Регулируемый инвертор Советский патент 1980 года по МПК H02M7/537 

(54) РЕГУЛИРУЕМЫЙ ИНВЕРТОР

Изобретение относится к преобразовательной технике и предназначено для электропитания различной аппаратуры регулируемым или стабилизированным напрясжением постоянного тока. Известны инверторы, в которых регу лирование и стабилизация выходного нап ряжения происходит благодаря подаче в базовые цепи управляющего сигнала с регулируемой паузой на нуле i , В таких инверторах отсутствуют скво ные токи, они обладают высоким КПД. Из известных устройств наиболее близким по технической сущности к изоб ретению является инвертор, содержащий предварительный усилитель, име1сяций основные и дополнительные обмотки, при чем каждая основная обмотка подключен одним концом к базовому выводу соответствующего силового транзистора через ограничительный резистор, другим концом связана через диод с эммитером того же транзистора, и резистор 2 . Недостатком известного инвертора является то, что к переходу эмнттер - база закрытого транзистора прикладывается напряжение, равное по величине сумме напряжений управляющей и дополнительной обмоток и форсирующего конденсатора. Величина максимально допустимого обратного напряжения для (перехода амиттер-база современных силовых транзисторов составляет 4-5В. Поэтому в данной схеме не могут быть применены все известные транзисторы. Шунтирование же переходов транзисторов обратными диодами приводит к снижению КПД инвертора, Для повышения надежности работы инвертора путем снижения величины запирающего силовые транзисторы напряжения в предлагаемом регулируемому инверторе каждая дополнительная обмотка, через ограничительный элемент включена . между эмиттером силового транзситора и точкой соединения ограничивающего 75 резистора с концом выходной обмотки предварительного усилителя. Кроме того, в качествеогранн ювающег элемента-может быть применен резистор или транзистор, причем база транзистора включена через резистивный делитель к эмиттеру и к упомянутой точке соединения На фиг. 1 дана схема регулируемого инвертора, когда в качестве ограничитель ного элемента использован резистор; на фиг, 2 - схема регулируемого швертора в поду мостовом варианте, когда в качестве ограничительного элемента использован транзистор. Регулируемый инвертор, собранный, например, по мостовой схеме,содержит силовые транзисторы 1-4 с обратными диодами 5-8. В базовой цепи каждого силового транзистора включена выходная обмотка 9 предварительного усилителя. Обмотка 9 подключена к базе силового транзистора через ограгшчпваю. щий резистор 10, зашунтированный конденсатором 11, а к эмиттеру - через последовательно соединенные диод 12 и вспомогательный резтстор 13. Конденсатор 11 служит для форсированного рассасыв ния избыточных носителей из базовой области при запирании транзисторов. Последовательно соединенные допоппитель ная обмотка 14 с дополнительным резистором 15, примененным в качестве ограничительного элемента, включены между точкой Соединения обмотки 9 с ограничивающим резистором 1О и эмиттером силового транзистора . Обмотка 9 и 14 намотаны на обшем сердечнике трансформатора 16. Нагрузка 17 подклю чена ко вторичной обмотке выходного трансформатора 18. Предварительный усилитель умощняет сигналы, вырабатываемые системой управ ления и подает их в базовые цепи силовы транзисторов. Управляющие сигналы имеют регулируемую системой управления паузу на нуле. Пусть на концах обмоток, обозначенных точко.й, наводится ЭДС положительного знака. При этом тран зисторы 2 и 3 будут открыты суммо тОлКОЕ, протекающих по цепям: конец обмотки 9, обозначенной точкой, резистор 1О, переход база-эмиттер, диод 12, резистор 13, второй конец обмотки 9,,; конец обмотки 14, обозначенный точкой, резистор 15, резистор Ю, переход база-эмиттер, второй конец обмотки 1 4 Для ограничения токов : протекающих по обмоткам 9 и 14, включены вспомо74ательный 13 и дополнительный 15 езисторы. Конденсатор 11 в базовой епи транзисторов 2 и 3 заряжается с полярностью показаной на фиг.1. Транзисторы ц 4 в это время заперты суммой напр;яжений обмотки 14 и конденсаторов 11. Величина запирающего напряжения выбирается соответствующим выбором числа , витков обмотки 14. Емкость конденсатора 11 выбирается такой, чтобы переменная составляющая напряжения на дам была незначительной. Обмотвд 9 в базовых цепях транзисторов I и 4 блокируются диодами 12 и не оказывя от в/шяния на работу транзисторов 1, 4. Во время паузы а управляющем напряжении транзисторы 1 и 4 остаются запертыми напряжением конденсаторов 11, прикладываемым к переходам эмиттер-база через .обмотки 14. Транзистопы 2 и 3 в это время будут форсированно запираться напрял егшек.; конденсаторов 11. Ток рассасывагшя ограничивается в этом случае активными сопротилениями резистора 15 и обмотки 14, при этом достигается необходимое время переключения транзисторов и снижаются динамические потери в них. В следующий нолупериод после смены полярности управляющего напряжения .траналсторы 2 и 3 остаются запертыми под действием суммы напряжений обмоток 14 и остаточного напряжения на конденсаторах 11, а транзисторы 1 и 4 открывшотся. В дальнейшем процессы протесают аналогично описанному выше. На фиг.2 дана схема регулируемого инвертора в полумостовом варианте, когда в качестве ограничительного элемента использован транзистор 19 с делителем на резисторах 13 и 20. Работа схемы происходит аналогично выше описанной с той лишь разницей, что при уменьшении величины управляющего сигнала на обмотках 9 до нуля (соответствует паузе в сигнале управления) транзистор 19 отшграется на время рассасывания неосновных .носителей в силовом транзисторе током, лротекающим по цепи: плюс конденсатора 10, допол1штельный резистор 13, переход база-эмиттер транзистора 12, дополнительная обмотка 14, переход эмиттербаза силового транзистора 3, минус ко ьценсатора 1О. После отпирания транзистора 12 ток рассасывания неосновных носителей силового транзистора 3 ограничивается только сопротивлением открытого транзистора 12 и активным сопротивлением цопоп штепьной обмотки 14. Поэтому тра зистор 3 форсированно запирается. Силовой транзистор 4 в это время остается запертым напряжением конденсатора 10. Предлагаемый инвертор отличается от известного возможностью выбора необходимой величины запирающего напряжения силовых транзисторов, что позволяет повысить его надежность, при этом в схем сохраняется форсированное запирание транзисторов. Формула изобретения 1. Регулируемый инвертор, содержащи предварительный усилитель, имеющий основные и дополнительные выходные обмотки, причём каждая основная обмотка подключена одним концом к базовому выводу соответствующего силового транзистора через ограничительный резистор, шунтированный конденсатором, другим концом связана через диод с эмиттером того же транзистора, и резистор, о т л к чающийся тем, что, с иелыо повышения надежности, каждая дополнительная обмотка через ограничительный эпемет включена между эмиттером соответствую щего силового транзистора и точкой соединения ограничивающего резистора с концом выходной обмотки предварительного усилителя. 2.Инвертор ПОП.1, отличающийся тем, что в качестве ограничивающего элемента использован резистор, а между концом обмотки и диодом включен вспомогательный резистор. 3.Инверчор ПОП.1, отличающийся тем, что в качестве ограничивающего элемента использован транзистор, база которого черезрезистивный делитель подсоединена к эмиттеру силового транзистора и к упомянутой точке соединения. Источник информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Устройства вторичных источников электропитания РЭА.МДНТП, 197 6,с. 65. 2.Моин B.C. к Лаптев Н.К. Стабилизированные транзисторные преобразователи. М., Энергия, 1972, с. 342, рис. 9-17 д. Примёчшше: Приоритет по пп. 1 и 2 исчислять с 02.01.78 согласно дополнительных материалов, поданных по заявке 2405417/07. а приоритет по п.З счислять с 07,06.78 согласно присоедиенной заявке №2624951/07. i: i5 Фиг.. 2 .Л