Двухтактный инвертор Советский патент 1986 года по МПК H02M7/5383 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах преобразования и регулирования электрической энергии.

Цель изобретения - повышение надежности и быстродействия.

На чертеже представлена принципиальная схема двухтактного инвертора.

В устройстве первый вывод 1 для подключения источника питания связан через выходную цепь управляющего транзистора 2 с объединенными эмиттерами первого и второго силовых транзисторов 3 и 4. В управляющем транзисторе 2 с выводами 1 соединен эмиттер. Между базами силовых транзисторов 3 и 4 и первым выводом 1 для подключения источника питания включены первая и вторая диодные цепи 5 In 6, обладающие пороговой проводимостью. В силовом трансформаторе 7 выводы обмотки 8 положительной обратной связи подключены к базам первого и второго силовых транзисторов 3 и 4 через первый и второй ограничительные резисторы. 9 и 10, соединены с выводом 1 для подключения источника питания через третий и четвертый диоды 11 и 12, образующие двухполупериод- ный выпрямитель, и соединены с управляющим электродом управляющего транзистора 2 через третий и четвертый ограничительные резисторы 3 и 14. К коллекторам силовых транзисторов 3 и 4 подключена первичная обмотка силового трансформатора, содержащая две секции 15-1 и 15-2, общая точка которых соединена со вторым выводом 16 для подключения источника питания.

Принцип действия устройства состоит в следующем.

При подключении двухтактного инвертора к источнику питания (выводы 1 и 16} за счет токов утечки или с помощью отпирающего смещения (цепи смещения не показаны па схеме) производится начальное отпирание силового транзистора (например 3) и управляющего транзистора 2. При этом, протекание по секции 15-1 выходного трансформатора 7 вызывает появление ЭДС на обмотке 8 положительной обратной связи, и во входные цепи силового транзистора 3 и управляющего транзистора 2 задаются дополнительные компоненты тока через ограничительные резисторы 9 и 13. Ток обмотки 15-1 возрастает, из-за чего увеличивается напряжение на этой обмотке и соответственно ЭДС обмотки 8 положительной об- ратпой связи, транзисторы 3 и 2 отпираются еще больще и т. д. до их перехода в режим насыщения. При работе транзисторов 2 и 3 в режиме насыщения к секции 15-1 первичной обмотки приложено напряжение питания. Соответственно постоянное напряжение трансформируется в обмотку 8 положительной обратной связи, и токами через резисторы 9 и 13 транзисторы 3 и 2 удер5

живаются в состоянии насыщения. Транзистор 4 заперт напряжением на диоде 12, передаваемым на базу транзистора 4 через резистор 10.

Ограничитель тока во входной цепи управляющего транзистора 2 позволяет перевести его в выключенное состояние действием сигнала синхронизации (например, путем щунтирования входной цепи транзистора 2 или подачей отрицательного импуль0 са). Переход выходной цепи управляющего транзистора 2 состояние низкой проводимости под действием указанного сигнала обеспечивает автоматическое запирание силового транзистора 3 отрицательным током базы, равным току коллектора этого транзистора, протекавщим по коллекторной цепи перед моментом запирания. Отрицательный ток базы силового транзистора 3 замыкается через диодную цепь 5, и при этом к выходной цепи управляющего транзистора 2,

0 перещедщего в выключенное состояние, прикладывается напряжение, определяемое пороговой характеристикой диодной цепи 5. Запирание силового транзистора 3 значительным током обеспечивает малое время рассасывания в базе силового транзистора 3

5 и высокую крутизну спада его коллекторного тока, что означает увеличение быстродействия и снижение потерь энергии при запирании. Па личие в эмиттерной цепи запирающегося силового транзистора 3 высокого сопротивления выходной цепи управляющего

транзистора 2, перед этим перешрдщего в состояние низкой проводимости, предотв)а- щает условия для возникновения вторичного пробоя в силовом транзисторе 3 при его запирании, когда к выходной цепи прикладывается высокое напряжение, приблизительно равное удвоенному напряжению питания.

После запирания силового транзистора 3 за счет энергии магнитного поля, накопленной в сердечнике трансформатора 7, про0 исходит перемена полярности напряжений на его обмотках. Поэтому при прекращении действия сигнала синхронизации током, задаваемым во входную цепь через резистор 14 обмоткой 8 положительной обратной связи, транзистор 2 переводится во включенное состояние. При этом, обеспечиваются условия для протекания тока через резистор 10 и входную цепь силового транзистора 4, вследствие чего он переходит к режиму насыщения вслед за основным управляющим

Q транзистором 2.

Возникшее состояние схемы аналогично ранее рассмотренному, и поэтому описанные процессы повторяются при поступлении нового сигнала синхронизации.

Ограничение напряжения, прикладывае5 мого к выходной цепи управляющего транзистора 2 при его запирании, обусловлено пороговой характеристикой диодных цепей 5 и 6. Для нормальной работы устройства

5

5

необходимо, чтобы диодные цепи 5 и 6 не шунтировали входные цепи силовых транзисторов 3 и 4 и, следовательно, достаточно, если падение напряжения на диодных цепях 5 и 6, возникающее при запирании транзисторов 3 и 4, не превышало 3-5 В. Это позволяет использовать в качестве транзистора 2 низковольтные и поэтому быстродействующие приборы с высокими усилительными свойствами (например, нолевые транзисторы). Это исключает явление вторичного пробоя управляющего транзистора 2. В качестве диодных цепей 5 и 6 с пороговой проводимостью могут быть использованы низковольтные стабилитроны или группа из соединенных последовательно диодов.

Если выбором сопротивлений резисторов 9,10 и 13,14 обеспечить переход управляющего транзистора 2 в активный режим, при котором ток его выходной цепи становится зависящим от тока (напряжения) во входной при меньшем значении тока, или переходят в активный режим из режима насыщения силовые транзисторы 3 и 4, то в устройстве возникает явление самосинхронизации. Оно внешне проявляется в том, что происходит автоматическое ограничение амплитуды токов силовых транзисторов 3 и 4 на уровне, слабо зависящем от их.усилительных свойств. Переход управляющего транзистора 2 в активный режим означает ограничение тока в его выходной цепи на некотором пороговом уровне, поскольку сигнал во входной цепи ограничен напряжением на обмотке 8 положительной обратной связи. При этом, возрастает падение напряжения на управляющем транзисторе 2 до тех пор, пока не достигается порог отпирания диодной цепи 5, если в проводящем состоянии силовой транзистор 3.

При достижении порога отпирания диодной цепи 5 рост тока первичной обмотки 15-1 выше указанного порогового уровня означает уменьшение величины, а затем инверсию знака тока базовой цепи силового транзистора 3, что вызывает его запирание. Оно происходит при токе, незначительно превышающем пороговое значения тока выходной цепи управляющего транзистора 2.

Явление самоограничения амплитуды токов силовых транзисторов 3 и 4 повышает надежность их работы в автогенераторном режиме двухтактного инвертора.

5Формула изобретения

1.Двухтактный инвертор, содержащий первый и второй силовые транзисторы, эмиттеры которых объединены, а между базами и первым выводом для подключения источ0 ника питания включены первая и вторая диодные цепи, выходной трансформатор, обмотка положительной обратной связи которого включена между базами первого и второго силовых транзисторов через первый и второй ограничительные резисторы, и управ ляющий транзистор, эмиттер которого соединен с первым выводом для подключения источника питания, двухполупериодный выпрямитель, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности и быстродействия,

Q обмотка положительной обратной связи через указанный двухполупериодный выпрямитель и введенную токоограничивающую цепь подключена к коллектору управляющего транзистора, а первая и вторая диодные цепи выполнены с порогом отпирания по

5 напряжению, большим суммы падения напряжения на входной цепи силового транзистора и выходной цепи управляющего транзистора в состоягнии их проводимости.

2.Инвертор по п. 1, отличающийся тем, что двухполупериодный выпрямитель образован диодами, включенными между выводами обмотки положительной обратной связи и первым выводом для подключения источника питания, а токоограничивающая цепь образована третьим и четвертым ограничительными резисторами, включенными

между выводами обмотки положительной обратной связи и управляющим электродом управляющего транзистора.

3.Инвертор по п. 1, отличающийся тем, что двухполупериодный выпрямитель образоQ ван двумя диодами, включенными между выводами обмотки положительной обратной связи последовательно-встречно, а их общая точка подключена к управляющему электроду управляющего транзистора через токоограничивающую цепь.

0

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питания. Цель изобретения - повышение надежности и быстродействия. При работе транзисторов (Т) 2 и 3 в режиме насыщения обмотка 8 положительной обратной связи удерживает их в этом состоянии. Т 4 заперт напряжением на диоде 12. Ограничение тока во входной цепи управляющего транзистора позволяет перевести его в выключенное состояние действием сигнала синхронизации путем щунти- рования входной цепи Т 2 или подачей отрицательного импульса. Ограничение напряжения запирания Т 2 обусловлено пороговой характеристикой диодных цепей 5 и 6. Выбор сопротивлений резисторов 9,10 и 13,14 обеспечивает активный режим Т 2, при котором ток его выходной цепи становится зависящим от тока во входной цепи при меньшем значении тока. 2 з.п. ф-лы. 1 ил. to сд vi 00 СО