Инвертор Советский патент 1982 года по МПК H02M7/537 

Инвертор относится к преобразовательной технике, а именно ко вторич- нымисточникам питания.

Известен преобразователь напряжения, содержащий подключенный к выходным выводам усилитель мощности на транзисторах, включенных по полумостовой схеме и управляемых с помощью трансформаторов тока, связанных с коллекторами управляющих транзисторов, базовыми цепями соединенных с выходами управлякядего узла, входами соединенного с выходными выгодами, к которым подключен выход сглаживающего фильтра, входом соединенного с выходом выпрямителя, вход которого соединен со вторичной обкюткой выходного трансформатора усилителя мощности,, узел блокировки при включении-выключении, входом соединенный со вспомогательным источником питания, а выходом - с базой блокирующего транзистора, эмиттер которого, соединен с эмиттерами, а коллектор через диоды.- с коллекторами управляющих транзисторов 13.

Недостатком устройства является отсутствие -цепей, ограничивающих коллекторные токи силовых транзисторов

при аварийном пропадании напряжения дополнительного источника питания.

Наиболее близок к предлагаемому инвертор, по меньшей мере содержащий два силовых транзистора, в управляющую цепь каждого из которых включён трансформатор тока с управляющей обмоткой , подключенной к дополнительному источнику питания через управ10ляющий транзистор и ограничительный резистор, блок управления, соединенный с базами управляющих транзисторов, датчик тока йерегрузки, вход которого включен в коллекторные це15пи силовых транзисторов, а выход соединен с вхрдом узла защиты от перегрузок, выходом соединенный с базой блокирующего транзистора, эмиттер которого объединен с эмиттерами

20 управляющих транзисторов, а коллектор через разделительные диоды соединен с коллекто)ами управляющих транзисторов 21.

Недостаток известного устройства

25 заключается в том, что при пропадании напряжения дополнительного источника питания из-за отказа последнего в процессе работы устройства .прекращается воздействие управляющего узла на работу силовых транзис30торов через управляющие обмотки тран форматоров тока. При этом каисдый силовой транэистор за счет положительной обратной связи, создаваемой коллекторной и базовой обмотками трансформатора тока, начинает работать в автоколебательном режиме, определя емом временами перемагничивания по частному циклу сердечников трансформаторов, что приводит к возможности одностороннего насыщения выходного. |Трс1Нсформатора, что также, в свою очередь, вызывает выход и.з строя силовых транзисторов. Цель изобретения - повышение надежности путем уменьшения времени восставноления за счет исключения вы хода из строя силовых транзисторов инвертора при аварийном пропадании напряжения дополнительного источник . Указанная цель достигается тем, что в инверторе, содержащем по мень шей мере, два силовых транзистора, в управляющую цепь каждого из которы включен трансформатор тока с управл ющей обмоткой, подключенной к допол нительному источнику питания через управляющий транзистор и ограничител ный резистор, блок управления, соеди ненный с базами управляющих транзисторов, датчик, тока перегрузки, вход которого включен в коллекторные цеп силовых транзисторов, а выход соединен с входом узла защиты от перегру зок, выходом соединенного с базой блокирующего транзистора, эмиттер которого объединен с эмиттером управ ляющих транзисторов, а колл€;ктор через разделительные диоды собэдинен с коллекторами управляющих транзисторов, введен дополнительный транзистор, коллектор которого подключен к базе блокирующего танзистора, база через резистор соединена с одним из выводов дополнительного источника питания, а эмиттер - с выходом датчика тока перегрузки. На чертеже представлена принципиальная электрическая схема инвертора, полумостовой вариант для случая включения нагрузки через трансформатор, выпрямитель и фильтр. Инвертор содержит усилитель 1 мощ ности с силовыми трансформаторами 2 и 3, управляемыми с помощью трансформаторов 4 и 5 тока. Управлякидие обмотки б и 7 трансформаторов 4 и 5 тока соответственно подключены через ограничительные резисторы 8 и 9 и управляющие транзисторы 10 и11 к дополнительному источнику 12 питания. Базы управляквдих транзисторов 10 и 11 подключены к выходам А и Б блока 13 управления. Инвертор включает в себя датчик то ка перегрузки в виде трансформаторов 14 и 15 тока, первичные обмотки которых включены в коллекторные цепи транзисторов 2 и 3 соответственно, вторичные обмотки шунтированы балластными резисторами 16 и 17 и через диоды 18 и 19 подключены к входу узла 20 защиты и эмиттеру дополнительного транзистора 21, база которого через резистор 22 соединена с одним из выводов источника 12 питания. Выход узла защиты соединен с коллектором дополнительного транзистора 21, а также с базой блокирующего транзистора 23, подключенного параллельно транзисторам 10 и 11 с .помощью диодов 24 и 25. Эмиттеры транзисторов 10 и 11 через диоды 26 и 27 соединены с одним из выводов каждой из управляющих обмоток б и 7 трансформаторов 4 и 5. Вторичные обмотки трансформаторов 14 и 15 подключены также к базам транзисторов 10 и 11 через диоды 28 и 29 и резисторы 30 и 31. На выходе инвертора может быть включен трансформатор 32, выпрямитель 33 и фильтр 34. Предлагаемый инвертор работает следующим образом. Пусть сигналами с выходом А и Б блока 13 управления управляющий транзистор 10 закрыт, а транзистор 11 открыт. При этом силовой транзистор 2 открыт, а транзистор 3 закрыт. Коллекторный ток транзистора 2 протекает по первичной обмотке трансформатора 14, и на резисторе 16, включенном в его вторичную обмотку, возникает напряжение, через диод 28 и резистор 30 воздействующее на базу управляющего транзистора 11. В результате транзистор 11 остается открытым, а- силовой транзистор 3 - закрытым независимо от уровня сигнала на выходе Б блока 19 управления до тех пор, пока протекает ток в цепи силового транзистора 2. Отпирание, управляющего транзистора 10 создает цепь шунтирования управляющей обмотки 6 трансформатора 4 тока через диод 26 и переход коллектор-эмиттер транзистора 10. В результате базбвая цепь транзистора 2 обесточивается и он запирается. После этого создается возможность отпирания силового транзистора 3 и начинается обратное перемагничивание сердечника трансформатора 4. Аналогично работает второе плечо инвертора. При перегрузке на выходе инвертора в первичной обмотке трансформатора 14 или 15 тока протекает ток перегрузки, обусловливающий появление на резисторе 16 или 17 напряжения, превышающего заданный уровень. Это напряжение через диод 18 или 19 поступает на вход узла 20 защиты, который срабатывает и открывает блокирующий транзистор 23, создающий через диоды 24, 25 и 26, 27 цепи шунтирования управляющих обмоток 6 и 7 трансформаторов 4 и 5. в результа те происходит запирание открытого силового транзистора. Поскольку выключение силового транзистора связано с шунтированием управляющих обмоток трансформаторов 4 и 5 тока, оно обеспечивается также и при отсутствии напряжения от дополнительного источника 12 на кол лекторных цепях управляющих транзисторов 10 и 11, Предположим, что управляквдий тран зистор 10 закрыт, а транзистор 11 открыт, силовой.транзистор 2 открыт а транзистор 3 закрыт, и в это время произошел отказ дополнительного источника 12, в результате чего пропало питающее напрянсение на управляющих транзисторах 10 и11, узле 20 защиты и блоке 13 управления. При этом открывается закрытый в нормальном режиме дополнительный транзис тор 21, который оказывается включенны14 по схеме с общей базой за счет связи его базового резистора 22 чере цепи нагрузки источника 12 с его минусовым выводом.Ток вторичной обмотки трансформатора 14 через переход эмиттер-коллектор транзистора 2 отпирает транзистор 23, который через диоды 25 и 26 шунтирует обмотку 6 трансформатора 4, что вызывает спад тока силового транзистора 2 и уменьшение напряжения на резисторе 16. Транзисторы 21 и 23 запирают ся и ток транзистора 2 снова нарастает до следующего отпирания транзисторов 21 и 23. Может иметь место несколько таких циклов до насыщения трансформатора 4. После этого транзистор 2 запирается, прекращается ток Через диод 28 и резистор 30 в базу транзистора 11, который запира ется, обусловливая отпирание силово го транзистора 3. Коллекторный ток последнего трансформируется во вторичную обмотку трансформатора 15 и создает на резистрре 17 напряжение, достаточное для отпирания транзистора 21, коллекторный ток которого отпирает транзистор 23, шунтирующий через диоды 24 и 27 обмотку 7 транс форматора 5. При этом коллекторный . ток транзистора 3 несколько спадает, напряжение на резисторе 17 умен шается, транзисторы 21 и 23 запираются и ток транзистора 3 снова нара тает до последующего отпирания тран зисторов 21 и 23. Процесс продолжается до насыщения трансформатора 5, после чего цикл повторяется. Диодно-резистивные цепи 28, 30 и 29, 31 обеспечивают поочередную работу силовых транзисторов 2 и 3, исключаявозможность их одновременного открывания и выхода из строя из-за возникновения сквозного тока. Коллекторные токи транзисторов 2 и 3 ограничиваются на низком уровне, а частота их переключения уменьшается по сравнению с рабочей, в таком режиме инвертор может находиться. длительно е врегдя, причем мощность рассеиваемая на силовых транзисторах, будет меньше, чем в нормальном установившемся . Таким образом, изобретение позволяет повысить надежность инвертора, силовые переключающие транзисторы которого управляются от индивидуальных трансформаторов тока, путем уменьшения времени его восставноления исключением выхода из строя силовых транзисторов при аварийном пропадании напряжения дополнительного источника питания. Формула изобретения Инвертор, содержаидий, по меньшей мере, два силовых транзистора, в управляющую цепь каждого из которых включен трансформатор тока с управляющей обмоткой, подключенной к дополнительному источнику питания через управляющий транзистор и ограни- чительный резистор, блок управления, соединенный с базами управляющих транзисторов, датчик тока перегрузки,вход которого включен к коллекторные цепи силовых транзисторов, а выход соединен с входом узла защиты от перегрузок, выходом соединенного с базой блокирующего транзистора, эмиттер которого объединен с эмиттерами управляющих транзисторов, а коллектор через разделительные диоды соединен с коллекторами управляющих транзисторов, отлич ающийс я тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен допрлнительным транзистором, коллектор которого подключен к базе блокирующего транзситора, база через резистор соединена с одним из выводов дополнительного источника питания, а эмиттер с выходом датчика тока перегрузки. источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 595836, кл. Н 02 М 3/335, 1975. 2. Авторское свидетельство СССР № 817945, кл. Н 02.М 7/537, 1979.

«970611