Регулируемый инвертор Советский патент 1987 года по МПК H02M7/5395 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания для преобразования постоянного напряжения в переменное.

Цель изобретения - повышение надежности путем улучшения режима работы силовых транзисторов при переключении.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема регулируемого инвертора; на фиг. 2 - диаграммы напряжений и токов. Регулируемый инвертор (фиг. 1) содержит мост силовых транзисторов, подключенный к входу источника 1 питания и нагруженный по вЬ1ходу на первичную обмотку 2 силового трансформатора 3, вторичная обмотка 4 которого через выходной блок 5 подключена к усилителю 6 обратной связи.

в верхних плечах моста транзисторы 7 и 8 включены с объединенными коллекторами, а в нижних плечах транзисторы 9, 10 - с объединенными эмиттерами. Переходы .база - эмиттер транзисторов 9 и 10 шунтированы резисторами 11 и 12.

Задающий генератор 13 и модуляционный блок 14 снабжены выходными трансформаторами 15 и 16, причем выходная обмотка 17 задающего генератора через диоды 18 и 19 подключена к базам транзисторов 9 и 10, а средней точкой 20 - к объединенным эмиттерам этих транзисторов.

Задающий генератор 13 связан с модуляционным блоком 14, управляемым от усилителя 6 обратной связи.

Выходные (управляющие) обмотки 21, 22 и 23 модуляционного блока 14 по.о,- ключены к транзисторам 7-10 моста, причем обмотка 21 включена между базами транзисторов 9 и 10, обмотка 22 одним выводом подключена к базе, другим выводом через ограничительный резистор 24 - к эмиттеру транзистора 7. Обмотка 23 одним выводом (разноименным с выводом, юдклю- ченным к базе транзистора 7) подключена к базе, другим (разноименным с выводом обмотки 22) выводом через ограничительный резистор 25 - к эмиттеру транзистора 8. Точки 26 и 27 соединения об.. моток 22 и 23 и резисторов 24 и 25 через диоды 28 и 29 подключены к объединенным коллекторам транзисторов 7 и 8.

Инвертор работает следующим образом.

Задающий генератор 13 (фиг. 1) вырабатывает переменное напряжение прямоугольной формы (фиг. 2.1), которое поступает на модуляционный блок 14 и. преобразуется в широтно-модулированные импульсы (фиг. 2.2) с «паузой па нуле, длительность которых изменяется в зависимости от величины управляющего напряжения, поступающего от усилителя 6 обратной связи, связанного с выходным блоком 5 регулируемого инвертора.

Если принять, что в момент времени tj напряжения на обмотках трансформаторов

имеют полярность, соответствующую изображенной на фиг. 1 без скобок, то база транзистора 9 находится под положительным потенциалом обмотки 21 трансформатора 16

модуляционного блока 14. На верхнем по схеме выводе обмотки 23 действует положительный потенциал, смещающий переход база - эмиттер транзистора 8 в прямом направлении. Транзисторы 8 и 9 открыты и к обмотке 2 силового трансформатора 3 инвертора приложено напряжение источника 1 питания (фиг. 2. 10).

Ток базы транзистора 9 в промежутке времени ti-(2 протекает от левого по схеме конца обмотки 21 через переход база -

C эмиттер транзистора 9, через ограничительный резистор 12, поступая на правый вывод обмотки 21, находящийся под отрицательным потенциалом. При этом на базе транзистора 10 формируется запирающее (отрицательное) напряжение (фиг. 2, 9) за

0 счет протекания тока через резистор 12. Переменное напряжение половины обмотки 17 трансформатора 15 задающего генератора 13 выбирается меньшим или равным напряжению обмотки 21 трансформатора 16 модуляционного блока 14 и поэтому диоды 18 и 19 оказываются запертыми.

Следовательно, напряжение левой по схеме половины обмотки 17 не оказывает действия на открытый тра 1зистор 9. Через транзисторы 8, 9 и обмотку 2 силового трансQ форматора 3 протекает ток нагрузки (фиг. 2. 7). Транзисторы 8 и 9 открыты и напряжения на пих близки к нулю (фиг. 2. 3 и 2.4).

В промежутке времени tj-tj переменные напряжения на обмотках 21, 22 и 23 трансформатора 16 модуляционного блока 14 (фиг. 2.2) становятся равными кулю. При этом отрицательный потенциал правой по схеме полуобмотки обмотки 17 трансформатора 15 задающего генератора 13 через .диод 19 прикладывается к базе траизис0 тора 10 и через обесточенную обмотку 21 трансформатора 16 модуляционного блока 14 - к базе транзистора 9 (фиг. 2.6 и 2.9). Транзисторы 9 и 10 в промежутке времени ta-1з оказываются запертыми. При этом транзистор 8 пе может закрыться мгновен- но, так как происходит процесс рассасывания избыточных носителей в области базы (фиг. 2.5) из-за шунтирующего действия резистора .25 через обесточенную обмотку 23. С момента времени Ij ток через обмотку

0 2 трансформатора 3 уменьшается (фиг. 2.7) и в момент ta изменяет знак на противоположный.

При этом реактивный ток обмотки 2 (фиг. 2.7) в отрезке времени t2-ts замыкается через ограничительный резистор 24,

5 диод 28, незапертый транзистор 8 (фиг. 2,4).

На нагрузке инвертора не возникает

ударный колебательный процесс в виде

всплеска высокочастотного напряжения, так

как обмотка оказывается шунтированной указанными элементами. Ток обмотки с момента t2 (фиг. 2.7) экспоненциально уменьшается до нуля до момента времени tj. Этот ток дополнительно рассасывает избыточные носители из коллекторного перехода транзистора 8, и к моменту 1з отпирания транзисторов 10 и 7 полностью обесточенный транзистор исключает сквозной ток через последовательную цепь транзисторов 8 и 10.

В промежутке времени is-14 полярность напряжения на всех обмотках изменяется на противоположную (фиг. 1, в скобках). Начинает протекать базовый ток от правого по схеме вывода обмотки 21 модуляционного блока 14 через переход база - эмиттер транзистора 10, через ограничительный резистор 11 к левому по схеме выводу обмотки 21 в момент времени ts. Напряжение на обмотке 23 - отрицательно по отношению к базе транзистора 8 и отрицательно на базе транзистора 9 за счет протекания тока через резистор 11 (фиг. 2.5 и 2.6).

Так как транзисторы 10 и 7 открыты, то на переходах коллектор - эмиттер транзисторов 9 и 8 действует напряжение источника питания (фиг. 2,3 и 2,4).

Далее процесс коммутации повторяется, и при работе инвертора на обмотке 2 силового трансформатора 3 формируется переменное напряжение с регулируемой по длительности паузой на нуле, трансформируемое во вторичные обмотки (фиг. 2.10).

0

Формула изобретения

Регулируемый инвертор, содержащий мост силовых транзисторов, в верхних и нижних плечах которого объединены, соответственно, коллек,торы и эмиттеры транзисторов, модуляционный блок и задаюший генератор, имеющие каждый выходной трансформатор, выходные обмотки которых связаны через ограничительные резисторы и диоды с переходами база - эмиттер транзисторов моста, и усилитель обратной связи, соединенный с модуляционным блоком, отличающийся тем, что, с целью повыше5 ния надежности путем улучшения режима работы силовых транзисторов при переключении, переходы база - эмиттер транзисторов нижних плеч моста шунтированы резисторами, причем для осуществления указанной связи выходная обмотка трансформа0 тора задающего генератора подключена крайними выводами через диоды к базам, а средней точкой - к объединенным эмиттерам этих транзисторов, одна выходная обмотка трансформатора модуляционного блока включена между базами транзисторов нижних плеч моста, а две. другие - выходные обмотки этого трансформатора - одними разноименными выводами подключены к базам транзисторов верхних плечей моста, другими - через резисторы - к эмиттерам и через диоды - к объединенным коллекторам транзисторов верхних плечей моста.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания для преобразования постоянного напряжения в переменное. Цель - повышение надежности путем улучшения режима работы силовых транзисторов при переключении. Устр-во выполнено по мостовой схеме, входы транзисторов верхних плеч которой подсоединены к обмоткам 16 трансформаторов модуляционного блока 14, а входы транзисторов 9, 10 нижних плеч, зашунтирован- ные резисторами, подключены через диоды 18, 19 к обмоткам 20, 17 трансформатора модуляционного блока 14. На об- мо.тке 2 силового трансформатора 3 формируется переменное напряжение с регулируемой по длительности паузой на нуле, трансформируемое во вторичные обмотки. В устр- ве исключена позможность возникновения реактивных всплесков напряжения на первичной обмотке силового трансформатора 2 ил. (О (Л ю со оо 00