Транзисторный инвертор Советский патент 1980 года по МПК H02M3/335 H02M7/537 

(54) ТРАНЗИСТОРНЫЙ ИНВЕРТОР

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах электропитания и электропривода .цля преобразования 5 постоянного напряжения в переменное.

Известны многокаскадные транзисторные инверторы, в которых уменьшена мощность потерь на управление и повышение КПД при работе на изменяю- Q щуюся нагурзку l.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является транзисторный инвертор, содержащий источник управляющего напряжения, управ- .ляющий трансформатор, оконечный транзисторный каскад, разделительные диоды, источник опорного напряжения-И регулирующие транзисторы 2.

Недостатком этого транзисторного -п инвертора является то, что он может работать эффективно с высоким КПД только при относительно медленном изменении тока нагрузки.

Цель изобретения - увеличение КПД 25 при работе на быстро изменяющуюся нагрузку.

Поставленная цель достигается тем, что транзисторный инвертор снабжен шунтирующими транзисторами и трансформатором обратной связи, первичные обмотки которого подсоединены через указанные разделительные диоды и источник опорного напряжения к коллекторам и к любым другим выводам силовых транзисторов оконечного каскада, коллекторы и эмиттеры регулирующих транзисторов подсоединены последовательно в базовые цепи каждого силового транзистора оконечного каскада, коллекторы и эмиттеры шунтирующих транзисторов подсоединены к базам и эмиттерам соответствующих регулирующих транзисторов, причем база-эмиттерные переходы шунтирующих транзисторов подключены к соответстующим вторичным обмоткам дополнительного трансформатора обратной связи, а база-эмиттерные переходы регулирующих транзисторов подключены через сопротивления к соответствующим вторичным обмоткам управляющего трансформатора.

На чертеже представлена одна из возможных схем транзисторного инвертора.

Предстсшленная схема содержит источник управляющего напряжения 1, управляющий трансформатор 2, оконечный каскад 3, выполненный по дифференциальной схеме на силовых транзисторах 4 и 5. К выходу инвертора подключена нагрузка 6. В базовые цепи силовых транзисторов 4 и 5 включены последовательно регулирующие транзисторы 7 и 8, параллельно база-эмиттерным переходам которых подключены шунтирующие транзисторы 9 и 10 и через сопротивления 11 и 12 вторичные обмотки трансформатора 2 управления. Между коллекторными и эмиттерными электродами силовых транзисторов 4 и

5подключены через разделительные диоды 13 и 14 и источник опорного напряжения 15 первичные обмоткидополнительного трансформатора обратной связи 16. Вторичные обмотки трансформатора 16 подключены к базаэмиттерным переходам шунтирующих транзисторов 9 и 10.

Работает транзисторный инвертор следующим образом.

Напряжение с выхода источника управляющего напряжения 1 через управляющий трансформатор 2 поступает на база-эмиттерные переходы регулирующих транзисторов 7 и 8 и через эти транзисторы на база-эмиттерные переходы силовых транзисторов 4 и 5. Предположим, что транзисторы 7 и 4 открыты, а транзисторы 8 и 5 закрыты Если величина сопротивления нагрузки

6возрастает скачкообразно, то это вызывает скачкообразное уменьшение тока нагрузки, увеличение глубины насыщения транзистора 4 и уменьшение падения напряжения на нем. Напрях ение, равное разности напряжения опорного источника 15, прямого падения напряжения на диоде 13 и напряжения на открытом транзисторе 4, прикладывается к первичной обмотке трансформатора 16 (к началу - плюс, а к концу минус). Это вызывает возрастание напряжения на вторичных обмотках дополнительного трансформатора, которое поступает на база-эмиттерные переходы шунтирующих транзисторов 9

и 10. Транзистор, на вход которого в рассматриваемый полупериод напряжение поступает в прямом направлении, приоткрывается, и ток через него увеличивается. Базовый ток транзистора 7,который протекает так же, как и коллекторный ток транзистора 9, через сопротивление 11, при этом уменьшается, и он призакрывается. Это вызывает скачкообразное уменьшение базового тока транзистора 4 и, следовательно, уменьшение его глубины насыщения и увеличение его коллекторэмиттерного напряжения. Поскольку в цепи управления базовым током транзистора 4 отсутствуют инерционные звенья, то изменение его величины может происходить за одну микросекунду. Равновесие в схеме наступает тогда, когда коллектор-эмиттерное напряжение открытого транзистора оконечного каскада примет своё первоначальное значение. При уменьшении сопротивления нагрузки б, когда ток через нее увеличивается, процесс в схеме протекает таким образом, чтобы напряжение на открытых транзисторах смогло, снова принять свое первоначальное значение.

Таким образом, в транзисторном инверторе глубина насыщения транзисторов автоматически поддерживается на заданном уровне при изменении тока нагрузки за время, значительно 5 меньшее длительности полупериода выходного напряжения, что позволит снизить потери в преобразователе и повысить КПД.

Формула изобретения

Транзисторный инвертор, содержащий источник управляющего напряжения, управляющий трансформатор, оконечный транзисторный каскад, разделительные диоды, источник опорного напряжения и регулирующие транзисторы, отличающийся тем, что, с целью увеличения КПД при работе на быстро изменяющуюся нагрузку он снабжен шунтирующими транзисторами и тра нсформатором обратной связи, первичные обмотки которого подсоединены через указанные разделительные диоды и источник опорного напряжения к коллекторам и к любым другим выводам силовых транзисторов оконечного каскада, коллекторы и эмиттеры регулирующих транзисторов подсоединены последовательно в базовые цепи каждого силового транзистора оконечного каскада, коллекторы и эмиттеры шунтирующих транзисторов подсоединены к базам и эмиттерам соответствующих регулирующих транзисторов, причем база-эмиттерные переходы шунтирующих транзисторов подключены к соответствующим вторичным обмоткам трансформатора обратной связи, а база-эмиттерные переходы регулирующих транзисторов подключены через резисторы к соответстующим вторичным обмоткам управляющего трансформатора

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР № 413589, кл. Н 02 М 7/52.