Двухтактный транзисторный инвертор Советский патент 1988 года по МПК H02M7/538 

USblX

со

00 СП ND

Изобретение относится к электротехнике. Цель - повьшение КПД. Устр-во содержит инвертор на силовых транзисторах 2, 3, входы которых за- шунтированы дополнительными транзисторами 9, 10. Базы дополнительных транзисторов 9, 10 подключены к вре- мя-задающему конденсатору 16. Частота работы инвертора определяется постоянной времени времязадающей RC-це- пи, общей для обоих плеч. Время перезаряда конденсатора 16 должно быть меньше времени полного перемагничи- вания магнитопровода трансформатора 1, при этом обеспечивается безопасная траектория переключения силовых транзисторов при симметричном режиме работы выходного трансформатора 1, перемагничивание которого осуществляется по частному циклу петли гистерезиса. 2 ил. € (Л

Ф(/е. 7

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания систем радиотехники, автоматики и вычислительной техники.

Цель изобретения - повышение КПД двухтактного транзисторного инвертора путем снижения коммутационных перегрузок по току силовых транзисто- ров.

На фиг.1 приведена схема электрическая принципиальная двухтактного транзисторного инвертора; на фиг.2 - диаграммы напряжений, где - напряже ние на коллекторе транзистора 2; Uj,- напряжение на базе-транзистора 2; и 9, Sfe напряжения на базах дополнительных транзисторов 9 и 10 соответственно, .

Все перечисленные напряжения берутся относительно минусового входного вывода инвертора Кроме того, Uyg - напряжение на конденсаторе 16; BpieMH задержки при запирании силово- го транзистора.

Транзисторный инвертор содержит выходной трансформатор 1, первичная обмотка Wi| которого подключена между коллекторами силовых транзисторов 2 и 3. Обмотка обратной связи W (W) одним выводом через базовый резистор 4(5) подключена к базе силового транзистора 2 (3), а вторым выводом к катоду общего базового диода 6, который шунтирован форсирующим конденсатором 7 и анодом подключен к общей точке соединения эмиттеров си- ловых транзисторов 2 и 3. Средняя точка первичной обмотки W подключе- на к первому входному выводу, а через запускающий резистор 8 к катоду базового диода 6, .общая точка средине ния эмиттеров силовых трайзисторов 2 и 3 соединена, со вторым входным выводом. Дополнительный транзистор 9 (10) подключен коллектором к базе силового транзистора 2 (3), а эмиттером к катоду базового диода 6, база транзистора 9 (10) через диод 11 (12) соединена с обмоткой обратной связи W (W,), а через вспомогательный резистор 13 (14) - с обмоткой обратной связи W ;j (Wt). Дополнительная обмотка W трансформатора 1 подклю- чена к последовательно соединенным резистору 15 и конденсатору Т6 вре- мязадающей КС-цепи, при этом конденсатор 16 RC-цепи включен между базами дополнительных транзисторов 9 и 10. .Двухтактный транзисторный инверто работает следующим образом.

При подаче питающего напряжения в базы силовых транзисторов 2 и 3 поступает ток через запускающий резистор 8, что приводит к возбуждению работы инвертора, при этом один из транзисторов открывается (например транзистор 2), а второй закрывается (транзистор 3). Полуобмотка первичной обмотки W трансформатора 1 своим началом (условно обозначенным точкой) подключается к oтpиг aтeльнo- му, а концом к положительному входному выводу, на всех обмотках трано форматора 1 наводится напряжение, поддерживающее открытое состояние Транзистора 2 и закрытое транзистора 3. При этом, диод 12 открыт через вспомогательный резистор 14, и к управляющему переходу дополнительного транзистора 9 приложено отрицательное напряжение, равное сумме напряжений на обмотке обратной связи W и времязадающем конденсаторе 16. Таким образом, диод 12 (11) осуществляет суммирование напряжений на обмотке обратной связи.и конденсатора время- задающей RC-цепи.

Конденсатор 16 заряжается через резистор 15 времязадающей КС-цепи от дополнительной обмотки W трансформатора 1. При достижении напряжением на конденсаторе 16 величины напряжения на обмотке обратной связи Wj к переходу база-эмиттер дополнительного транзистора 9 прикладываетс положительное, отпирающее смещение.

Транзистор 9, открываясь, вызывает прекращение поступления тока в базу силового транзистора 2. Быстрому запиранию последнего способствует то что, открываясь, транзистор 9 подключает заряженный базовым током форсирующий конденсатор 7, минусом,к базе, а плюсом к эмиттеру силового транзистора 2.

Таким образом начинается регенеративный процесс переключения силовых транзисторов, при котором транзистор 2 закрывается, а 3 открьгоает- ся. Дополнительный транзистор 10 закрыт при этом суммой напряжений на обмотке обратной связи W и отрицательно заряженном конденсаторе 16, который снова начинает перезаряжаться чепез резистор 15 от дополнитель

ной обмотки W4 Перезаряд будет закончен открыванием дополнительного транзистора 10 и закрыванием силового транзистора 3. Таким образом, частота работы транзисторного инвертора будет определяться постоянной времени времязадающей RC-цепи, общей для обоих плеч инвертора. При этом, время перезаряда конденсатора 16 должно быть меньше времени полного пере- магничивания магнитопровода трансформатора 1.

Использование синхронизирующего контура, состоящего из RC-цепи 16 и 15, допо,лнительных транзисторов 9 и 10, вспомогательных резисторов 13 и 14 и Диодов 11 и 12 позволяет обеспечить работу транзисторного инвертора с перемагничиванием выходного трансформатора по частному циклу петли гистерезиса, при этом исключен режим одновременного нахождения силовых транзисторов в открытом состояни и связанный с ним всплеск коллектор- ных токов в моменты переключения. Кроме того, в момент переключения силовых Транзисторов инвертора используется энергия, накопленная в форсирующем конденсаторе для активного . запирания силовьЪс транзисторов. Таким образом предложенньш транзисторный инвертор обладает более высоким КПД и надежностью работы.

Формула изобретения

Двухтактный транзисторный инвертор, содержащий выходной трансформатор, средний вьшод первичной обмотки которого присоединен к первому входному вьшоду, вторичная обмотка подключена к выходным вьшодам, а крайние вьшоды первичной обмотки присоединены к коллекторам силовых тран

5

0 5

0

5

0

с

зисторов, эмиттеры которых подключены к втброму входному выводу, а базы соединены через базовые резисторы с первыми выводами обмоток обратной связи, точка соединения вторых вьшо- дов которьгх соединена через диод, шунтированный форсирующим конденсатором, с вторым входным вьтодом и через резистор запуска с первым вход- ным выводом, два .дополнительных транзистора, эмиттеры которых объединены, а коллекторы присоединены к соответ- ствукнцим базам силовых транзисторов два диода, подключенные первыми выводами к первым выводам обмоток обратной связи, два вспомогательных резистора, присоединенные первыми выводами к базам дополнительных транзисторов и конденсатор, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД путем снижения коммутационных перегрузок по току силовых транзисторов, введены дополнительная обмотка выходного трансформатора и резистор, образующий с конденсатором последовательную времязадающую RC- цепь, подключенную свободным выводом к первому выводу дополнительной об- мотки, второй вывод которой присоединен к свободном вьгеоду конденсатора RC-цепи, включенного между базами дополнительных транзисторов, эмиттеры которых подключены к точке соедине- , ния обмоток обратной связи, а базы - к вторым выводам тех диодов, первые вьгооды которьгх связаны с базами тех же силовьпс транзисторов, что и коллекторы указанных дополнительных транзисторов, кроме того, базы каждого из дополнительных транзисторов соединены через вспомогательный резистор с первым вьшодом обмотки обратной связи силового транзистора противоположного плеча.

Фиг.2