Транзисторный инвертор Советский патент 1982 года по МПК H02M7/537 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питания.

Известны транзисторные инверторы которые для уменьшения мгновенной мощности, выделякацёйся при выключении силовых транзисторов и для обеспечения, тем самым, надежной работы транзисторов, снабжены защитными RS- и RCD-цепями. Дополнитель-: ную RS- и {или)КСО-цепь подключают в таких преобразователях к выводам коллектор - эмиттер каждого силового уранэистора.- В эту цепь ответвляется ток нагрузки в течение времени выключения силового транзистора, при этом снижается мгновенная мощность г рассеиваемая транзистором при выключении, и уменьшается вероятность вторичного пробоя транзистора tlJНедостатком данного преобразователя является относительно большая мощность, рассеивающаяся на резисторах защитных цепей при помощи наг)узки более нескольких киловатт.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является инвертор, содержащий транзисторы, формирователь импульсов управления, подключенный к базам транзисторов, дополнительные источники питания и защитные цепи, состоящие из резистора и двух диодов, одан из которых под,; ключей параллельно резистору, а

второй диод - встречно последовате льно с первым диодом С21.

Целью изобретения является повы д шение надежности преобразойателя.

Поставленная цель достигается тем,что в инверторе точка соединения коллекторов верхних транзисторов стойки соединена с положительным |Э зажимом первого дополнительного источника питания, отрицательный зажим которого подключен к точке соединения защитны с цепей упомянутых транзисторов, а точка соединения

20 эмиттеров нижних транзисторов стойки и точка соединения защитных цепей соединены соответственно с отрицательным и положительным зажимом второго до полнительного источника.

Кроме того, транзисторный инвертор снабжен двумя пороговыми устррйствами, выходы которых через cxe му ИЛИ подсоединены к блокируквдему 30 .входу формирователя импульсов управЛенин, а входы - к соответствующему дополнительному источнику. На фиг. 1 приведена схема, поясняющая работу ycTpottcTBaj.на фиг.2 схема управления устройством на примере схемы трехфазного инвертора, где VI, V2, V3, V4, V5, V6 сигналы управления транзисторами 1 - б, а V13, V14 - напряжения допол нит(гльных источников 13 и 14 питания; на фиг. 3 - эпюры характерных на;1ряжений и токов при работе трехфазного инвертора для продолжительности открытого состояниятранэисторов Я 120f на фиг. ЗО приведена диаграмма работы полупроводнике вых элементов силовой.цепи транзисторного инвертора; на фиг. 3S - эпюры напряжения фазыА(и А .) и ее тока 1.1 л); на фиг. Зб,г - эпюры токов др полнит€;льных источников питания 1 и ,:гдв , , V,, , 1,, 1,, токи, протекаюсцие через диоды 15 соответственно. Схема транзисторного инвертора (.фиг. I) содержит силовые транзисто 1 - 6, обратные диоды 7-12, первы и второй дополнительные источники 1 и 14 питания, соединенные через защитные цепи, состоящие из резисторо 15 - 20, первых-.диодов 21 - 26 и встречно-последовательных диодов 27 32 соответственно с положитель,ным или отрицательным зажимом источника питания. Транзисторный инвертор имеет так же устройство управления, состоящее двух пороговых устройств 33 и 34, схемы ИЛИ 35 и формирователя 36, вы рабатывающего ,импульсы управления транзисторами 1 - 6. Работа схемы происходит следующи образом. За исходное состояние примем момент времени t , когда открыты тран зисторы 1 и 4 (фиг. 2, 3d,e, г) , при этом токи дополнительных источников питания протекают по-цепям: положительный зажим дополнительного источника 13 питания - транзистор 1 резистор 15 - диод 27 - отрицательный зажим дополнительного истсЭчника 14 питания - диод 31 - резистор 19 транзистор 4 - отрицательный зажим дополнительного источника 14 питания., В момент времени ц 7гг/6 к пер ход база - эмиттер транзистора 4 прикладывается запирающее напряжени Транзистор 4 закрывается, при этом ток нагрузки, ответвляясь в цепь 19 25, 31, запирает диод 31. Как следс вие, мгновенная мощность, выделяющаяся в транзисторе 4, на этапе выключения .не достигает больших значений, что защищает транзистор 4 от возможности вторичного пробоя. В этот же момент времени включается транзистор 6 (фиг. 37-) , подготавливая к работе защитную цепь 20 31, 32. Включение и выключение тран зисторов 2, 4 и 6 происходит в моленты времени t , t, t (фиг.З-tf) и защитные цепи 20, 26 и 32; 18, 24 и 30; 31, 19 и 25 подключаются поочередно к дополнительному источнику 14 питания, обеспечивая снижение мгновенной мощности на этапе выключения в транзисторах 6, 2 и 4 соответственно. Аналогично, со сдвигом Т/6 в моменты времени 1, t, tg к дополнительному источнику 13 подключаются защитные цепи 16, 22 и 28; i7, 23 и 29; 15, 21 и 27, обеспечивая снижение мгновенной мощности на этапе выключения в транзисторах 3, 5 и 1 соответственно. В случае неисправностей в одном из дополнительных источников 13, 14 питания или пропадании напряжения на них, срабатывают пороговые устройства 33 или (и) 34, блокируя через схему ИЛИ 35 подачу импульсов отпирания транзисторов 1-6. Включение двух дополнительных источников питания для обеспечения работы двух групп защитных цепей вместо одного дополнительного источника питания на каждый силовой транзистор позволяет увеличить надежность ра-боты транзисторного инвертора, а также улучшить его массогабаритные показатели. : В общем случае число фаз инвертора может быть больше и меньше трех, транзисторы могут быть составными, может быть применено управление с другими возможными длительностями открытого состояния транзисторов Д. . Формула изобретения 1. Транзисторный инвертор, содержащий транзисторы, формирователь импульсов управления, подключенный к базам транзисторов, дополнительные источники питания и защитные цепи, состоящие из резистора и двух диодов, один из которых подключен параллельно-реэистору, а другой последовательно с ним и встречно с первым диодом, отли чающий ся тем, что, с целью повьаиения надежности работы транзисторного инвертора, точка соединения коллекторов верхних транзис.торов стойки соединена с положительным зажимом первого дополнительного источника питания, отрицательный зажим которого подсоединен к точке соединения -защитных цепей указанных транзисторов, а точка соединения эмиттеров нижних транзисторов стойки и точка соединения защитных цег;ей подключена соответственно к отрицательному и положительному зажимам второго дополнительного источника пи тания. 2. Инвертор по п.1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что он снабжен двумя пороговыми устройствами, выходы ко.торых подсоединены через схему ИЛИ к блокирующему входу формирователя импульсов управления, а входы - к соответствующему дополнительному источнику. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент ФРГ № 2724741, кп. Н 02 М 7/122, 1978. 2.Охотникова В.А. и Фомичева В.В, Методы снижения мощности, рессеиваемой в высоковольтных транзисторах преобразователей напряжения промдп ленных сетей. - Сборник под ред. ю.И. Конева.Электронная техника в автоматике. Советское радио. 1980, вып. 11, с. 100-105, рис. 1.

36

Ut3

Фие.

фуг. 5