RU1777223C - Транзисторный инвертор - Google Patents

Abstract

Использование: преобразование посто нного напр жени  в переменное в системах вторичного электропитани  и автоматики. Сущность изобретени : преобразователь выполнен по двухтактной схеме на двух МДП-транзисторах 2 и 3 с индуцированным каналом, имеющих кроме выводов стока, истока и затвора вывод от подложки. Выходной трансформатор 1 включен по схеме с отводом от средней точки первичной обмотки и имеет дополнительную обмотку, подключенную крайними выводами к выводам подложки МДП-тран- зисторов через резисторы 4 и 5. При отпирании МДП-транзисторов 2 и 3 внешним сигналом управлени  наводимое в дополнительной обмотке выходного трансформатора 1 напр жение через подложку отпирает дополнительную бипол рную структуру, вход щую в МДП-транзисторы 2 и 3, снижа  падение напр жени  на них в открытом состо нии . 1 ил.

Description

VI VI VI

ГО

ю

00

Изобретение относитс  к преобразовательным устройствам и предназначено дл  использовани  в качестве источника вторичного электропитани  (с емкостным накопителем дл  импульсной нагрузки).

Широко известны преобразователи напр жени ,  вл ющиес  зар дными устройствами с различными токоформирующими элементами, Входным напр жением в них  вл етс  посто нное напр жение, преоб- разуемое инвертором в переменное. Затем это переменное напр жение выпр мл етс  и зар жает емкостной накопитель. Между инвертором и выпр мителем могут быть включены согласующие элементы или меж- ду ними используетс  непосредственна  св зь. Емкостной накопитель может быть непосредственно подключен к выходу выпр мител  или через согласующий элемент. Основным недостатком аналогов следует считать относительно небольшой КПД.

В качестве прототипа выбран преобразователь , посто нного напр жени , содержащий трансформатор, выводы вторичной обмотки которого подключены к соответ- ствующим выходным клеммам, и два МДП-транзистора с индуцированным п-ка- налом, к затворам i которых подключены соответствующие клеммы управлени , а их истоки и подложки подключены к минусовой клемме входного напр жени , плюсова  клемма которого подключена к выводу от средней точки первичной обмотки трансформатора , первый крайний вывод которой подключен к стоку первого МДП-транэисто- ра, а второй.крайний вывод- к стоку второго МДП-транзистора. Относительно большие (статические) потери энергии на МДП-тран- зисторах привод т к снижению КПД преобразовател , что и  вл етс  основным недостатком прототипа.

Целью изобретени   вл етс  повышение КПД преобразовател .

Указанна  цель достигаетс  в транзисторном инверторе содержащем два МДП- транзистора с индуцированным каналом, каждый из которых стоком подключен к соответствующему крайнему выводу первичной обмотки выходного трансформатора, отвод от средней точки которой соединен с первым входным выводом инвертора, затвором - к соответствующему управл ющему выводу инвертора, а истоком - к второму входному выводу инвертора за счет введени  дополнительной обмотки выходного транс- форматора, подключенной каждым крайним выводом через введенный резистор к выводу подложки соответствующего МДП-транзистора , а отводом от средней точки - к второму входному выводу инвертора.

За счет образовани  сигнала управлени  не только на затворах МДП-транзисто- ров, но и на их подложках, реализуетс  параллельное включение самого МДП-транзистора с n-каналом и бипол рного п - р - п транзистора, коллектором которого  вл етс  сток, эмиттером - исток, а базой - подложка, вход щего в структуру МДП- транзистора. Малое остаточное напр жение бипол рного транзистора уменьшает статические потери инвертора, за счет чего и повышаетс  КПД.

На чертеже представлена принципиальна  схема транзисторного инвертора.

Инвертор содержит трансформатор 1, два МДП-транзистора с индуцированным п- каналом 2 и 3, два резистора 4 и 5. Трансформатор 1 имеет три обмотки: первичную, вторичную и дополнительную. Выводы вторичной обмотки подключены к соответствующим выходным клеммам. Первый крайний вывод первичной обмотки трансформатора 1 подключен к стоку МДП-транзистора 2, а второй крайний вывод - к стоку МДП-транзистора 3. Вывод от средней точки первичной обмотки трансформатора 1 подключен к плюсовой клемме входного напр жени , минусовал клемма которого подключена к средней точке дополнительной обмотки трансформатора 1 и истокам МДП-транзи- сторов 2 и 3. Подложка МДП-транзистора 2 подключена к первому выводу резистора 4, второй вывод которого подключен ко второму крайнему выводу дополнительной обмотки трансформатора 1, первый крайний вывод которой подключен к первому выводу резистора 5, второй вывод которого подключен к подложке МДП-транзистора 3,

На выводы (клеммы) управлени  необходимо подавать управл ющие сигналы (как в прототипе). Вид, длительность и пол рность управл ющих сигналов можно измен ть в зависимости от конкретных технических требований. Резисторы 4 и 5  вл ютс  токоограничивающими элементами .

Транзистор работает следующим образом .

При поступлении положительного управл ющего напр жени  Uynpi на затвор МДП-транзистора 2 он открываетс  и через первую (левую) секцию первичной обмотки трансформатора 1 протекает ток. В этом режиме на затворе МДП-транзистора 3 присутствует отрицательное (нулевое) напр жение управлени  Uynp2 и он закрыт. При изменении пол рности напр жений Uynpi и Uynp2 состо ни  МДП-транзисторов 2 и 3 измен ютс  на противоположные, и ток уже будет протекать во второй (правой) секции

первичной обмотки трансформатора 1. В результате формируетс  переменное напр жение на вторичной обмотке трансформатора 1, которое с помощью выпр мител  (на чертеже не показан) может быть преобразовано в посто нное выходное напр жение .

Основное отличие за вл емого устройства заключаетс  в одновременном переключении не только МДП-структуры в силовом МДП-транзисторе (2 и 3), но и бипол рной п - р - n-структуры, вход щей в состав МДП-транзистора. Каждый из МДП- транзисторов содержит п - р - п-структуру, коллектором которой  вл етс  сток, эмиттером - исток, а базой - подложка. Сигналы управлени  дл  п - р - n-транзисторов поступают на их базы (подложки) с дополнительной обмотки трансформатора 1,

Так, при поступлении положительного Uynpi и отрицательного (нулевого) Uynp2 МДП-транзистор 2 открываетс , а МДП- транзистор 3 закрываетс . При этом со второго крайнего вывода дополнительной обмотки трансформатора 1 через резистор 4 на подложку МДП-транзистора 2 поступает положительный сигнал, открывающий бипол рную структуру этого МДП-транзистора . С первого крайнего вывода дополнительной обмотки трансформатора 1 (через резистор 5) на подложку МДП-транзистора 3 поступает отрицательное напр жение, запирающее п - р - n-структуру и форсирующее запирание МДП-структуры МДП- транзистора 3. При изменении пол рности Uynpi и Uynp2 состо ни  МДП-транзисторов 2 и 3 измен ютс  на противоположные не только за счет управлени  по затворам МДП-транзисторов, но и за счет поступлени  соответствующих сигналов с дополнительной обмотки трансформатора 1 на их подложки.

Основным недостатком мощного МДП- транзистора  вл етс  более высокое остаточное напр жение в открытом состо нии (по сравнению с бипол рным транзистором ), что приводит к повышенным потер м в статическом режиме дл  МДП-преобразо- вателей. В за вл емом устройстве в статическом отрытом состо нии именно бипол рна  п - р - n-структура будет шунтировать МДП-структуру, в результате чего и снижаютс  потери энергии. Надежное запирание как бипол рной, так и МДП-структуры

в МДП-транзисторе, наход щемс  в закрытом состо нии, также снижает потери энергии (имеет место более глубока  отсечка). Таким образом, за счет снижени  потерь энергии в статических режимах повышаетс  КПД устройства.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Транзисторный инвертор, содержащий два МДП-транзистора с индуцированным

   каналом, каждый из которых стоком подключен к соответствующему крайнему выводу первичной обмотки выходного трансформатора, отвод от средней точки которой соединен с первым входным выводом

   инвертора, затвором - к соответствующему управл ющему выводу инвертора, а истоком - к второму входному выводу инвертора , отличающийс  тем, что, с целью повышени  КПД, введена дополнительна 

   обмотка выходного трансформатора, подключенна  каждым крайним выводом через введенный резистор к выводу подложки соответствующего МДП-транзистора, а отводом от средней точки - к второму входному

   выводу инвертора.