Полумостовой транзисторный инвертор Советский патент 1991 года по МПК H02M7/538 

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

Цель изобретения - расширение диапазона рабочих частот и повышение КПД,

На чертеже схематически изображен полумостовой транзисторный инвертор.

Инвертор содержит входной трансформатор 1, подключенный к источнику переменного тока повышенной частоты, и последовательно соединенные силовые транзисторы 2 и 3. Управляющий трансформатор 4 через ключ 5 переменного тока подключен к дополнительной обмотке трансформатора 1, Управляющие выпрямители б и 7 входами подключены к вторичным обмоткам трансформатора 4. Основные зыпрямители 8 и 9 входом подключены к вторичным обмоткам трансформатора 1, средняя точка которых соединена с эмиттерами силовых транзисторов 2 и 3 соответственно. Промежуточные усилители 10 и 11 содержат комплементарную пару транзисторов, резисторы, импульсные усилители

12и 13. На входе одного из них включен инвертирующий усилитель 14. Первый узел 15 задержки содержит транзистор 16, RC- цепь 17 и 18, резисторы 19 и 20. Второй узел 21 задержки содержит транзистор 22, конденсатор 23 и резистор 24. Инвертор содержит также ограничительный резистор 25.

Отрицательные выводы выпрямителей 6 и подключены к отрицательным выводам выпрямителей 8 и 9 соответственно. Импульсные усилители 12 и 13 соединены последовательно с усилителями 10 и 11, выходы которых соединены с базами силовых транзисторов 2 и 3. Положительный вывод выпрямителя 6 соединен с входом первого узла 15 задержки и через ограничительный резистор 25 с входом импульсного усилителя 12, подключенного также к выходу первого узла 15 задержки.

Положительный вывод выпрямителя 7 соединен с входом импульсного усилителя

13через второй узел 21 задержки и инвертирующий усилитель 14. Для усилителей 10 и 11, импульсных усилителей 12 и 13 и инвертирующего усилителя 14 выпрямители 8 и 9 являются источниками питания.

В узле 15 задержки транзистор 16 базой подключен к общей точке НС-цепи 17 и 18 и резистора 19, один из выводов резистора 17

является входом узла 15. Коллектор транзистора 16 соединен с резистором 20, другой вывод которого является выходом узла 15. Другой вывод резистора 19 и эмиттер транзистора 16 соединен с положительным выводом выпрямителя 8.

В узле 21 задержки эмиттер транзистора 22 является выходом узла 21, вывод резистора 24, соединенный с коллектором транзистора 22, является входом узла 21

задержки, а конденсатор 23 одним выводом подключен к резистору 24 и базе транзистора 22, а другим - к отрицательному выводу выпрямителя 9.

Транзисторный инвертор работает следующим образом.

Сигнал управления поступает на вход ключа 5 переменного тока. При этом ключ 5 замыкается и вторичная обмотка трансформатора 1 присоединяется к первичной обмотке трансформатора 4. На выходах выпрямителей 6 и 7 в соответствии с сигналом управления появляются гальванически развязанные выпрямленные напряжения. Напряжение с выхода выпрямителя 6 обеспечивает синхронное с сигналом управления открывание транзистора импульсного усилителя 12 через ограничивающий резистор 25. При этом верхний транзистор усилителя 10 закрывается, а нижний открывается и к базе транзистора 2 прилагается напряжение закрывающей полярности, что обеспечивает его форсированное запирание. Поскольку напряжение с выхода выпрямителя 7 проходит через узел 21 задержки, открывание транзистора инвертирующего усилителя 14 задерживается на время, обусловленное параметрами резистора 24 и конденсатора 23. Открытый транзистор инвертирующего

усилителя 14 шунтирует управляющий переход транзистора импульсного усилителя 13 и последний через интервал времени, обусловленный задержкой, закрывается,

что обеспечивает закрывание нижнего и открывание верхнего транзистора усилителя 11, через который начинает протекать базовый ток силового транзистора 3 и последний открывается.

Таким образом силовой транзистор 2 закрывается сразу после подачи импульса управления, а силовой транзистор 3 открывается с задержкой, что исключает протекание сквозного тока. При снятии импульса управления ключ 5 размыкается, трансформатор 4 обесточивается и напряжение на выходах выпрямителей б и 7 спадает до нуля. При этом транзистор инвертирующего усилителя 14 закрывается практически без задержки, что обеспечивает открывание транзистора импульсного усилителя 13, что приводит к закрыванию силового транзистора 3. Уменьшение напряжения на выходе выпрямителя 6 приводит к увеличению напряжения на RC-цепм 17 и 18. Начинается дозаряд конденсатора 18 через переход эмиттер-база транзистора 16, что приводит к открыванию этого транзистора и обеспечению на время заряда конденсатора 18 базового тока транзистора импульсного усилителя 12 и, в конечном итоге, к задержке открывания силового транзистора 2.

Таким образом, силовой транзистор 3 закрывается сразу после снятия импульса управления, а силовой транзистор 2 открывается с задержкой, исключающей протекание сквозного тока.

Расширение функциональных возможностей путем увеличения диапазона регулирования выходной частоты инвертора в предлагаемом устройстве осуществляется работой трансформатора 1 и 4 на повышенной частоте.

Формула изобретения

Полумостовой транзисторный инвертор, содержащий в каждом плече силовой транзистор, подключенный базой к выходу промежуточного усилителя на комплиментарных транзисторах, соединенного по цепи питания с дополнительными источни0

5

0

5

0

5

0

5

ками отпирающего и запирающего напряжения, общая точка которых подключена к эмиттеру силового транзистора, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона рабочих частот и повышения КПД, введены входной трансформатор, два основных выпрямителя, управляющий ключ переменного тока, управляющий трансформатор, два управляющих выпрямителя, два узла задержки, инвертирующий усилитель и резистор, при этом дополнительные источники отпирающего и запирающего напряжения выполнены в виде основных выпрямителей, подключенных входом к основным обмоткам входного трансформатора, дополнительная обмотка которого через управляющий ключ переменного тока соединена с первичной обмоткой управляющего трансформатора, каждая из двух вторичных обмоток которого соединена с входом соответствующего управляющего выпрямителя, причем выход управляющего выпрямителя первого плеча инвертора соединен через первый узел задержки, шунтированнь й резистором, с входом промежуточного усилителя, выход управляющего выпрямителя второго плеча инвертора соединен через второй узел задержки с входом инвертирующего усилителя, включенного во входную цепь промежуточного усилителя, причем первый узел задержки содержит транзистор, два резистора и последовательную RC-цепочку, включенную между входом узлз задержки и базой транзистора, эмиттер которого соединен с выходом дополнительного источника отпирающего напряжения, коллектор через первый резистор соединен с выходом узла задержки, причем между базой и эмиттером транзистора вчпючен второй резистор, а второй узел задержки содержит транзистор, который эмиттером соединен с выходом узла задержки, кол- лекторно-базовым переходом, шунтированным резистором, через конденсатор соединен с выходом управляющего выпрямителя.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитания и электропривода. Цель изобретения - расширение диапазона рабочих частот и повышение КПД. В каждом плече полумостового инвертора силовой транзистор 2