузой межд ними П . Однако такое устройство не обеспечивает напряжения отрицательного смещения на базе силовых транзисторо инвертора в момент перехода последних из. состояния проводимости в запертое состояние, что приводит к увеличению коммутационных потерь в силовых транзисторах, уменьшению надежности и .КПД-инвертора.. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для управления трансзисторным инвертором, содержащее последовательно вклюЧённьйЕ задающий генератор, фазосдвигающий блок и , ведомый генератор,причем на выходе каждого генератора включен трансформатор с двумя вторичными обмотками, два формирователя импульсов, каждый из которых содержит два транзистора и резистор И. Недостатком данного устройства является работа силовых, транзисторов инвертора в перёнасыщейном режиме, что снижа1ет КГЩ и надежность работы инвертора. Цель изобрёг ний - повышение КПД и надежности транзисторного инвертора путем уменьшения коммутационных потерь в силовьис транзисторах и уменьшения мощности управления, Поставленная цель достигается TfiM, что в устройстве для управления транзисторньм инвертором, содержащем последовательно включенные задающий генератор, фазосдвигающий блок и ведомый генератор, причем на выходе каждого генератора включен трансформатор с двумя вторичными обмотками, два формирователя импульсов, каждый из которых содержит два транзистора и резистор, каждый трансформатор снабжен третьей вторичной обмоткой, а каждЬвй формирователь снабжен индук тивным делителем тока и тремя диодами,, причем аноды квух. диодов соединены с первыми выводами разных обмоток индуктивного делителя тока и с эмиттерами .соответствующих транзисторов, а катоды с их коллректорами и одними вьшодами вторичных обмоток разных трансформаторов, другие выводы которых предназначены для подключения к эмиттеру соответствующего силового транзистора, точка соединения вторых вьшодов обмоток индуктивного делителя тока предназначена для подключения к базе того же силового транзистора и соединена с одним концом последовательно включенных третьих вторичных обмоток разных трансформаторов, другой конец которых через резистор подключен к базам транзисторов и аноду третьего диодаj катод которого предназначен для подключения к коллектору силового транзистора-. На чертеже представлена электрическая схема устройства для управления транзисторным инвертором. Устройство управления, схема которого обведена пунктиром, содержит ,генераторы 1 и 2 прямоугольных симметричных импульсов напряжения, . фазосдвигающий узел 3, подключенный между генераторами, трансформаторы 4 и 5, первичная обмотка каждого из которых подключена к вьпсоду соответствующего генератора, два формирователя импульсов управления силовыми транзисторами 6 и 7 инвертора, под ключенных к входу последних. Указанные формирователи включают, в себя транзисторы 8-11, индзтстивные делители тока 12 и 13, коммутирзтядие диоды 14-19, токозадающие резисторы 20 и 21 и вторичные обмотки 4 Са-2) трансформатора 4 и 5 (а-2) трансформатора 5. Аноды коммутирующих диодов 14-17 подключены к эмиттерам, а катоды - к коллекторам транзисторов 8-11 и к вторичным обмоткам 4а, 5а, 46,56 соответственно. Другие, концы обмоток 4а и 5а соединены с эмиттером силово.го транзистора 6, другие концы обмоток 4б и 56 - с эмиттером силового транзистора 7. Другие вторичные обмотки разных трансформаторов соединены последовательно:4в с 5в и 4г с 5г. Последовательно соединенные обмотки 4в-5в одним концом подключены к токозадающему резистору 20, а- другим- к базе силового транзистора 6 и к общей точке 3 присоединения разных обмоток индуктивного делителя тока 12, Анало гично последовательно соединенные обмотки 4г-5г одним концом подключены к дополнительному токозадающему резистору 21, а другим к базе силового транзистора 7 и к общей точке присоединения разных обмоток индуктивного делителя тока 13. Другой вывод токозадающего резистора 20 соединен с анодом коммутирующего диода 18 и с базами транзисторов 8 и 9, а другой вьшод другого токазада ющего резистора 21 - с анодом коммутирующего диода 19 и с базами транзисторов 10 и 11. Катоды коммутирующих диодов 18 и 19 подключены к коллекторам силовых транзисторов 6 и 7 соответственно. Эмиттеры тран зйсторов 8 и 9 подключены к разным обмоткам индуктивного делителя тока 12, а эмиттеры транзисторов 10 и 11к разным обмоткам индуктивного делителя тока 13. Напряжение управления силовыми транзисторами 6 и ,7 вырабатьшается обмотками 4а, 5а и 46, 56, а ток через их базы устанавливается транзисторами 8,9 и 10,11 соответственно Управление транзисторами 8 и 9 осуществляется суммарным напряжением . последовательно включенных обмоток 4в-5в, а управление транзисторами 10 и II - 4г-5г. Это суммарное напр жение представляет собой последовательность импульсов напряжения разно полярности, одинаковой амплитуды и длительности с паузой между.ними. Длительность импульсов и пауза межд ними зависят от угла фазового сдвиг выходных напряжений генераторов I и 2,задаваемо1 о фазосдвигающимузлом 3 Когда напряжения обмоток 4а,5а (4б,5б) имеют положительную полярность относительно эмиттера силовог транзистора 6 (7), а полярность суммарного напряжения последователь но включенных обмоток 4в-5в (4г-5г) 204 положительна относительно общей точки присоединения разных обмоток индуктивного делителя тока 12(1.3), транзисторы 8 и 9 (10 и 11) отпираются, и через базу силового транзистора 6 (7) протекает импульс тока, равный сумме коллекторных токов транзисторов 8 и 9 (Ю и П) . В результате силовой транзистор отпирается, не проходя в режим насьпцениЯ: благодаря фиксации коллекторного потенциала с помощью коммутирующего диода 18 . (19), через который ответвляется разность токов через вторичные обмотки 4в, 5в(4г,и 5г) и базы транзисторов 8,9 (Ю и. II). Когда полярности вышеуказанных напряжений имеют отрицательный знак или полярности напряжений вторичных обмоток разных трансформаторов не совпадают, ток через базу силового транзистора прекращается, и к базазмиттерному переходу последнего прикладывается напряжение отрицательного смещения через коммутирующие диоды 14 - 17. При фазировке вторичных Обмоток (точки на чертеже обозна- чают начала обмоток) импульсы тока через базы и напряжения на база-эмиттерных переходах разных силовых транзисторов сдвинуты на половину периода выходных напряжений генераторов. Применение предлагаемого устройст ва управления транзисторным инверто- ром, обеспечивающего ненасьпденный режим работы силовых транзисторов, позволяет повысить КПД инвертора, так как указанный режим характеризуется меньшим временем запирания и, следовательно, меньшим средним значением коммутационных потерь в С1шовых транзисторах, поотношению к насыщенному режиму последних. РГадежность транзисторного инвертора повышается, так как с уменьшением времени запирания силовых транзисторов уменьшается энергия,выделяемая в них в процессе коммутации.

R3

га

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТРАНЗИСТОРНЫМ ИНВЕРТОРОМ, содержащее. последовательно включенные задающий генератор,.фазосдвигающий блок и ведомый генератор, причем на выходе каждого генератора включен трансформатор с двумя вторичными обмотками, два формирователя импульсов, каждый из которых содержит два транзистора и резистор, отличающееся тем, что, с целью пЬвьшения КПД и надежности устройства, каждый трансформатор снабжен третьей вторичной обмоткой, а каждый формирователь импульсов снабжен индуктивным делителем тока и тремя диодами, причем аноды двух диодов соединены с первыми выводами разных обмоток индуктивного делителя тока и с эмиттерами соответствующих, транзисторов, а катоды - с их-коллекторами и с одними вьшодами вторичных обмоток разных трансформаторов, другие выводы которых предназначены для подключения к эмиттеру соответствующего силового транзистора, точка соединения вторых выводов обмоток индуктивного делителя тока предназначена дли подключения к базе того же сило( вого транзистора и соединена с одним .концом последовательно включенных третьих вторичных обмоток разных трансформаторов, другой конец которых С с через резистор подключен к базам транзисторов и аноду третьего диода, катод которого предназначен для подключениЯ;К коллектору силового транN3 зистора. 4 К