Устройство для управления транзисторами стойки инвертора Советский патент 1990 года по МПК H02M7/537 

L

i

два формирователя сигналов управления. Каждый формирователь включает в себя транзистор 12(13), эмиттер которого предназначен для подключения к базе транзистора 1U(11) стойки инвертора, диоды 14-17, один из которых 14(15) подключен к база-коллекторному переходу этого же транзистора 10(11), а другой 16(17) подключен анодом к ЭМИТтеру транзистора 12(13), база которого подключена к первому резисто-, ру 20(21) . Устройство такжГе. содержит, узел 3 формирования прямоугольных несимметричных импульсов напряжения,

к выходам которого подключены два импульсных усилителя 4,5. Вторичные обмотки выходных трансформаторов 6,7 импульсных усилителей подключены к управляющему переходу транзисторов 12,13. К база-эмиттерному переходу транзисторов 10,11 стойки инвертора подключены цепочки из последовательно включенных конденсатора 24,25 и диодов 18,19, шунтированных резисторами 22,23. Вторичные обмотки 2.1 и 2.2 задающего генератора 1 выполнены с отпайкой, подключенной к колектору транзистора 12(13). 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при разработке источников вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры, например транзисторных инверторов. Цель изобретения - повышение быстродействия и уменьшение мощности управления инвертором. Устройство содержит задающий генератор 1 прямоугольных симметричных импульсов напряжения с трансформаторным выходом 2 и два формирователя сигналов управления. Каждый формирователь включает в себя транзистор 12(13), эмиттер которого предназначен для подключения к базе транзистора 10(11) стойки инвертора, диоды 14-17, один из которых 14(15) подключен к база-коллекторному переходу этого же транзистора 10(11), а другой 16(17) подключен анодом к эмиттеру транзистора 12(13), база которого подключена к первому резистору 20(21). Устройство также содержит узел 3 формирования прямоугольных несимметричных импульсов напряжения, к выходам которого подключены два импульсных усилителя 4, 5. Вторичные обмотки выходных трансформаторов 6, 7 импульсных усилителей подключены к управляющему переходу транзисторов 12, 13. К база-эмиттерному переходу транзисторов 10, 11 стойки инвертора подключены цепочки из последовательно включенных конденсатора 24, 25 и диодов 18, 19, шунтированных резисторами 22, 23. Вторичные обмотки 2.1, 2.2 задающего генератора 1 выполнены с отпайкой, подключенной к коллектору транзистора 12(13). 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной гс-хнике, и может бы ь использовано пп разработке источников вторичного с ектропитания радиоэлектронной апп. , например траг-ясгоршлу инвер торов с регулируемой методом широтно- импульсной модуляции выходной мощностью.

Целью изобретения является увеличение быстродействия и уменьшение мощности управления инвертором.

па фиг. 1 приведена электрическая схема устройства для управления транзисторами стойки инвертора; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие прин- цип его работы.

Устройство для управления транзисторами стойки инвертора (на фиг.1 его схема обведена пунктиром) содержит задающий генератор 1 прямоугольных симметричных импульсов напряжения, трансформатор 2, подключенный к его выходу, узел 3 формирования прямоугольных несимметричных импульсов напряжения, выполненный с двумя пара- фазными выходами и синхронизированный от задающего генератора 1. К каждому выходу узла 3 формирования подключен вход импульсных усилителей 4 и 5, нагруженных трансформаторами 6 и 7 соответственно. Указанные трансформаторы снабжены размагничивающими обмотками, соединенными с диодами 8 и 9 возвратного тока. Устройство управления включает в себя два формиро- вателя, подключенных к входу силовых транзисторов 10 и 11 стойки инвертора

Формирователи содержат транзисторы 12 и 13, диоды 14-19, резисторы 2023 и конденсаторы 24 и 25. Эмиттеры транзисторов 12 и 13 образуют выводы устройства и соединены с базами транзисторов 10 и 11 и с выводами обмоток 6,1 и 7.1 соответсткгнно. Оставшийся свободным вывод каждой из обмоток 6„ (7.1) через резистор 20(21) связан с базой соответствующего транзистора 12(13). Точка соединения базы тран- зистора 12 и резистора 20 подключена к аноду диода 14, а точка соединения базы транзистора 13 и резистора 21 - к аноду диода 15. Катоды диодов 14 и 15 соединены с коллекторами силовых транзисторов 10 и 11 стойки инвертора соответственно. Коллекторы транзисторов 12 и 1J соединены с отводами вторичных обмоток 2.1 и 2.2 соответственно, причем один из крайних выводов обмотки 2.1 соединен с катодом диода 16, а другой - с эмиттером транзистора 10 и с одним из выводов конденсатора 24. Аналогичным образом один из крайних выводов обмотки 2.2 соединен с катодом диода 17, а другой с эмиттером транзистора 11 и с выводом конденсатора 25. Свободные выводы каждого из конденсаторов 24 и 25 соединены с анодами диодов 18 и 19 зашун- тированных резисторами 22. и 23 соот- ветственно. Точка соединения катода диода 18 и резистора 22 подключена к аноду диода 16 и эмиттеру транзистора 12, а точка соединения катода диода 19 и резистора 23 подключена к аноду диода 17 и эмиттеру транзистора 13.

В промежутке времени, когда полярность напряжения на обмотке 2.1 по отношению к эмиттеру силового транзистора 10 стойки инвертора имеет положительное (открывающее) значение, на вход усилителя 4 поступает импульс момент спада которого совпадает с моментом спада напряжения на указанной обмотке. Аналогичным образом, на вход усилителя 5 поступает импульс при положительном значении напряжения (относительно эмиттера силового транзистора 11) на обмотке 2.2. Фазировка обмоток 2,1 и 2.2 предполагает проти- вофазность напряжений на них (положительному значению напряжения на одной из указанных обмоток соответствует отрицательное значение напряжения на другой), а импульсы на разных выходах узла 3 формирования сдвинуты относительно друг друга на половину периода напряжения на выходе задающего генератора 1.

Таким образом, в течение времени .воздействия выходных импульсов узла 3 |формирования на вход усилителен 4 и 5 соответствующие транзисторы 10-13 находятся в проводящем состоянии, и промежутке времени проводящего состояния режим силового транзистора 10 (11) стойки инвертора поддерживается на грани насыщения с целью увеличения быстродействия при его запирании и, следовательно, уменьшении коммутационных потерь в нем. Указанный режим силового -транзистора 10(11) обеспечивается нелинейной отрицательной обратной связью с его коллектора на базу через соответствующий диод 14(15) и база-эмиттерный переход транзистора 12(13), находящегося в проводящем состоянии. Благодаря указанной отрицательной связи устанавливается такое значение тока базы силового транзистора 10(11) стойки инвертора, равного коллекторному току соответствующего транзистора 12(13), при котором выполняется указанное условие.

В течение времени, когда напряжение на обмотке 2.1 или 2.2 имеет отрицательное значение, к эмиттер-базовому переходу соответствующего сило-, вого транзистора 10(11) прикладывается запирающее напряжение через диод 16(17). Одновременно происходит заряд конденсатора 24(25). Значение указанного отрицательного напряжения выбирается близким к максимально допустимому значению отрицательного напряжения на управляющем переходе силового транзистора 10(11) с целью

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

уменьшения тока утечки через закрытый силовой транзистор. В промежутке времени, когда напряжение на одной из обмоток 2.1 или 2,2 имеет положительное значение, а соответствующий транзистор 12(13) находится в закрытом состоянии, к база-эмиттерному переходу силового транзистора 10(11) прикладывается отрицательное напряжение с конденсатора 24(25.) через резистор 22(23. Диоды 18 и 19 предотвращают отрицательный всплеск напряжения, превышающего амплитуду напряжения на обмотках 2.1 и 2.2 в момент спада напряжения на входе силового транзистора.

На фиг. 2 приведены временные диаграммы напряжений: на обмотке 2.1 (U ,) , на вторичной обмотке 6.1 (Ue и база-эмиттерном переходе силового транзистора 10 ( Напряжения на обмотках 2.2 и 7.1, на база-эмиттер- ном переходе силового транзистора 11 имеют аналогичный характер изменения во времени и сдвинуты на половину периода выходного напряжения задающего генератора 1 по отношению к напряжениям ,1Г ,,и U §-э соответственно.

Магнитное состояние магнитопрово- дов трансформаторов 6 и 7 восстанавливается после спада импульса на входе соответствующего усилителя 4(5) путем возврата избыточной энергии этих трансформаторов 6 и 7 к источнику питания усилителей через диоды 8 и 9. Благодаря этому любое значение продолжительности рабочего такта может быть установлено за один полупериод работы транзисторов, как это показано на фиг. 2 пунктирными линиями.

Таким образом, данное устройство обеспечивает минимально возможную инерционность управления инвертора, благодаря применению однотактных импульсных усилителен с трансформаторным выходом, выходные трансформаторы которых снабжены размагничивающей обмоткой, соединенной с диодом возвратного тока.

Значение напряжения на отводе каждой из вторичных обмоток 2.1,2.2 выбрано близким к значению суммы напряжений прямого падения на база-эмит- терных переходах транзистора 12(13) формирователя и силового транзистора 10(11). В результате этого в течение рабочего времени инвертора напряжение на база-коллекторном переходе транзистора 12(13), находящегося в проводящем состояниям, приблизително равно нулю и, следовательно, мощность, рассеиваемая этим транзистором, сводится к минимально возможному значению мощности, рассеиваемой на его база-эмиттерном переходе. Это позволяет уменьшить выходную мощность задающего генератора 1 прямоуголь- ных симметричных импульсов (мощность управления) и не применять теп- лоотвод для транзистора f2(13), что приводит также к облегчению конструкции устройства.

Формула изобретения

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что импульсные усилители снабжены диодом возвратного тока, а их выходные трансформаторы снабжены размагничивающей обмоткой, соединенной с соответствукицим диодом возвратного тока.