Автономный инвертор с защитой транзисторов Советский патент 1978 года по МПК H02M7/537 H02H7/122 

1

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в различных электро- и радиотехнических устройствах, как преобразователь постоянного тока в переменный с защитой транзисторов от перегрузок по току.

Известны автономные инверторы с защитой транзисторов от перегрузок по току.

Один нз известных инверторов 1 содержнт автогенератор прямоугольных импульсов и узел коммутации, обеспечиваюпи1Й защиту транзисторов от перегрузок. Недостатком данного устройства является низкая надежность при работе в условиях повышенной температуры окружающей среды из-за наличия сопротивления диода в базовой аепн автогенератора.

Другой нз известных автономных инверторов 2 также содержит автогенератор прямоугольных импульсов и узел коммутаИИ и.

Данное устройство из-за наличия гальванической связи между входом и выходом )1е может быть использовано, для формирования нескольких выходных разнополярных цепей.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является инвертор 3, содержащий подсоединенный ко входным выводам транзисторный автогенератор с

2

общн.м базовым резистором, управляемый ключ, соединенный с узлом управления.

Однако из-за необходимости применения мощных коммутирующих устройств по цепям питания (при ко.ммутации токов в десятки амнер) в этом инверторе происходят потерн мощности на переходном сопротпвлении контактов реле, т. е. сннл ается КНД инвертора, а также увеличиваются габариты и вес.

ЦельЕО изобретения является уменьшение потерь мощности, веса и габаритов инвертора. Это достигается тем, что управляемый ключ иодсоедннен параллельно базовому резистору, а узел управления выполнен в виде триггера, выход которого подсоединен ко входу управляемого ключа, один вход к выходу узла коммутации, а другой вход - к выходу элемента задержки, причем входы узла коммутации и узла задержки подсоединены соответственно к доиолнительной обмотке трансформатора и ко входным выводам.

На чертеже приведена схема изобретения.

Автономный инвертор с защитой транзисторов содержит автогенератор прямоугольных импульсов 1, состоящий из транзисторов 2 и 3, резисторов 4 и 5, трансформатора 6 с дополнительной выходной об ||р;;:.Л ; .:л1 li i- МОМ о, , ivv .;- 9, iptHiep ili, зел ,: iyialUllI 11. К входным клеммам инвертора подключе; элемент задержки 9. Выход э.:сл;ент задержкн нодключен к одному ;;лоду триг1х ра 10. Другой вход трнггера 10 соединен с узлом коммутации 11, подключенн:лм к дополнительной вторичной обмотке 7 -jрапсформатора 8. Выход трнггера 10 соедине: с унравляемым ключом 8. Такнм иоразом, триггер 10 нодключается между упразл;;емым ключол, элементом задержки н уз.аом коммутацнн. Управляемый к.чюч 8 нодкл;1)чается к резистору 4 автсяенератора нрямоугольных импульсов 1. Лвто1 омнь Й инвертор е 3;nuini)ii T|iaii3i сторо« нри перегрузке но току н корогкпх замыканиях в цепях нагрузки работает с л еду К) щн м о б р а 3 о м. При нодключенин мнверто)а тс иогочннку нптаиия нанряжепие поступает на автогенератор 1 и элемент задержкг 9. Автогенератор переводится в днпамичеекнй режим н на выходных пенях трансформатора ( появляется переменьое наир5:жеч,1е . г)аиряуке1|; е аиточнертуголыюп (рорм;. 7 тра 1сфорл ато)а 6 фортора с обмотк ; ни 11 I ностуиамнруется узлом колшут;; 10. Сф:)рми|1( на один вход трште; ный сигнал зл ;Л;:,г,: aiuiH с ;:в;г: триггер 10 в исходное сост ;;;И11С. После; С15абитываиия элемента задержки 9 с 1гиал но€т наст па другое плечо трнпера. В нсхо1 ном состоянии трппер не он :окидь;заетоя {не срабатывает) и его вьтходн :е и,еии ;ic включают управляемый ллюч 8. ВрслО срабатывання элемента з адержкн 9 выбирается из услов1;я включения у;;ла коммутации 11 .к.Н-Пь где Тз - время срабатывания элемента задержки;.к. - время с табатнг1аппя у::ла коммутации;Та. - время запуска аитогеисратора. По амплитуде енгиалы, поступающие па плечи триггера, у.,51С1во)ятТ) следующему условию: и,,,.„ где Уул;. - амилнтуда сигнала, снимаемого с узла коммутацни; у.з. - амплнтуда снгиал.а, снимаемого с элемента задержки. В случае увеличеппя тока нагрузки выше критической велич П ы пли при коротком замыкании происходит срыв колебаний в автогеператоре. Прп этом папряжения во всех обмотках тра)еформатора снижаются до нуля, чго иархииает условие .K..3,. т. е. по амплитуде сигнал, поступающий е элемента задержки, стаионится равным или больше сигиала, сформированного узлом коммутации 11, триггер 10 срабатывает и его выходпые цепи Ч:, которыи hli тиком ГОС10(;}иченны.;п часткн 2 li З н все на1115я 1 счие источпШха плтаиия прикладываемся к обратиосмсщеиным нсреходам база-ivO KieKTOp транзнеторов 2 и 3. В таком режиме через транзисторы 2 и 3 иротекают только обратные токи, которые пе могут BbiisecTii чз строя транзисторы инвертора. Л1ИЯ иадежности защиты исключения возможности возникноисння исрег 1узок в базовых цепях зак(зр;1чнр,апле резнсгора 4 происходит то.тьк но чрсмеми, олт еделяемопараметоамп ячлчются величина емкости палонн-ч.тя 4i;)a комлптацни 11, 01;)еле;;ян)1Нс1о 1-5р(мя ноддержапия в исходном с(К1ояиии триггера 10; время оиролидыиачня три1ч-е)а 10 после поступлеы;я ja его йход сигнала с узла 11; время ериба ы)аиия управляемого ключа 8. Эти нг.рамс-тры 8. 10, И обеснечнвают срабаТ)Ч;ан1;е учрав,тяем()1-о ключа, а следоваTc.ibHo. и закотшчизание резистора 4, тольносле полного );ппеиия ;((;лебаиий jioieFiepaTOpe. ,ли новтоОКло 1;ключе |ня ииаертора |;я ко1кг:к(лч) замыкания в н(Ч)егру:л 11 но , необхо) И :-;ерт;)5 от источника иичм снова его нодключитч. если 3 MijMcHT иодк.тючения нчточнику шгтания его выходные nei.H закор(чтепы, то автогенератор не .занускается (пе не)еходнт з динамический режнм), сигнал с узла коммутации 11 не иосгччает на вход тр):ггера 10 и через .мя, jniBJiOe врем( срабатываиия элеменга задер}|;кн 9, нроисхо;игг о;1рокпдывапие )а 10, далее сигнал постуиает 1;а уп)авл;1емый ключ 8, когорый закорачи1 ает резпстор 4, и таким образом обес;ie4H)iacTc;i необходилТ) д,ля тра зисторов 1И.ЖИМ. Лвтон(ч Ч1Ы11 HHiiCjjTOp с занптой тран:и1сторов, содержашнй подсоедипенный ко входным выводам транзисторный автоген.ератор е обгцнм базовым резистором, управляемый ключ, соедииеппый с узлом уиравлеимя, отличающийся тем, что, с целью уметлиеиия маесо-габарптпых попччтей li увеличеиия КПД, унравляек-тюч подсоединеи параллельно базоV резне гору, а узел управления выполв внччС jpHrreija. выход которого подсосл.ниен ко входу управляемого ключа, один . - - к выходу узла коммутации, а друг-ой вход - к выходу элемента задержки, причем входы узла коммутации и узла задержки подсоединены соответственно к дополнительной обмотке трансформатора и ко входным выводам.

Источники информации, принятые во внимание при эксцертизе

6

1.Авторское свидетельство № 138999, кл. Н 02М 7/52, 1960.

2.Патент США № 3644818, кл. 1972.

3.Патент США № 3377540, кл. 1968.