Регулируемый транзисторный инвертор Советский патент 1987 года по МПК H02M7/5395 

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

Цель изобретения - повышение КПД и надежности путем форсирования запирания силовых транзисторов.

На фиг. 1 показана схема транзисторного инвертора; на фиг. 2 - временные диаграммы.

15

Транзисторный инвертор (фиг. 1) содержит автогенератор 1 с насыщающимся выходным трансформатором 2 и транзисторами 3 и 4, эмиттеры которых объединены и через дроссель 5 подключены к первому входному выводу инвертора. Цепь б импульсного запуска соединена с входом автогенератора 1. Запирающий ключ-7 выходом соединен с источником 8 запирающего напряжения. Вход запирающего клю- 20 ча 7 соединен с выходом щиротно-импульс- ного модулятора 9, вход которого подключен к выходу инвертора с фильтром 10, вход которого соединен с выходом двухтактного регулируемого усилителя 11 мощности на силовых транзисторах 12 и 13. Общая точка эмиттеров транзисторов 3 и 4 соединена с первыми выводами дополнительных диодов 14 и 15. Второй вывод диода 14 соединен с коллектором тран25

Открытому состоянию ключа 7 соответствует закрытое состояние транзисторов 12 и 13. Например, в момент ti, когда запирающий ключ 7 закрыт, транзистор 12 через диод 15 щунтирует дроссель 5 в цепи эмиттеров транзисторов 3 и 4. До тех пор, пока транзистор 12 (13) открыт, изменение тока в цепи баз транзисторов усилителя 11 мощности не оказывает влияния на работу автогенератора 1.

В момент 2, когда заканчивается рассасывание избыточных носителей в базах транзисторов усилителя II мощности, коллекторный ток транзисторов автогенератора 1 протекает через дроссель 5, ключ 7 открывается, транзисторы 12 и 13 запираются.

В конце полупериода, когда сердечник трансформатора 2 начинает насыщаться, растет ток намагничивания и напряжения на дросселе 5, пропорциональный производной тока коллектора в момомент t( , и запирает соответствующий транзистор автогенератора 1.

Положительный эффект от использования предлагаемого стабилизирующего преобразователя постоянного напряжения по сравнению с известным заключается в том, что введение дополнительных диодов устраняет влияние процессов, происходязистора 13, а диода 15 - с коллектором тран- 30 щих в базовых цепях усилителя 11 мощзистора 12. Обмотка 16 трансформатора 2 автогенератора 1 служит для подачи напряжения синхронизации на щиротно-импульсный модулятор 9,

Транзисторный инвертор работает следующим образом.

После подключения источника питания к входным выводам инвертора цепь 6 импульсного запуска подает стартовый импульс на автогенератор 1, последний запускается и начинает генерировать прямоугольные импульсы напряжения (напряжение и,, фиг. 2), которые поступают на вход двухтактного регулируемого усилителя И мощности. Одновременно проис35

40

ности при рассасывании избыточных зарядов на работу автогенератора 1. При этом исключается изменение формы прямоугольных импульсов (фиг. 2, показано пунктиром), уменьшается внутреннее сопротивление контура запирания, что способствует уменьшению динамических потерь и вероятности выхода из строя силовых транзисторов усилителя мощности.

Формула изобретения

Регулируемый транзисторный инвертор, содержащий двухтактный усилитель мощности, эмиттеры силовых транзистоходит срыв колебаний цепи 6 импульсного 45 ров которого соединены с первым входным

запуска. Модуляция по длительности прямоугольных импульсов напряжения Ui, поступающих на базы транзисторов 12 и 13 усилителя 11 мощности, осуществляется с помощью запирающего ключа 7 (навыводом инвертора, а базовые цепи силовых транзисторов подключены к выходным обмоткам насыщающегося трансформатора задающего автогенератора, первичная обмотка которого крайними вывопряжение U,, фиг. 2) по сигналу широт- дами подключена к коллекторам транзисно-импульсного модулятора 9, в котором происходит сравнение части выходного напряжения с опорным и преобразование напряжения рассогласования в ШИМ - сигнал (напряжения U,o и Ug, фиг. 2). Изменение напряжения обратной связи приводит к изменению длительности открытого состояния ключа 7 и транзисто55

торов автогенератора, эмиттеры которых объединены и через дроссель соединены с первым входным выводом инвертора, отвод от средней точки указанной первичной обмотки соединен с вторым входным выводом инвертора, и запирающий ключ, выход которого через блокирующие диоды подключает источник запирающего на

5

0

5

ров 12 и 13 усилителя 11 мощности (на- , пряжение U,{;,3), фиг. 2).

Открытому состоянию ключа 7 соответствует закрытое состояние транзисторов 12 и 13. Например, в момент ti, когда запирающий ключ 7 закрыт, транзистор 12 через диод 15 щунтирует дроссель 5 в цепи эмиттеров транзисторов 3 и 4. До тех пор, пока транзистор 12 (13) открыт, изменение тока в цепи баз транзисторов усилителя 11 мощности не оказывает влияния на работу автогенератора 1.

В момент 2, когда заканчивается рассасывание избыточных носителей в базах транзисторов усилителя II мощности, коллекторный ток транзисторов автогенератора 1 протекает через дроссель 5, ключ 7 открывается, транзисторы 12 и 13 запираются.

В конце полупериода, когда сердечник трансформатора 2 начинает насыщаться, растет ток намагничивания и напряжения на дросселе 5, пропорциональный производной тока коллектора в момомент t( , и запирает соответствующий транзистор автогенератора 1.

Положительный эффект от использования предлагаемого стабилизирующего преобразователя постоянного напряжения по сравнению с известным заключается в том, что введение дополнительных диодов устраняет влияние процессов, происходя0 щих в базовых цепях усилителя 11 мощ5

0

ности при рассасывании избыточных зарядов на работу автогенератора 1. При этом исключается изменение формы прямоугольных импульсов (фиг. 2, показано пунктиром), уменьшается внутреннее сопротивление контура запирания, что способствует уменьшению динамических потерь и вероятности выхода из строя силовых транзисторов усилителя мощности.

Формула изобретения

Регулируемый транзисторный инвертор, содержащий двухтактный усилитель мощности, эмиттеры силовых транзисторов которого соединены с первым входным

выводом инвертора, а базовые цепи силовых транзисторов подключены к выходным обмоткам насыщающегося трансформатора задающего автогенератора, первичная обмотка которого крайними выводами подключена к коллекторам транзис

торов автогенератора, эмиттеры которых объединены и через дроссель соединены с первым входным выводом инвертора, отвод от средней точки указанной первичной обмотки соединен с вторым входным выводом инвертора, и запирающий ключ, выход которого через блокирующие диоды подключает источник запирающего напряжения к базам силовых транзисторов, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и надежности путем форсирования запирания силовых транзисторов, введены два дополнительных диода, первые одноименные выводы которых подключены к эмиттерам транзисторов автогенератора, а второй вывод каждого из дополнительных диодов подключен к коллектору силового транзистора.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в снстема.х электропитания и электропривода для преобразования постоянного напряжения в переменное. Цель - повышение КПД и надежности путем форсирования запирания силовых транзисторов. Устройство содержит автогенератор 1 с насыш,ающимся выходным трансформатором 2, транзисторами 3 и 4 и дросселем 5. Выходная цепь автогенератора 5 соединена с цепью 6 запуска. Запирающий ключ 7, вы.ходом соединенный с источником запираюш.его напряжения 8, управляется от широтно-импульсного модулятора (ШИМ) 9, соединенного с выходом усилителя 11 мощности. Обмотка 16 служит для подачи напряжения синхронизации на ШИМ. Введение дополнительных диодов устраняет влияние процессов, проис- ходяших в базовых цепях усилителя мощности при рассасывании избыточных зарядов, на работу автогенератора 1. При этом исключается изменение формы прямоугольных импульсов, у.меньшается внутреннее сопротивление контура запирания. 2 ил. (Л со о со го ьо iJ-dbi)i (Ри,2.1

to tf

tz Jfj

Риг. 2