Двухтактный инвертор Советский патент 1985 года по МПК H02M7/537 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры для преобразования постоянного напряжения в переменное посредстаом транзисторных и 1верторов. Известен инвертор, состояпщй из задакицего генератора и усилителя мощности, собранного на двух транзис торах с ыходным трансформатором. Коллекторы транзисторов задающего ге нератора связаны с базами соответствующих транзисторов усилителя мощнос ти. Насьпцение-соответствующего .транзистора усилителд мощности, осуществляется через открытый транзистор задаклцего генератора 1. Недостатками данного Vcтpoйcтвa являются необходимость применения транзисторов разного типа проводимос ти, повышенное значение падений напряжения на открытых транзисторах усилителя мощности и потерь мощности Известен также высокочастотный инвертор, содержащий ключевые элементы, каждьй из которых состоит из основного и вспомогательного транзис торов, соединенньк по схеме составного транзистора, трансформатор, первичная обмотка которого соединена с ключевыми элементами, а вторичная подключена к нагрузке, источники сигнала управления транзисторами один из выводов каждого из них соединен с эмиттером соответствующего основного транзистора, а другой вьгвод - с базой вспомогательного транзистора. Для насьщения основных тран зисторов вводится дополнительное сопротивление, в цепь коллектора -основного транзистора или используется дополнительный источник сигнала управления транзисторами в виде трансформатора тока 2. Недостатком данного устройства яв ляется низкий КПД из-за наличия потерь в дополнительных элементах коллекторных цепей основных транзисторов. Кроме того, с повышением часто ты коммутации транзисторов увеличив ются динамические потери на включени составного транзистора. Наиболее близким к изобретению п технической сущности является.высок частотный инвертор, содержащий ключ вые элементы, каждый из которых сос тоит из основного, и вспомогательного транзисторов, соединенных по схеме составного транзистора, выходной трансформатор, первичная обмотка которого соединена с ключевыми элементами, .управляющий трансформатор с обмотками управления основным и вспомогател-ьным транзисторами, причем один из выводов обмотки управления вспомогательным транзистором подключен к общей точке соединения эмиттера вспомогательного и базы основного транзисторов, а один из выводов обмотки управления основным транзистором подключен к эмиттеру основного транзистора, дополнительный источник сигнала управления с выходным трансформатором, дополнительные управляющие обмотки основного и вспомогательного транзисто;;юв. Управляющая обмотка каждого транзистора соединена последовательно согласно с дополнительной управляющей обмоткой, причем средняя точка этих обмоток через встречно включенный диод и другой вьшод дополнительной управляющей обмотки через согласно включенньм диод и резистор подключены к базе соответствующего транзистора З. . Однако известное устройство имеет невысокие энергетические показатели из-за сквозных токов в момент коммутации транзисторов, так как происходит пересыщение транзисторов вследствие, постоянства амплитуды управляющего тока в течение всего рабочего полупериода и транзисторы медленно выключаются вследствие малой амплитуды управлякщего напряжения, ограниченной шунтирукящм действием диодов, включенных параллельно переходам база-эмиттер транзисторов. Цель изобретения - улучшение энергетических показателей инвертора. Цель достигается тем, что в двухконтактньй инвертор, содержащий клЪчевые элементы, каждьй из которых состоит из основного и вспомогательного транзисторов, соединенных по схеме составного транзистора, выходной трансформатор, первичная обмотка которого соединена с ключевыми элементами, управляющий трансформатор с обмотками управления основным и вспомогательным транзисторами, причем один из выводов обмотки управления вспомогательным транзистором подключен к общей точке соединения эмиттера вспомогательного и базы ос311новного транзисторов, введены форсируккцая КС-цепь, включенная между базой вспомогательного транзистора и другим выводом обмотки управления вспомогательным транзистором, и конденсатор, включенньш между эмиттером основного транзистора и одним из выводов обмотки управления основным транзистором, соединенной последовательно согласно с обмоткой управления вспомогательным транзистором. Сущность изобретения заключается в том, что управление основными транзисторами осуществляется уменьшающимся во времени током, что приводит к улучшению энергетических показателей инвертора. На фиг.1 представлена, принципиальная схема предлагаемого инвертора на фиг.2 - временные диаграммы процессов в элементах схемы для двух значений тока нагрузки (а-д и е-к). Двухтактньй инвертор (фиг.1) содержит ключевые элементы, собранные по схеме составных транзисторов,состоящих из основных 1 и 2 и вспомогательных 3 и 4 транзисторов, выходной трансформатор 5, первичная обмотка которого соединена с ключевыми элементами, а к вторичной подключена нагрузка 6,блок 7 управления с управ ляющим йГасыщающимся трансформатором 8, обмотки 9 и 10 управления основным и вспомогательным транзисторами соответственно, причем один из выводов обмотки 10 подключен к общей точке соединения эмиттера вспомогательного и базы основного.транзисторов, форсирующую RC-цепь 11, включен ную между базой вспомогательного транзистора и другим выводом обмотки 10, и конденсатор 12, включенный меж ду эмиттером основного транзистора и одним из выводов обмотки управления основным транзистором, соединенной последовательно согласно; с обмоткой управления вспомогательным транзисто ром. Устройство работает следующим образом, В момент времени t (фиг.2) источ ником сигнала управления с выходным трансформатором, работанлцим в режиме насыщения, формируется синфазный управляющий сигнал, поступающий на переходы база - эмиттер основного 2 и вспомогательного 4 транзисторов. Включение основного транзистора 2 осуществляется, суммарным током t (фиг.2а), формируемым обмоткой 9 и конденсатором 12 (фиг.2в) и вспомогательным транзистором 4 (фиг.2б), что, приводит к снижению динамических потерь в составном транзисторе. В момент включения, основного транзистора ток обмотки 9 заряжает до некоторого значения конденсатор 12, который в установившемся режиме t.-t, вследствие насыщения сердечникатрансформатора 8 начинает разряжаться (фиг.2в) по цепи: верхняя обкладка (по схеме) - переход эмиттер-база основного транзистора обмотки 9 нижняя обкладка. Ток разряда конденсатора 12 способствует рассасыванию избыточных неосновных носителей в базе основного транзистора 2, вследствие чего уменьшается время его выключения tj-t и снижаются динамические потери. Ток i вспомогательно го транзистора 4 при незначительном токе нагрузки ij, (фиг.2г) в установившемся режиме практически отсутствует из-за малого падения напряжения и,, на переходе коллектор - эмиттер основного транзистора 2 (фиг.2д). С увеличением тока нагрузки i (фиг.2и) это напряжение возрастает (фиг.2к) и появляется ток вспомогательного транзистора ig (фиг.2ж). В результате базовый ток i- основного транзистора (фиг.2е) меняется с изменением, тока нагрузки-таким образом, что коэффициент насыщения основного транзистора к моменту, его выключения остается примерно неизменным и небольшим в большом диапазоне изменения нагрузки. Таким образом, формирование дополнительного сигнала управления основным транзистором через вспомогательньм транзистор.на этапе включения и управление основным транзистором в установившемся режиме уменьщаняцимся во времени током позволяют повысить КГЩ инвертора особенно при высокой рабочей частоте, а изменение величины управляющего тока в зависимости от тока нагрузки позволяет изменять величину нагрузки в щироких пределах , без значительного ухудшения энергетических показателей.

ДВУХТАКТНЫЙ ИНВЕРТОР, содержащий ключевые элементы, каждьй из которых состоит из основного и вспомогательного транзисторов, соединенных по схеме составного транзистора, выходной трансформатор, первичная обмотка которого соединена с ключевыми элементами, управляющий трансформатор с обмотками управления основным и вспомогательным транзисторами, причем один из выводов обмотки управления вспомогательным транзистором подключен к общей точке соединения эмиттера вспомогательного и базы основного транзисторов, о тл и чающий с.я тем, что, с целью улучшения энергетических, показателей, в него введены форсирующая RC-цепь, включенная между базой вспомогательного транзистора и другим выводом обмотки управления вспомогательным транзистором, и конденсатор, включенный между эмиттером осноэного транзисто(Л ра и одним из выводов обмотки управления основным транзистором, соединенной, последовательно согласно с обмоткой управления вспомогательным транзистором.