Транзисторный инвертор Советский патент 1992 года по МПК H02M7/538 

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

Известны однотактные преобразова- тели постоянного напряжения с внешним возбуждением. Силовая часть таких преобразователей может быть выполнена как на биполярном, так и.на МДП-транзисторе, который включается в цепь первичной обмотки трансформатора. К вторичной обмотке трансформатора подключается выпрямитель с фильтром, обеспечивающий на нагрузке постоянное напряжение. При использовании биполярного силового транзистора возникают существенные потери энергии при его переключении, а также потери в цели управления. При использовании силового МДП- транзистора повышаются статические потери мощности.

Наиболее близким к изобретению является преобразователь постоянного напряжения, содержащий силовой транзистор, базоэмиттерная цепь которого подключена к вторичной обмотке токового трансформатора, первичная обмотка которого включена в выходную цепь, блок управления, причем параллельно силовому транзистору включены три транзистора - составной, управляющий вход которого подключен к одному из входов блока управления, пусковой, управляющий вход которого подключен к дополнительному выходу блока управления, и шунтирующий, управляющий вход которого подсоединен к дополнительной обмотке токового трансформатора, включенной в про- тивофазе относительно его вторичной обмотки. Большие динамические потери в силовой части данного устройства не позволяют получить высокий КПД, что и является основным недостатком.

Целью изобретения является повышение КПД.

Указанная цель достигается в транэи- 5 сторном инверторе, содержащем силовой биполярный транзистор, в цепь коллектора которого последовательно включена первичная обмотка трансформатора тока, вторичная обмотка которого одним выводом 10 соединена с эмиттером силового биполярного транзистора и пусковой транзистор, -включенный параллельно силовому биполярному транзистору за счет того, что в качестве пускового транзистора использован 15 МДП-транзистор, затвор которого подключен к управляющему выводу инвертора и через введенный диод к базе силового биполярного транзистора, к которой подключен другой вывод вторичной обмотки 20 трансформатора тока.

На чертеже представлена принципиальная схема транзисторного инвертора.

Предлагаемый инвертор состоит из силового п-р-п-транзистора 1, трансформа- 25 торного тока2 и выходного трансформатора

3,МДП-транзистора с п-каналом 4 и диода 5. Трансформатор тока 2 имеет первичную 6 и вторичную 7 обмотки. Второй вывод первичной обмотки трансформатора 3 под- 30 ключей к первому выводу первичной обмотки трансформатора 2, второй вывод которой подключен к коллектору транзистора 1 и стоку МДП-транзистора 4. Первый вывод вторичной обмотки трансформато- 35 0а 2 подключен к минусовому входному выводу инвертора, эмиттеру транзистора

1 и истоку с подложкой МДП-транзистора

4.Второй вывод вторичной обмотки трансформатора 2 подключен к-базетран- 40 зистора 1 и аноду диода 5, катод которого подключен к затвору МДП-транзистора и

к выводу управления. Первый вывод первичной обмотки трансформатора 3 подключен к плюсовому входному выводу 45 инвертора.

Инвертор работает следующим образом.

Сигналы управления, хак правило, дояж- ны быть двухполярными. В некоторых слу- 50 чаях (при применении МДП-транзистора 4 с индуцированным каналом) возможно использование лишь однополярных сигналов управления. Длительность импульсов управления может изменяться. При поступле- 55 нии управляющих сигналов Uynp первым переключается быстродействующий МДП- транзистор 4. Форсированное переключение транзистора 1 происходит за счет действия положительной обратной связи, образуемой трансформатором тока 2.

При поступлении положительного импульса Uynp открывается МДП-транзистор 4, в результате чего по первичным обмо.ткам трансформаторов 3 и 2 начинает протекать ток. Ток вторичной обмотки трансформатора 2 воздействует на базу транзистора 1, открывая его. Таким образом, ток первич- ной 6, а следовательно, и вторичной 7 обмоток трансформатора 2 возрастает, форсируя открывание транзистора 1.

При поступлении отрицательного импульса Uynp на затвор МДП-транзистора 4 и через диод 5 на базу транзистора 1 оба эти транзистора закрываются. При этом уменьшение тока в первичной обмотке трансформатора 2 за счет цепи положительной обратной связи через трансформатор 2 будет способствовать ускоренному закрыванию транзистора 1.

Для управления транзисторами 1 и 4 в устройстве требуется маломощный сигнал, поскольку он непосредственно воздействует только на затвор МДП-транзистора 4, обеспечивающий большое входное сопротивление устройства по цепи управления. Таким образом снижаются потери в цепи управления транзисторного инвертора.

Малые динамические потери в силовой цепи обеспечиваются высоким быстродействием МДП-транзистора 4, а малые статические потери энергии обеспечиваются малым остаточным напряжением биполярного транзистора 1. За счет небольших потерь энергии в цепи управления и в силовой цепи как при переключении, так и в статическом состоянии повышается КПД. Формула изобретения Транзисторный инвертор, содержащий силовой биполярный транзистор, в цепь коллектора которого последовательно включена первичная обмотка трансформатора тока, вторичная обмотка которого одним выводом соединена с эмиттером силового биполярного транзистора, и пусковой транзистор, включенный параллельно силовому биполярному транзистору, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, в качестве пускового транзистора использован МДП-транзистор, затвор которого подключен к управляющему выводу инвертора и через введенный диод - к базе силового биполярного транзистора, к которой подключен другой вывод вторичной обмотки трансформатора тока.

Изобретение относится к злектротехни- ке и может быть использовано в системах вторичного электропитания и автоматики. Цель изобретения - повышение КПД. Силовой биполярный транзистор 1 управляется с помощью трансформатора тока 2. В качестве пускового транзистора 4 использован МДП-транзистор, на затвор которого подаются управляющие импульсы положительной полярности. При поступлении на затвор пускового транзистора 4 отрицательного управляющего импульса он закрывается и одновременно через диод 5 происходит запирание силового биполярного транзистора 1. Трансформатор тока 2 вызывает форсировку запирания. Малые.динамические потери обусловлены быстродействием пускового транзистора 4, а малые статические потери - характеристикой насыщения силового биполярного транзистора 1. 1 ил.