Способ и устройство управления транзисторным инвертором Советский патент 1982 года по МПК H02M7/537 

считывать трансформаторы на минимальную частоту инвертирования, что приводит к увеличению габаритов трансформаторов, а следовательно, и инвертора. Известен также способ управления транзисторным инвертором. Согласно известному способу основной импульс управления генерируют, а дополнительный получают из усиленного, задержанного и измененного по фазе основного импульса, основной сигнал управления подают на переходы эмиттер - база пар транзисторов, а дополнительный - на переходы коллектор - база тех же транзисторов в насыщенном состоянии перед моментом их выключения. Транзисторный инвертор, реализующий этот способ, состоит из задающего генератора с трансфор.матором управления на выходе мостового усилителя мощности на транзисторах, дополнительного трансформатора и дросселя насыщения. Вторичные обмотки трансформатора управления противофазно переключают транзисторы усилителя мощности. Прямоугольное напряжение с выхода усилителя мощности подается через дроссель насыщения на первичную обмотку дополнительного трансформатора, На вторичных обмотках дополнительного трансформатора, включенных противофазно, дополнительные управляющие импульсЕЯ существуют лишь в конце полупериода основного сигнала управления и поступают на переход коллектор - база насыщенного транзистора перед моментом его выключения 2. Недостатком известного способа, как и устройства, реализуюпгего его, является отсутствие возможности расширения диапазона изменения частоты выходного напряжения, так как при изменении частоты основного импульса управления длительность дополнительных управляющих импульсов изменяется. Нри повышении частоты длительность дополнительных управляющих импульсов уменьшается и транзисторы усилителя мощности не успевают выходить из режима глубокого насыщения, что снижает надежность работы инвертора, увеличивает вре.мя его переключения и динамические потери. При понижении частоты основного сигнала управления длительность дополнительных управляющих импульсов увеличится, что приводит к увеличению статических потерь в инверторе. Таким образом, в инверторе расщирение диапазона регулирования частоты выходного сигнала приведет к резкому ухудшению энергетических характеристик инвертора. Цель изобретения - расщирение диапазона регулирования частоты выходного напряжения инвертора. Поставленная цель достигается способом, при котором формируют основные и дополнительные импульсы управления и подают их соответственно на переходы эмиттер - база и коллектор - база силовых транзисторов инвертора так, чтобы запирающий фронт дополнительного импульса опережал запирающий фронт основного импульса на заданное время опережения, дополнительные импульсы управления формируют длительностью, равной указанному времени опереженения, и подают их одновременно на все транзисторы. Кроме того, в устройстве управления транзисторным инвертором, содержащем блок формирования основных импульсов и блок формирования дополнительных импульсов с выходным трансформатором, каждая вторичная обмотка которого включена через диод между коллектором и базой соответствующего силового транзистора инвертора с одинаковой, для всех транзисторов полярностью. На фиг. 1 представлена блок-схема предложенного устройства управления транзисторным инвертором; на фиг. 2 - графики напряжений на участках схемы предложенного устройства. Инвертор содержит мостовой усилитель мощности на силовых транзисторах 1-6, обратные диоды 7-12, трансформатор 13 с первичной и вторичной обмотка.ми, причем последние включены синфазно и соединены каждая через дополнительные диоды 14-19 соответственно с переходами база - коллектор силовых транзисторов, блок 20 формирования основных управляющих импульсов и блок 21 формирования дополнительных управляющих импульсов, согласующие устройства 22-27. В общем случае инвертор может быть выполнен с числом фаз большим и меньщим трех. Инвертор работает следующим образом. Основные управляющие импульсы поступают с выхода блока 20 через согласующие устройства 22-27 на переходы база - эмиттер силовых транзисторов 1-6. Система управляющих (основных и дополнительных) сигналов управления транзисторами предс., . ia на фиг. 2, где основные управляющие напряжения база - эмиттер щести силовых транзисторов обозначены соответственно ИВЕ1 - ИВЕ 6, дополнительные управляющие импульсы - ИДОП, напряжения коллектор - эмиттер щести силовых транзисторов обозначены соответственно ИСЕ1 - ИСЕ6 (по форме которых можно судить о состоянии проводимости любого из транзисторов в тот или иной момент времени t). Блок 21 вырабатывает дополнительные управляющие импульсы перед моментом выключения любого из силовых транзисторов 1-6. Дополнительные управляющие импульсы поступают на первичную об.мотку трансформатора 13. Каждый дополнительный управляющий импульс появляется на

всех вторичных обмотках трансформатора 13 одновременно и синфазно, но воздействует через дополнительные диоды 14-19 лишь на силовые транзисторы, находящиеся в состоянии насыщения, переводя их в заранее выбранный режим на границу между областью насыщения и активной областью, либо в состояние слабого насыщения.

При поступлении на переход база - эмиттер силового транзистора, подвергшегося воздействию дополнительного управляющего импульса, запирающего основного импульса, транзистор переходит в область отсечки, например транзистор 4 в момент времени t, (фиг. 2). Если же запирающий основной импульс не поступает на силовой транзистор, подвергшийся воздействию дополнительного управляющего нмпульса, транзистор возвращается в состояние глубокого насыщения, например транзистор 1 в момент времени tj (фиг. 2). На силовые транзисторы, находящиеся под воздействием основных управляющих импульсов в области отсечки, дополнительные управляющие импульсы не воздействуют, так как дополнительные диоды, соединенные с этими транзисторами, заперты обратным напряжением. При регулировании частоты следования основных управляющих импульсов дополнительные управляющие импульсы поступают всегда перед моментом выключения любого из силовых транзисторов.

Таким образом предлагаемый инвертор повышает надежность работы и снижает динамические потери.

Формула изобретения

1. Способ управления транзисторным инвертором, при котором формируют основные и дополнительные импульсы управления и подают их соответственно на переходы эмиттер - база и коллектор - база силовых транзисторов инвертора так, 4Tooi). запирающий фронт дополнительного импу. са опережал запирающий фронт основного

.J импульса на заданное время опережения отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования частоты выходного напряжения инвертора, дополнительные импульсы управления формируют длительностью, равной указанному времени опережения, и подают их одновременно на все транзисторы.

2. Устройство управления транзисторным инвертором, реализующее способ по п. 1 и содержащее блок формирования основных импульсов и блок формирования дополнительных импульсов с выходным трансформатором, каждая вторичная обмотка которого включена через диод между коллектором и базой соответствующего силового транзистора инвертора, отличающееся тем, что полярность включения всех указанных вторичных обмоток одинакова.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 584418, кл. Н 02 М 7/537, 1977.

0 2. Проблемы преобразовательной техники. Киев, Институт электродинамики АН Украинской ССР; 1979, ч. 1, с. 97, рис. 3, 4.