Полумостовой инвертор Советский патент 1990 года по МПК H02M7/538 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания электропривода.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения работы на активно-индуктивную нагрузку.

На чертеже представлена электри- ческая принципиальная схема инвертора.

Инвертор содержит интегратор 1 на операционном усилителе (ОУ)- 2 с кЬн- денсатором 3 обратной связи, включен- ным между выходом ОУ и его инвертирующим входом, который через резистор 4 соединен с управляющим выводом инвертора. Усилитель мощности состоит из двух составных транзисторов 5 и 65 силовые транзисторы 7 и 8, которые имеют различный тип проводимости, включены последовательно и эмиттерами подключены к разнополярным входным выводам 9 и 10 инвертора. Эмиттеры уп- равляющих транзисторов 11 и 12с проводимостью, обратной проводимости силовых транзисторов, подключены к выводу для подключения точки среднего потенциала источника питания. База уп- равляющего транзистора 11 подключена через резистор 13 к выходу интегратора 1 и к катоду диода 14, анод которого соединен с эмиттерами транзисторов 11 и 12. База управляющего тран- зистора 12 подключена через резистор 15 к выходу интегратора 1 и к аноду диода 16, катод которого соединен с эмиттерами транзисторов 11, 12. Точка соединения коллекторов силовых тран- зистор ов соединена с выходным выводом преобразователя, к которому подключены нагрузка 17 и резистор 18, второй вывод которого соединен с инвертирующим входом интегратора 1. Базы управ- ляющих транзисторов 11 и 12 соединены соответственно с цепочками 19 и 20 положительной обратной связи. Каждая цепочка состоит из двух резисторов 21 и 22 (23 и 24), соединенных последо- вательно, один из которых зашунтиро- ван диодом 25 (26) таким образом, что анод шунтирующего диода 25 соединен с базой управляющего транзистора 11, а катод шунтирующего диода 26 соединен с базой управляющего транзистора 12 . Дополнительные транзисторы 27 и 28 соединены последовательно, причем эмиттер транзистора 27 подключен

5 0 5 Q 5 д $

5

к выводу 9, а эмиТтер транзистора 28 - к выводу 10. База транзистора 27 через резистор 29 соединена с базой транзистора 7, а база транзистора 28 через резистор 30 - с базой транзистора 8. Вторые выводы цепочек 19 и 20 подключены к колекторам транзисторов 27 и 28. Диоды 31 и 32 включены встречно-параллельно силовым транзисторам 7 и 8.

Инвертор работает следующим образом.

При нулевом управляющем сигнале, который поступает через резистор 4 на инвертирующий вход ОУ 2, в момент включения преобразователя транзисторы верхнего плеча 11 и 7,27 или нижнего плеча 12 и 8, 28 за счет положительной обратной связи, осуществляемой через цепочки 19 или 20, переходят в открытое состояние, другое плечо переходит в закрытое состояние, так как на входе усилители мощности использованы транзисторы различной проводимости. Предположим, что в момент включении открывается верхнее плечо усилителя мощности. Тогда на интегратор поступает сигнал положительной полярности. На выходе интегратора при этом начинает расти сигнал отрицательной полярности. Это приводит к уменьшению суммарного положительного сигнала интегратора и сигнала обратной связи на базах управляющих транзисторов 11 и 12. При этом положительный сигнал обратной связи на базу управляющего транзистора верхнего плеча поступает через резисторы 21 и 22, а на базу управляющего транзистора нижнего плеча - через резистор 24 и шунтирующий диод 26. Параметры цепи, составленной из резистора 24 и диода 26, подобраны так, что даже при максимальном отрицательном сигнале на выходе интегратора будет осуществляться надежное запирание управляющего транзистора нижнего плеча до тех пор, пока не закроется тразистор 27. Тля этого необходимо, чтобы закрылся управляющий транзистор 11 и произошло уменьшение потенциала на базе силового транзистора 7 до запирающего значения, т.е. произошло рассасывание базового заряда силового транзистора 7, что, в свою очередь, приведет к запиранию силового транзистора 7 и транзистора 27, так как их базы связаны через резистор 19. Уменьшение

сигнала на базах транзисторов 11 и 12 повлечет за собой запирание транзистора 11, а затем закроются силовой транзистор 7 и транзистор 27 и произойдет смена знака сигнала на базах управляющих транзисторов 11 и 12 и соответственно запирание верхнего плеча и отпирание нижнего плеча импульсного усилителя, и смена полярности входного сигнала интегратора. Сигнал отрицательной полярности на выходе интегратора начинает уменьшаться, а после перехода через ноль увеличивается сигнал положительной по- лярности. Это приведет к тому, что базовые сигналы транзисторов 11 и 12, имеющие отрицательную полярность, начнут уменьшаться. При этом отрицательный сигнал по цепи обратной связи составленной из резистора 22 и шунтирующего диода 25, поступит на базу закрытого транзистора 11 верхнего плеча. Параметры цепи обратной связи рассчитываются таким образом, что даже при максимальном положительном сигнале на выходе интегратора будет осуществляться надежное запирание управляющего транзистора 11 до тех пор, пока не закроется силовой транзистор 8 нижнего плеча, вместе с которым закрывается и транзистор 28. Отрицательный сигнал через транзистор 28 и цепь 20 обратной связи (резисторы 23 и 24) поступает на базу открытого управляющего транзистора 12 нижнего плеча. Уменьшение базовых сигналов, имеющих отрицательную полярность, влечет за собой запирание транзистора 12, а затем силового транзистора 8 и транзистора 28, отчего снова происходит смена полярности сигналов на базах транзисторов 11 и 12. Верхнее- плечо вновь открывается, а нижнее запирается . Наличие положительной об- ратной связи приводит к тому, что- отпирание и запирание каждого из транзисторных плеч носит импульсный характер.

Таким образом, при нулевом управ- ляющем сигнале на выходе интегратора будет сигнал треугольной формы, а на выходе инвертора - симметричные импульсы.

При подаче управляющего сигнала на инвертор на его выходе будет меняться скважность и частота импульсов. При этом линейность зависимости среднего выходного сигнала преобразователя от

0

, 0 5 Q « с

0

5

5

входного не будет зависеть от типа нагрузки (активная, индуктивная, емкостная) , так как отпирание плеча следует практически сразу за закры- тием противоположного плеча.

Формула изобретения Полумостовой инвертор, содержащий два силовых транзистора разного типа проводимости, соединенные согласно- последовательно между собой, шунтированные встречно включенными первыми диодами и подключенные эмиттерами к соответствующим входным выводам инвертора, а коллекторами - к выходному выводу инвертора, два управляющих транзистора разного типа проводимости, каждый из которых соединен с соответствующим силовым транзистором по схеме составного транзистора и имеет тип проводимости, противоположный типу проводимости этого силового транзистора, эмиттеры управляющих транзисторов объединены и соединены с выводом для подключения точки среднего потенциала источника питания инвертора, входная цепь каждого управляющего транзистора шунтирована встречно включенным вторым диодом, база каждого управляющего транзистора через первый резистор соединена с выходом интегратора, вход которого соединен через второй резистор с выходным выводом инвертора, к базе каждого управляющего транзистора подключен первый вывод соответствующей цепочки положительной обратной связи, состоящей из последовательно соединенных третьего и четвертого резисторов и третьего диода, шунтирующего третий резистор в направлении проводимости обратной входной цепи этого управляющего транзистора, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения работы на активно-индуктивную нагрузку, введены два дополнительных транзистора разного типа проводимости, соединенных между собой согласно-последовательно так, что их коллекторы объединены и соедине ны с объединенными другими выводами цепочек положительной обратной связи, эмиттер каждого дополнительного транзистора соединен с эмиттером силового транзистора, имеющего тот же тип проводимости, а база через пятый резистор соединена с базой этого силового транзистора.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и электропривода. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения работы на активно-индуктивную нагрузку. Полумостовой инвертор содержит силовые транзисторы 7, 8 и управляющие транзисторы 11, 12, соединенные по схеме составного транзистора. Управляющие транзисторы 11 и 12 переключаются по выходному сигналу операционного усилителя 2 интегратора 1, который управляется как по выходному сигналу через пятый резистор 18, так и по внешнему управляющему сигналу, поданному через резистор 4. Дополнительные транзисторы 27 и 28 обеспечивают защиту силовых транзисторов 7 и 8 при их переключении. 1 ил.