RU217513U1 - Bridge inverter with external excitation - Google Patents

Bridge inverter with external excitation Download PDF

Info

Publication number
RU217513U1
RU217513U1 RU2022134148U RU2022134148U RU217513U1 RU 217513 U1 RU217513 U1 RU 217513U1 RU 2022134148 U RU2022134148 U RU 2022134148U RU 2022134148 U RU2022134148 U RU 2022134148U RU 217513 U1 RU217513 U1 RU 217513U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
bipolar transistor
power
arm
power bipolar
base
Prior art date
Application number
RU2022134148U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Иванович Нефедьев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ)
Application granted granted Critical
Publication of RU217513U1 publication Critical patent/RU217513U1/en

Links

Images

Abstract

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована в мощных импульсных преобразователях напряжения для питания различных радиотехнических устройств. Мостовой инвертор с внешним возбуждением дополнительно содержит два биполярных транзистора в нижних плечах, включенных последовательно в цепь протекания базового тока от обмотки входного трансформатора, и зашунтированные диодами в обратном направлении для создания запирающего напряжения на база-эмиттерном переходе силового биполярного транзистора, и включаемые обратным напряжением база-эмиттерного перехода силового биполярного транзистора противоположного нижнего плеча, отличающийся от прототипа тем, что достигается включение силового биполярного транзистора в одном плече только после полного выключения силового биполярного транзистора в противоположном плече мостового инвертора с внешним возбуждением. Технический результат - увеличение надежности мостового инвертора с внешним возбуждением путем увеличения точности контроля момента запирания транзистора в противоположном плече.

Figure 00000001
The utility model relates to the field of electrical engineering and can be used in high-power pulse voltage converters for powering various radio engineering devices. The bridge inverter with external excitation additionally contains two bipolar transistors in the lower arms, connected in series to the base current flow circuit from the input transformer winding, and shunted by diodes in the opposite direction to create a blocking voltage at the base-emitter junction of the power bipolar transistor, and switched on by the base reverse voltage -emitter junction of the power bipolar transistor of the opposite lower arm, which differs from the prototype in that the power bipolar transistor is turned on in one arm only after the power bipolar transistor in the opposite arm of the bridge inverter with external excitation is completely turned off. EFFECT: increased reliability of a bridge inverter with external excitation by increasing the accuracy of controlling the moment of switching off the transistor in the opposite arm.
Figure 00000001

Description

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована в мощных импульсных преобразователях напряжения для питания различных радиотехнических устройств.The utility model relates to the field of electrical engineering and can be used in high-power pulse voltage converters for powering various radio engineering devices.

Известна мостовая схема усилителя мощности (Источники питания радиоэлектронной аппаратуры: Справочник / Г.С. Найвельт, К.Б. Мазель, Ч.И. Хусаинов и др.; Под ред. Г.С. Найвельта. - М.: Радио и связь, 1986, с.361, рис.9.10, в), содержащая четыре биполярных транзистора, зашунтированных обратными диодами, одна диагональ моста подключена к источнику напряжения, а в другую диагональ моста включен выходной трансформатор. Управление транзисторами моста осуществляется от задающего генератора через входной трансформатор, содержащий одну входную и четыре выходных обмотки. Напряжение с выходной обмотки трансформатора подается в нагрузку через выпрямитель и фильтр.A bridge circuit of a power amplifier is known (Power sources for electronic equipment: a Handbook / G.S. Naivelt, K.B. Mazel, C.I. Khusainov and others; Edited by G.S. Naivelt. - M .: Radio and communication , 1986, p. 361, fig. 9.10, c), containing four bipolar transistors shunted with reverse diodes, one diagonal of the bridge is connected to a voltage source, and an output transformer is connected to the other diagonal of the bridge. The bridge transistors are controlled from a master oscillator through an input transformer containing one input and four output windings. The voltage from the output winding of the transformer is supplied to the load through a rectifier and a filter.

Недостатком мостовой схемы усилителя мощности является наличие сквозных токов в момент переключения транзисторов из-за отсутствия контроля состояния транзисторов, что приводит к снижению надежности мостовой схемы усилителя мощности.The disadvantage of the bridge circuit of the power amplifier is the presence of through currents at the moment of switching transistors due to the lack of control over the state of the transistors, which leads to a decrease in the reliability of the bridge circuit of the power amplifier.

Известен однофазный мостовой транзисторный инвертор с обратным диодным мостом (Патент РФ №2210852, H02M 7/5387, опубл. 20.08.2003, Бюл. №23), содержащий транзисторный мост из четырех силовых транзисторов, шунтированный обратным диодным мостом и подключенный диагональю постоянного тока к источнику питания, а диагональю переменного тока через силовой согласующий трансформатор, диодный выпрямитель и сглаживающий дроссель - непосредственно к нагрузке. Последовательно с первичной обмоткой силового согласующего трансформатора включен конденсатор. Вторичная обмотка силового согласующего трансформатора подключена к входу выпрямителя.A single-phase bridge transistor inverter with a reverse diode bridge is known (RF Patent No. 2210852, H02M 7/5387, publ. 20.08.2003, Bull. No. 23), containing a transistor bridge of four power transistors, shunted by a reverse diode bridge and connected by a DC diagonal to to the power source, and with a diagonal alternating current through a power matching transformer, a diode rectifier and a smoothing choke - directly to the load. A capacitor is connected in series with the primary winding of the power matching transformer. The secondary winding of the power matching transformer is connected to the rectifier input.

Недостатком однофазного мостового транзисторного инвертора с обратным диодным мостом является необходимость формирования устройством управления пауз постоянной длительности на время переключения силовых транзисторов, что снижает их суммарное время включения в течение периода, и тем самым снижает мощность, передаваемую в нагрузку, и снижает надежность в случае снижения скорости запирания транзисторов вследствие нагрева.The disadvantage of a single-phase bridge transistor inverter with a reverse diode bridge is the need for the control device to generate pauses of constant duration for the time of switching power transistors, which reduces their total turn-on time during the period, and thereby reduces the power transmitted to the load, and reduces reliability in case of speed reduction blocking transistors due to heating.

Известен двухтактный транзисторный преобразователь постоянного напряжения (А.С. СССР №1453563, МПК H02M 7/5387, опубл. 23.01.1989, Бюл. №3), содержащий мостовой инвертор с двумя парами биполярных транзисторов, управляемые четырьмя трансформаторами тока, включенными в цепи эмиттеров биполярных транзисторов, диодный выпрямительный мост, цепи сброса энергии и две цепи первоначального запуска. В диагональ моста включается нагрузка или выходной трансформатор.Known push-pull transistor DC converter (A.S. USSR No. 1453563, IPC H02M 7/5387, publ. 01/23/1989, Bull. No. 3), containing a bridge inverter with two pairs of bipolar transistors, controlled by four current transformers included in the circuit emitters of bipolar transistors, a diode rectifier bridge, energy reset circuits and two initial start circuits. A load or an output transformer is connected to the diagonal of the bridge.

Недостатком транзисторного инвертора является зависимость длительности паузы от параметров магнитопроводов четырех трансформаторов тока, и в случае различия параметров магнитопроводов приводит к неодинаковой длительности пауз между переключениями пар транзисторов, что в свою очередь приводит к подмагничиванию магнитопровода выходного трансформатора и снижению надежности.The disadvantage of the transistor inverter is the dependence of the pause duration on the parameters of the magnetic circuits of the four current transformers, and in the case of a difference in the parameters of the magnetic circuits, it leads to an unequal duration of pauses between switching pairs of transistors, which in turn leads to magnetization of the magnetic circuit of the output transformer and a decrease in reliability.

Наиболее близким к заявляемой полезной модели является транзисторный инвертор (А.С. СССР №762113, МПК H02M 7/5387, опубл. 07.09.1980, Бюл. №27), содержащий мостовой инвертор с двумя парами ключевых биполярных транзисторов, управляемые двумя входными трансформаторами. К каждой паре противофазных ключевых транзисторов подключен вспомогательный трансформатор, обеспечивающий паузу между запиранием одного плеча преобразователя, и отпиранием другого плеча. В диагональ моста включен выходной трансформатор.The closest to the claimed utility model is a transistor inverter (A.S. USSR No. 762113, IPC H02M 7/5387, publ. 09/07/1980, Bull. No. 27), containing a bridge inverter with two pairs of key bipolar transistors controlled by two input transformers . An auxiliary transformer is connected to each pair of anti-phase key transistors, which provides a pause between the locking of one arm of the converter and the unlocking of the other arm. An output transformer is included in the diagonal of the bridge.

Недостатком транзисторного инвертора является зависимость длительности паузы от параметров магнитопроводов двух вспомогательных трансформаторов, и в случае различия параметров магнитопроводов приводит к неодинаковой длительности пауз между переключениями пар транзисторов, что в свою очередь приводит к подмагничиванию магнитопровода выходного трансформатора и снижению надежности.The disadvantage of the transistor inverter is the dependence of the pause duration on the parameters of the magnetic circuits of the two auxiliary transformers, and in the case of a difference in the parameters of the magnetic circuits, it leads to unequal duration of pauses between switching pairs of transistors, which in turn leads to magnetization of the magnetic circuit of the output transformer and a decrease in reliability.

Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в разработке мостового инвертора с внешним возбуждением, обеспечивающего автоматическую задержку открывания силовых биполярных транзисторов в одном плече только после полного запирания силовых биполярных транзисторов в другом плече.The task to be solved by the claimed utility model is to develop a bridge inverter with external excitation, which provides an automatic delay in opening the power bipolar transistors in one arm only after the power bipolar transistors in the other arm are completely turned off.

Технический результат - увеличение надежности путем увеличения точности контроля момента полного запирания силовых биполярных транзисторов в противоположных плечах мостового инвертора с внешним возбуждением.The technical result is an increase in reliability by increasing the accuracy of controlling the moment of complete blocking of power bipolar transistors in opposite arms of a bridge inverter with external excitation.

Технический результат достигается за счет того, что в мостовой инвертор с внешним возбуждением, содержащий входной трансформатор с входной и четырьмя выходными обмотками, два силовых биполярных транзистора левого верхнего плеча и правого верхнего плеча, присоединенные коллекторами к положительному выводу источника питания, два силовых биполярных транзистора левого нижнего плеча и правого нижнего плеча, присоединенные эмиттерами к отрицательному выводу источника питания, четыре резистора, включенные последовательно с выходными обмотками входного трансформатора в цепи протекания базовых токов силовых биполярных транзисторов, выходной трансформатор с выходной обмоткой, дополнительно введены первый биполярный транзистор, параллельно коллекторно-эмиттерному переходу которого включен диод в обратном направлении, и включенный в цепь протекания базового тока силового биполярного транзистора левого нижнего плеча, второй биполярный транзистор, параллельно коллекторно-эмиттерному переходу которого включен диод в обратном направлении, и включенный в цепь протекания базового тока силового биполярного транзистора правого нижнего плеча, два резистора, включенные между базой каждого вновь введенного биполярного транзистора и базой каждого силового биполярного транзистора противоположного нижнего плеча, два диода, подключенные катодами к положительному выводу источника питания, а анодами соединенные с коллекторами силовых биполярных транзисторов левого нижнего плеча и правого нижнего плеча, два диода, подключенные анодами к отрицательному выводу источника питания, а катодами соединенные с эмиттерами силовых биполярных транзисторов левого верхнего плеча и правого верхнего плеча, первая первичная обмотка выходного трансформатора, начало которой подключено к коллектору силового биполярного транзистора левого нижнего плеча, а ее конец подключен к эмиттеру силового биполярного транзистора правого верхнего плеча, вторая первичная обмотка выходного трансформатора, начало которой подключено к эмиттеру левого верхнего плеча, а ее конец подключен к коллектору силового биполярного транзистора правого нижнего плеча мостового инвертора с внешним возбуждением.The technical result is achieved due to the fact that in a bridge inverter with external excitation, containing an input transformer with an input and four output windings, two power bipolar transistors of the left upper arm and the upper right arm connected by collectors to the positive output of the power source, two power bipolar transistors of the left the lower arm and the lower right arm connected by emitters to the negative output of the power source, four resistors connected in series with the output windings of the input transformer in the base current circuit of the power bipolar transistors, the output transformer with the output winding, the first bipolar transistor is additionally introduced, parallel to the collector-emitter junction of which the diode is connected in the opposite direction, and included in the circuit of the base current flow of the power bipolar transistor of the lower left arm, the second bipolar transistor, parallel to the collector-emitter junction of which the diode is connected in the opposite direction, and included in the circuit of the base current flow of the power bipolar transistor of the lower right arm, two resistors connected between the base of each newly introduced bipolar transistor and the base of each power bipolar transistor of the opposite lower arm, two diodes connected by cathodes to the positive output of the power source, and by anodes connected to the collectors of power bipolar transistors of the lower left arm and lower right arm, two diodes connected by anodes to the negative terminal of the power source, and cathodes connected to the emitters of power bipolar transistors of the upper left arm and upper right arm, the first primary winding of the output transformer, the beginning of which is connected to the collector of the power bipolar transistor of the lower left arm, and its end is connected to emitter of the power bipolar transistor of the upper right arm, the second primary winding of the output transformer, the beginning of which is connected to the emitter of the upper left arm, and its end is connected to the collector of the power bipolar transistor of the lower right arm of the bridge inverter with external excitation.

Сущность предлагаемого технического решения заключается в том, что мостовой инвертор с внешним возбуждением дополнительно содержит два биполярных транзистора в нижних плечах, включенных последовательно в цепь протекания базового тока от обмотки входного трансформатора, и зашунтированные диодами в обратном направлении для создания запирающего напряжения на база-эмиттерном переходе силового биполярного транзистора, и включаемые обратным напряжением база-эмиттерного перехода силового биполярного транзистора противоположного нижнего плеча, чем, в отличие от прототипа, достигается включение силового биполярного транзистора в одном плече только после полного выключения силового биполярного транзистора в противоположном плече мостового инвертора с внешним возбуждением.The essence of the proposed technical solution lies in the fact that the bridge inverter with external excitation additionally contains two bipolar transistors in the lower arms, connected in series to the base current flow circuit from the input transformer winding, and shunted by diodes in the opposite direction to create a blocking voltage at the base-emitter junction power bipolar transistor, and switched on by the reverse voltage of the base-emitter junction of the power bipolar transistor of the opposite lower arm, which, unlike the prototype, enables the power bipolar transistor to be switched on in one arm only after the power bipolar transistor is completely turned off in the opposite arm of the bridge inverter with external excitation.

На фиг.1 изображена схема мостового инвертора с внешним возбуждением. Figure 1 shows a diagram of a bridge inverter with external excitation.

На фиг.2 приведена временная диаграмма напряжения на выходе задающего генератора. Figure 2 shows the timing diagram of the voltage at the output of the master oscillator.

На фиг.3 приведена временная диаграмма напряжения на переходе база-эмиттер силового биполярного транзистора правого нижнего плеча. Figure 3 shows the timing diagram of the voltage at the base-emitter junction of the power bipolar transistor of the lower right shoulder.

На фиг.4 приведена временная диаграмма напряжения на переходе база-эмиттер силового биполярного транзистора правого верхнего плеча. Figure 4 shows the timing diagram of the voltage at the base-emitter junction of the power bipolar transistor of the upper right shoulder.

На фиг.5 приведена временная диаграмма напряжения на переходе база-эмиттер силового биполярного транзистора левого нижнего плеча. Figure 5 shows the timing diagram of the voltage at the base-emitter junction of the power bipolar transistor of the lower left shoulder.

На фиг.6 приведена временная диаграмма напряжения на переходе база-эмиттер силового биполярного транзистора 16 левого верхнего плеча. Figure 6 shows the timing diagram of the voltage at the base-emitter junction of the power bipolar transistor 16 of the upper left shoulder.

На фиг.7 приведена временная диаграмма выходного напряжения мостового инвертора с внешним возбуждением.Figure 7 shows the timing diagram of the output voltage of the bridge inverter with external excitation.

Мостовой инвертор с внешним возбуждением (фиг.1) содержит задающий генератор 1, к выходу которого подключена первичная обмотка 2 входного трансформатора 3. Начало выходной обмотки 4 входного трансформатора 3 подключено к базе силового биполярного транзистора 5 левого нижнего плеча, а ее конец подключен через резистор 6 и коллекторно-эмиттерный переход биполярного транзистора 7 к эмиттеру силового биполярного транзистора 5 левого нижнего плеча и отрицательному выводу -U источника питания. Параллельно коллекторно-эмиттерному переходу биполярного транзистора 7 подключен диод 8, подсоединенный анодом к коллектору биполярного транзистора 7, а катодом - к его эмиттеру. Вывод базы биполярного транзистора 7 подключен через резистор 9 к выводу базы силового биполярного транзистора 10 правого нижнего плеча. Начало выходной обмотки 11 входного трансформатора 3 подключено через резистор 12 и коллекторно-эмиттерный переход биполярного транзистора 13 к эмиттеру силового биполярного транзистора 10 правого нижнего плеча и отрицательному выводу -U источника питания, а ее конец подключен к базе силового биполярного транзистора 10 правого нижнего плеча. Параллельно коллекторно-эмиттерному переходу биполярного транзистора 13 подключен диод 14, подсоединенный анодом к коллектору биполярного транзистора 13, а катодом - к его эмиттеру. Вывод базы биполярного транзистора 13 подключен через резистор 15 к выводу базы силового биполярного транзистора 5 левого нижнего плеча. Коллекторы силовых биполярных транзисторов 16 и 17 соответственно верхнего левого и верхнего правого плеча соединены с положительным выводом+U источника питания, диод 18, соединенный катодом с эмиттером силового биполярного транзистора 16 левого верхнего плеча, а анодом - с отрицательным выводом -U источника питания, диод 19, соединенный катодом с эмиттером силового биполярного транзистора 17 правого верхнего плеча, а анодом - с отрицательным выводом -U источника питания, диод 20, соединенный катодом с положительным выводом+U источника питания, а анодом - с коллектором силового биполярного транзистора 5 левого нижнего плеча, диод 21, соединенный катодом с положительным выводом+U источника питания, а анодом - с коллектором силового биполярного транзистора 10 правого нижнего плеча. Начало выходной обмотки 22 входного трансформатора 3 подключено к эмиттеру силового биполярного транзистора 16 левого верхнего плеча, а ее конец через резистор 23 - к его базе. Конец выходной обмотки 24 входного трансформатора 3 подключен к эмиттеру силового биполярного транзистора 17 правого верхнего плеча, а ее начало через резистор 25 - к его базе. Начало первой первичной обмотки 26 выходного трансформатора 27 подключено к коллектору силового биполярного транзистора 5 левого нижнего плеча, а ее конец - к эмиттеру силового биполярного транзистора 17 правого верхнего плеча, начало второй первичной обмотки 28 подключено к эмиттеру силового биполярного транзистора 16 левого верхнего плеча, а ее конец - к коллектору силового биполярного транзистора 10 правого нижнего плеча. Выходной трансформатор 27 имеет выходную обмотку 29.Bridge inverter with external excitation (figure 1) contains a master oscillator 1, the output of which is connected to the primary winding 2 of the input transformer 3. The beginning of the output winding 4 of the input transformer 3 is connected to the base of the power bipolar transistor 5 of the lower left arm, and its end is connected through a resistor 6 and the collector-emitter junction of the bipolar transistor 7 to the emitter of the power bipolar transistor 5 of the left lower arm and the negative terminal -U of the power supply. Parallel to the collector-emitter junction of the bipolar transistor 7, a diode 8 is connected, connected by the anode to the collector of the bipolar transistor 7, and by the cathode to its emitter. The output of the base of the bipolar transistor 7 is connected through a resistor 9 to the output of the base of the power bipolar transistor 10 of the right lower arm. The beginning of the output winding 11 of the input transformer 3 is connected through the resistor 12 and the collector-emitter junction of the bipolar transistor 13 to the emitter of the power bipolar transistor 10 of the right lower arm and the negative terminal -U of the power source, and its end is connected to the base of the power bipolar transistor 10 of the right lower arm. Parallel to the collector-emitter junction of the bipolar transistor 13, a diode 14 is connected, connected by the anode to the collector of the bipolar transistor 13, and by the cathode to its emitter. The output of the base of the bipolar transistor 13 is connected through a resistor 15 to the output of the base of the power bipolar transistor 5 of the lower left arm. The collectors of the power bipolar transistors 16 and 17, respectively, of the upper left and upper right arms are connected to the positive terminal +U of the power supply, diode 18, connected by the cathode to the emitter of the power bipolar transistor 16 of the upper left arm, and by the anode to the negative terminal -U of the power supply, diode 19, cathode connected to the emitter of the power bipolar transistor 17 of the upper right arm, and the anode to the negative terminal -U of the power supply, diode 20, cathode connected to the positive terminal + U of the power supply, and the anode to the collector of the power bipolar transistor 5 of the lower left arm , diode 21 connected by the cathode to the positive terminal + U of the power source, and by the anode to the collector of the power bipolar transistor 10 of the lower right arm. The beginning of the output winding 22 of the input transformer 3 is connected to the emitter of the power bipolar transistor 16 of the left upper arm, and its end through the resistor 23 to its base. The end of the output winding 24 of the input transformer 3 is connected to the emitter of the power bipolar transistor 17 of the right upper arm, and its beginning through the resistor 25 is connected to its base. The beginning of the first primary winding 26 of the output transformer 27 is connected to the collector of the power bipolar transistor 5 of the left lower arm, and its end is connected to the emitter of the power bipolar transistor 17 of the right upper arm, the beginning of the second primary winding 28 is connected to the emitter of the power bipolar transistor 16 of the left upper arm, and its end - to the collector of the power bipolar transistor 10 of the right lower arm. The output transformer 27 has an output winding 29.

Мостовой инвертор с внешним возбуждением работает следующим образом. С выхода задающего генератора 1 переменное напряжение U1, имеющее форму меандра, подается на первичную обмотку 2 входного трансформатора 3 (фиг.2). На выходных обмотках 4, 11, 22, 24 входного трансформатора 3 появляется переменное напряжение. В момент времени t1 (фиг.2) на нижнем выводе обмотки 4 появляется положительный потенциал, а отрицательный потенциал с верхнего вывода обмотки 4 прикладывается к коллектору биполярного транзистора 7. Биполярный транзистор 7 управляется потенциалом базы силового биполярного транзистора 10 правого нижнего плеча через резистор 9. В момент времени t1 начинается процесс запирания силового биполярного транзистора 10 правого нижнего плеча, при этом напряжение между выводами базы и эмиттера (фиг.3, интервал времени t1 - t2) начинает уменьшаться со скоростью изменения его тока коллектора. При полном запирании силового биполярного транзистора 10 правого нижнего плеча напряжение на его коллекторе возрастает, при этом ток коллектора силового биполярного транзистора 10 правого нижнего плеча становится равным нулю и напряжение между его выводами базы и эмиттера становится отрицательным относительно вывода эмиттера (фиг.3, интервал времени t2 - t4), и это напряжение через резистор 9 отпирает биполярный транзистор 7, при этом начинает протекать ток в базу силового биполярного транзистора 5 левого нижнего плеча по цепи: начало обмотки 4 - база-эмиттерный переход силового биполярного транзистора 5 - эмиттерно-коллекторный переход биполярного транзистора 7 - резистор 6 - конец обмотки 4 входного трансформатора 3. Одновременно в момент времени t1 начинает протекать ток по цепи: начало обмотки 24 - резистор 24 - база-эмиттерный переход силового биполярного транзистора 17 - конец обмотки 24. Напряжение на переходе база-эмиттер силового биполярного транзистора 17 правого верхнего плеча показано на фиг.4. Ток от положительного вывода+U источника питания протекает через коллекторно-эмиттерный переход силового биполярного транзистора 17 правого верхнего плеча - обмотка 26 - коллекторно-эмиттерный переход силового биполярного транзистора 5 левого нижнего плеча - отрицательный вывод -U источника питания.Bridge inverter with external excitation works as follows. From the output of the master oscillator 1 alternating voltage U 1 having the shape of a meander is supplied to the primary winding 2 of the input transformer 3 (figure 2). An alternating voltage appears on the output windings 4, 11, 22, 24 of the input transformer 3. At time t 1 (figure 2) on the lower output of the winding 4, a positive potential appears, and the negative potential from the upper output of the winding 4 is applied to the collector of the bipolar transistor 7. The bipolar transistor 7 is controlled by the base potential of the power bipolar transistor 10 of the lower right arm through the resistor 9 At time t 1, the process of turning off the power bipolar transistor 10 of the right lower arm begins, while the voltage between the base and emitter terminals (Fig.3, time interval t 1 - t 2 ) begins to decrease with the rate of change of its collector current. When the power bipolar transistor 10 of the lower right arm is completely turned off, the voltage on its collector increases, while the collector current of the power bipolar transistor 10 of the lower right arm becomes zero and the voltage between its base and emitter terminals becomes negative relative to the emitter terminal (Fig.3, time interval t 2 - t 4 ), and this voltage through the resistor 9 unlocks the bipolar transistor 7, while current begins to flow into the base of the power bipolar transistor 5 of the left lower arm through the circuit: the beginning of the winding 4 - the base-emitter junction of the power bipolar transistor 5 - emitter- collector junction of bipolar transistor 7 - resistor 6 - end of winding 4 of input transformer 3. At the same time, at time t 1 , current begins to flow through the circuit: beginning of winding 24 - resistor 24 - base-emitter junction of power bipolar transistor 17 - end of winding 24. Voltage at the base-emitter transition of the power bipolar transistor 17 of the right upper arm is shown in Fig.4. The current from the positive terminal+U of the power supply flows through the collector-emitter junction of the power bipolar transistor 17 of the upper right arm - winding 26 - the collector-emitter junction of the power bipolar transistor 5 of the lower left arm - the negative terminal -U of the power supply.

В момент времени t3 (фиг.2) на нижнем выводе обмотки 11 появляется положительный потенциал, а отрицательный потенциал с верхнего вывода обмотки 11 прикладывается к коллектору биполярного транзистора 13. Биполярный транзистор 13 управляется потенциалом базы силового биполярного транзистора 5 левого нижнего плеча через резистор 15. В момент времени t3 начинается процесс запирания силового биполярного транзистора 5 левого нижнего плеча, при этом напряжение между выводами базы и эмиттера (фиг.5, интервал времени t3 - t4) начинает уменьшаться со скоростью изменения его тока коллектора. При полном запирании силового биполярного транзистора 5 левого нижнего плеча напряжение на его коллекторе возрастает, при этом ток коллектора силового биполярного транзистора 5 левого нижнего плеча становится равным нулю и напряжение между его выводами базы и эмиттера становится отрицательным относительно вывода эмиттера (фиг.5, интервал времени t4 - t6), и это напряжение через резистор 15 отпирает биполярный транзистор 13, при этом начинает протекать ток в базу силового биполярного транзистора 10 правого нижнего плеча по цепи: конец обмотки 11 - база-эмиттерный переход силового биполярного транзистора 10 - эмиттерно-коллекторный переход биполярного транзистора 13 - резистор 12 - начало обмотки 11 входного трансформатора 3. Одновременно в момент времени t3 (фиг.6) начинает протекать ток по цепи: конец обмотки 22 - резистор 23 - база-эмиттерный переход силового биполярного транзистора 16 - начало обмотки 22. Напряжение на переходе база-эмиттер силового биполярного транзистора 16 левого верхнего плеча показано на фиг.6.At the time t 3 (figure 2) on the lower output of the winding 11 there is a positive potential, and the negative potential from the upper output of the winding 11 is applied to the collector of the bipolar transistor 13. The bipolar transistor 13 is controlled by the base potential of the power bipolar transistor 5 of the lower left arm through the resistor 15 At time t 3 the process of turning off the power bipolar transistor 5 of the left lower arm begins, while the voltage between the base and emitter terminals (Fig. 5, time interval t 3 - t 4 ) begins to decrease with the rate of change of its collector current. When the power bipolar transistor 5 of the lower left arm is completely turned off, the voltage on its collector increases, while the collector current of the power bipolar transistor 5 of the lower left arm becomes zero and the voltage between its base and emitter terminals becomes negative relative to the emitter terminal (Fig.5, time interval t 4 - t 6 ), and this voltage through the resistor 15 unlocks the bipolar transistor 13, while current begins to flow into the base of the power bipolar transistor 10 of the lower right arm along the circuit: the end of the winding 11 is the base-emitter junction of the power bipolar transistor 10 - emitter- the collector junction of the bipolar transistor 13 - resistor 12 - the beginning of the winding 11 of the input transformer 3. At the same time, at the time t 3 (Fig.6), current begins to flow through the circuit: the end of the winding 22 - the resistor 23 - the base-emitter junction of the power bipolar transistor 16 - the beginning winding 22. The voltage at the base-emitter junction of the power bipolar transistor 16 of the upper left shoulder is shown in Fig.6.

Ток от положительного вывода+U источника питания протекает через коллекторно-эмиттерный переход силового биполярного транзистора 16 левого верхнего плеча - обмотка 28 - коллекторно-эмиттерный переход силового биполярного транзистора 10 правого нижнего плеча - отрицательный вывод -U источника питания.The current from the positive terminal+U of the power supply flows through the collector-emitter junction of the power bipolar transistor 16 of the upper left arm - winding 28 - the collector-emitter junction of the power bipolar transistor 10 of the lower right arm - the negative terminal -U of the power supply.

В момент времени t5 (фиг.2) полярность напряжения на первичной обмотке 2 входного трансформатора 3 снова изменяется, и все процессы повторяются. В процессе работы первичные обмотки 26 и 28 поочередно подключаются к источнику питания через переходы коллектор-эмиттер силовых биполярных транзисторов 5, 17 и 16, 10 соответственно, и на выходной обмотке 29 выходного трансформатора 27 появляется выходное переменное напряжение Uвых (фиг.7).At time t 5 (figure 2) the polarity of the voltage on the primary winding 2 of the input transformer 3 changes again, and all processes are repeated. During operation, the primary windings 26 and 28 are alternately connected to the power source through the collector-emitter junctions of power bipolar transistors 5, 17 and 16, 10, respectively, and an output alternating voltage U out appears on the output winding 29 of the output transformer 27 (Fig. 7).

В мостовом инверторе с внешним возбуждением применены n-p-n транзисторы типа КТ840А (силовые биполярные транзисторы 5, 10, 16, 17) и p-n-p транзисторы типа КТ814Б (биполярные транзисторы 7 и 13).In a bridge inverter with external excitation, n-p-n transistors of the KT840A type (power bipolar transistors 5, 10, 16, 17) and p-n-p transistors of the KT814B type (bipolar transistors 7 and 13) are used.

Таким образом, предлагаемый мостовой инвертор с внешним возбуждением обеспечивает автоматическую задержку открывания силовых биполярных транзисторов в каждом плече только после запирания силового биполярного транзистора в его другом плече, что позволяет увеличить надежность работы мостового инвертора с внешним возбуждением путем увеличения точности контроля момента запирания транзисторов.Thus, the proposed bridge inverter with external excitation provides an automatic delay in opening the power bipolar transistors in each arm only after the power bipolar transistor is turned off in its other arm, which makes it possible to increase the reliability of the operation of the bridge inverter with external excitation by increasing the accuracy of controlling the moment of turning off the transistors.

Claims (1)

Мостовой инвертор с внешним возбуждением, содержащий входной трансформатор с входной и четырьмя выходными обмотками, два силовых биполярных транзистора левого верхнего плеча и правого верхнего плеча, присоединенные коллекторами к положительному выводу источника питания, два силовых биполярных транзистора левого нижнего плеча и правого нижнего плеча, присоединенные эмиттерами к отрицательному выводу источника питания, четыре резистора, включенные последовательно с выходными обмотками входного трансформатора в цепи протекания базовых токов силовых биполярных транзисторов, выходной трансформатор с выходной обмоткой, отличающийся тем, что дополнительно введены первый биполярный транзистор, параллельно коллекторно-эмиттерному переходу которого включен диод в обратном направлении, и включенный в цепь протекания базового тока силового биполярного транзистора левого нижнего плеча, второй биполярный транзистор, параллельно коллекторно-эмиттерному переходу которого включен диод в обратном направлении, и включенный в цепь протекания базового тока силового биполярного транзистора правого нижнего плеча, два резистора, включенные между базой каждого вновь введенного биполярного транзистора и базой каждого силового биполярного транзистора противоположного нижнего плеча, два диода, подключенные катодами к положительному выводу источника питания, а анодами соединенные с коллекторами силовых биполярных транзисторов левого нижнего плеча и правого нижнего плеча, два диода, подключенные анодами к отрицательному выводу источника питания, а катодами соединенные с эмиттерами силовых биполярных транзисторов левого верхнего плеча и правого верхнего плеча, первая первичная обмотка выходного трансформатора, начало которой подключено к коллектору силового биполярного транзистора левого нижнего плеча, а ее конец подключен к эмиттеру силового биполярного транзистора правого верхнего плеча, вторая первичная обмотка выходного трансформатора, начало которой подключено к эмиттеру левого верхнего плеча, а ее конец подключен к коллектору силового биполярного транзистора правого нижнего плеча мостового инвертора с внешним возбуждением.Bridge inverter with external excitation, containing an input transformer with input and four output windings, two power bipolar transistors of the upper left side and upper right side, connected by collectors to the positive terminal of the power source, two power bipolar transistors of the lower left side and lower right side, connected by emitters to the negative terminal of the power supply, four resistors connected in series with the output windings of the input transformer in the circuit of the base currents of power bipolar transistors, an output transformer with an output winding, characterized in that the first bipolar transistor is additionally introduced, in parallel with the collector-emitter junction of which a diode is connected in reverse direction, and included in the base current circuit of the power bipolar transistor of the lower left arm, the second bipolar transistor, parallel to the collector-emitter junction of which a diode is connected in the reverse direction, and included in the base current circuit of the power bipolar transistor of the lower right arm, two resistors, connected between the base of each newly introduced bipolar transistor and the base of each power bipolar transistor of the opposite lower arm, two diodes connected by cathodes to the positive terminal of the power source, and anodes connected to the collectors of power bipolar transistors of the lower left arm and lower right arm, two diodes connected by anodes to the negative output of the power source, and cathodes connected to the emitters of the power bipolar transistors of the left upper arm and the upper right arm, the first primary winding of the output transformer, the beginning of which is connected to the collector of the power bipolar transistor of the lower left arm, and its end is connected to the emitter of the power bipolar transistor of the right upper arm, the second primary winding of the output transformer, the beginning of which is connected to the emitter of the upper left arm, and its end is connected to the collector of the power bipolar transistor of the lower right arm of the bridge inverter with external excitation.
RU2022134148U 2022-12-23 Bridge inverter with external excitation RU217513U1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU217513U1 true RU217513U1 (en) 2023-04-04

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU762113A1 (en) * 1978-02-02 1980-09-07 Ki Polt I Solid-state inverter
US4688165A (en) * 1986-04-11 1987-08-18 Rca Corporation Current fed inverter bridge with conduction overlap and load tuning
US4930059A (en) * 1986-10-31 1990-05-29 Elektronische Anlagen Gmbh Switched-mode DC-to-DC power converter
RU2168825C1 (en) * 2000-01-11 2001-06-10 Ульяновский государственный технический университет Bridge-type single-phase transistor inverter
RU2210852C1 (en) * 2002-02-08 2003-08-20 Ульяновский государственный технический университет Single-phase bridge-type transistor inverter with inverse diode bridge

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU762113A1 (en) * 1978-02-02 1980-09-07 Ki Polt I Solid-state inverter
US4688165A (en) * 1986-04-11 1987-08-18 Rca Corporation Current fed inverter bridge with conduction overlap and load tuning
US4930059A (en) * 1986-10-31 1990-05-29 Elektronische Anlagen Gmbh Switched-mode DC-to-DC power converter
RU2168825C1 (en) * 2000-01-11 2001-06-10 Ульяновский государственный технический университет Bridge-type single-phase transistor inverter
RU2210852C1 (en) * 2002-02-08 2003-08-20 Ульяновский государственный технический университет Single-phase bridge-type transistor inverter with inverse diode bridge

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3490027A (en) Transistor converter amplifier circuit
TWI442679B (en) Control circuit with zvs-lock and asymmetrical pwm for resonant power converter and control method thereof
US3986052A (en) Power switching control circuit with enhanced turn-off drive
US11539300B1 (en) DC to DC power converter device capable of either bidirectional step-up conversion or bidirectional step-down conversion, and control method thereof
US4614998A (en) DC-AC converter for a load with an inductive component
US20210359611A1 (en) Control method for dc converter and dc converter
RU217513U1 (en) Bridge inverter with external excitation
RU217544U1 (en) Half-bridge inverter with external excitation
RU217304U1 (en) Half-bridge inverter with external excitation
RU217309U1 (en) Externally Excited High Frequency Inverter
RU217251U1 (en) Externally Excited High Frequency Inverter
RU217245U1 (en) Externally Excited High Frequency Inverter
RU217314U1 (en) Externally Excited High Frequency Inverter
RU217303U1 (en) Externally Excited High Frequency Inverter
US4016479A (en) High frequency power converter drive circuit
RU217246U1 (en) Externally Excited High Frequency Inverter
RU217244U1 (en) Externally Excited High Frequency Inverter
SU1026255A1 (en) Stabilized converter
SU1198714A1 (en) D.c.voltage converter
JP3745268B2 (en) Pulse modulation control method for converter, converter by pulse modulation method, and induction heating device
RU19232U1 (en) DC CONVERTER TO AC VARIABLE ASYMMETRIC
CN117590059A (en) Exciting current detection circuit and semiconductor device
SU909670A1 (en) Pulse stabilized converter of dc voltage
SU705616A1 (en) Stabilized converter
JPS6227027Y2 (en)