SU1050072A1 - Транзисторный инвертор - Google Patents

Abstract

1. ТРАНЗИСТОРНЫЙ ИНВЕРТОР , содержащий задающий генератор, управл ющий трансформатор, выходной двухтактный усилитель, разделительные диоды и регулирующие транзисторы, в цепь базы каждого из которых последовательно включен базовый резистор, причем выход задающего генератора соединен с первичной обмоткой управл ющего трансформатора, вторичные обмотки которого через регулирующие транзисторы соединены с входами силовых транзисторов выходного двухтактного усилител , отличающийс  тем, что, с целью повышени  КПД и надежности, введены дополнительные диоды, дроссель насыщени  и дополнительный трансформатор, первична  обмотка которого шунтирована подавителем тока намагничивани  дроссел  насыщени  и подключена через обмотку дроссел  насыщени  к выходу задающего генератора , а вторичные обмотки подключены к базовым цеп м регулирующих транзисторов, коллектор каждого из которых соединен с эмиттером силового транзистора, а база через дополнительную обмотку управл ющего трансформатора и разделительный диод соединена с коллектором силового транзистора , причем встречно-параллельно регулирующему транзистору включен дополнительный диод. 2.Инвертор по п. 1, отличающийс  тем, что в качестве подавител  тока намагничиО вани  использован резистор. 3.Инвертор по п. 1, отличающийс  тем, (Л что в качестве указанного подавител  тока намагничивани  использован вспомогательный транзистор, подключенный по силовой цепи к вспомогательной обмотке дополнительного трансформатора через первый выпр митель , а по цепи управлени  - к дополнительной обмотке дроссел  насыщени  через второй выпр митель. 01 to

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питани  радиоэлектронной и электротехнической аппаратуры дл  преобразовани  посто нного напр жени  в переменное гюсредством транзисторных инверторов . Известны транзисторные инверторы, в которых повышен КПД. В таких инверторах повышение КПД достигаетс  за счет умень шени  сквозных токов, Дл  этого между коллектором и базой каждого силового транзистора выходного двухтактного усилител  включен через обмотку опорного напр жени  диод. При таком включении диода силовые транзисторы работают в ненасыщенном режиме и в них не происходит накопление избыточных носителей тока. Благодар  этому уменьшены сквозные токи, а следовательно, и динамические потери, что обеспечивает повышение КПД 1. Недостатком такого инвертора  вл етс  то, что максимальна  мощность, рассеиваема  на базовых резисторах, во много раз превышает мощность, требуемую дл  управлени  силовыми транзисторами. Это отрицательно сказываетс  на КПД, особенно при малых токах нагрузки. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  транзисторный инвертор, в котором уменьшены потери мощности на управление при устранении сквозных токов и повышен КПД. Инвертор содержит задающий генератор , управл ющий трансформатор, трансформатор обратной св зи, шунтирующие транзисторы, выходной двухтактный транзисторный усилитель, разделительные диоды , источник опорного напр жени  и регулирующие транзисторы, а выход задающего генератора соединен с первичной обмоткой управл ющего трансформатора, вторичные обмотки которого через регулирующие транзисторы соединены со входом силовых транзисторов,выходного усилител , в базовую цепь регулирующего транзистора последовательно включен базовый резистор, а вход шунтирующих транзисторов подсоединен через трансформатор обратной св зи, источник опорного напр жени  и разделительные диоды, присоединенные к коллекторам и базам или эмиттерам силовых транзисторов . В процессе работы база-коллекторные или коллектор-эмиттерные напр жени  открытых транзисторов сравниваютс  с опорным напр жением, а разность их поступает через разделительные диоды и трансформатор обратной св зи на входы шунтирующих транзисторов, измен   их состо ние, измен   базовые токи -регулирующих и силовых транзисторов. При этом базовые токи силовых транзисторов измен ютс  таким образом , чтобы указанна  разность напр жений была минимальной. При соответствующей вег личине опорного напр жени  силовые транзисторы всегда наход тс  в ненасыщенном состо нии и сквозные токи отсутствуют. В таком инверторе максимальна  мощность, рассеиваема  в цеп х управлени , незначительно превышает ту величину мощности, котора  требуетс  дл  управлени  силовыми транзисторами. За счет снижени  потерь мощности в цеп х управлени  КПД такого преобразовател  напр жени  выше, чем у вышеуказанного инвертора 2. Недостатками известного инвертора  вл ютс  , недостаточно высокий КПД, что вызвано большими статическими потер ми в силовых транзисторах из-за ненасыщенного режима работы в открытом состо нии, а так же низка  надежность, что вызвано снижением надежности шунтирующих транзисторов из-за обратных импульсных перенапр жений на их база-эмиттерных переходах, возникающих при переключении силовых транзисторов, когда восстанавливаетс  обратное сопротивление разделительных диодов . Целью изобретени   вл етс  повыщение КПД и надежности. Эта цель достигаетс  тем, что в транзисторном инверторе, содержащем задающий генератор, управл ющий трансформатор , выходной двухтактный усилитель, разделительные диоды и регулирующие транзисторы в цепь базы каждого из которых последовательно включен базовый резистор, причем выход задающего генератора соединен с первичной обмоткой управл ющего трансформатора, вторичные обмотки которого через регулирующие транзисторы соединены с входами силовых транзисторов выходного двухтактного усилител , введены дополнительные диоды, дроссель насыщени  и дополнительный трансформатор, первична  обмотка которого щунтирована подавителем тока намагничивани  дроссел  на .-.... сыщени  и подключена через обмотку дрос иасыщени  к выходу задающего генератора , а вторичные обмотки подключены к базовым цеп м регулирующих транзисторов , коллектор каждого из которых соединен с эмиттером силового транзистора, а база через дополнительную обмотку управл ющего трансформатора и разделительный диод соединена с. коллектором силового трант зистора, причем встречно-параллельно регулирующему транзистору включен дополнительный диод.. Подавитель тока намагничивани  может быть выполнен либо в виде резистора, либо в виде транзистора, подключенного по силовой цепи через первый выпр митель к вспомогательной обмотке дополнительного трансформатора, .а по входной цепи через второй выпр митель - к дополнительной об мотке дроссел  насыщени .

На чертеже показана принципиальна , схема предложенного инвертора, в которой в качестве подавител  тока намагничивани  дроссел  использован резистор.

Инвертор содержит задающий генератор 1, управл ющий трансформатор 2, йыходной двухтактный транзисторный усилитель 3, дополнительный трансформатор 4, дроссель 5 насыщени , который включен, между первичной обмоткой дополнительного трансформатора 4 и выходом задающего генератора 1. В базовые цепи силовых транзисторов 6 9 выходного двухтактного транзисторного усилител  3 включены регулирующие транзисторы 10-13, причем коллекторы регулй-/ рующих транзисторов соединены с эмиттерами сбответствующих силовых транзисторов , эмиттеры регулирующих транзисторов соединены с одними выводами вторичных обч AIOTOK 14-17 управл ющего трансформатор ра 2, с вторыми выводами которых соединены базы соответствующих силовых транзисторов , базы регулирующих транзисторов через дополнительные обмотки 18-21 упт равл ющего трансформатора 2, разделит ьные .диоды 22-25 соединены с коллекторами соответствующих силовых транзисторов. Вторичные обмотки дополнительного управл ющего трансформатора 4 через базовые резисторы 26-29 подключены к входу регулирурщих транзисторов. Встречно-параллельно регулирующим транзисторам подключены дополнительные диоды 30-33. К выходу инвертора подключена нагрузка 34.

Параллельно первичной обмотке дополнител-ьного управл ющего трансформатора 4 подключен подавитель 35 тока намагничивани  дроссел , в качестве которого использован резистор..Инвертор работает следующим образом.

Напр жение с выхода задающего генератора 1 поступает на первичную обмотку управл ющего трансформатора 2 к на соединенные последовательно насыщающийс  дроссель 5 и первичную обмотку дополнительного трансформатора 4. Предположим, что сердечник насыщающегос  дроссел  5 насыщен и что на начала обмоток трансформаторов 2. и 4 поступает «плюс, а концы - «минус напр жени  управлени . Тогда регулирующиё транзисторы 10 и-13 открь1ты и через них протекают базовые токи силовь1Х транзисторов 6 и 9, которые также открыты, и в нагрузку поступает выходное напр жение . Через источники опорного напр жеНИИ , выполненные в виде дополнительных обмоток 18 и, 21 управл ющего трансформатора 2, разделительные диоды 30 и 33, коллекторные переходы силовых транзисторов 6 и 9 и регулирующих транзисторов 10 и 13, соответствующие вторичные обмотки до полцительного управл ющего трансформатора 4 и базовые резисторы 26 и 29 протег кают шунтирующие токи, которые вызывают

падение напр жени  на указанных базовых резисторах, уменьщают базовые токи регулирующих транзисторов 10 и 13, призакрывают их, тем самым уменьша  базовые токи и призакрыва  силовые транзисторы 6 и 9. Благодар  наличию указанных .цепей, по которым протекают шунтирующие токи, напр жени  между коллекторами и базами транзисторов 6 и 9 в открытом состо нии равны соответственно напр жени м вторичных обмоток 14 и 17 минус напр жени  меж ду базами и эмиттерами регулирующих транзисторов 10 и 13, минус напр жени  дополнительных обмоток 18 и 21, плюс пр мые падени  напр жений на разделительных диодах 22 и 25. Поскольку пр мые падени  напр жений на разделительных диодах 22 и 25 и на база-эмиттерных переходах регулирующих транзисторов 10 и 13 мало измен ютс  в процессе работы, а напр жени  обмоток 18 и 21 всегда пропорциональны напр жени м обмоток 14 и 17, так как . они расположены на одном сердечнике, то напр жени  между коллекторами и базами открытых силовых транзисторов 6 и 9 всегда будут иметь одну и ту же величину. Известно , что при определенной величине коллектор . - базового напр жени , соответствующей оптимальному насыщению транзисторов , статические потери в нем минимальны. Следовательно, в рассматриваемой схеме при соответствующем соотношении обмоток 14-17 обмоток 18-21 управл ющего трансформатора 2 статические потери- уменьшены до минимальных, а КПД повышен.

КогДа выходное напр жение задающего генератора 1 помен ет свою пол рность, то начнетс  перемагничивание сердечника дроссел  5. На первичной обмотке дог|олнительного управл ющего трансформатора 4, зашунтированной подавителем 35, И на всех его вторичных обмотках напр жени  будут близкими к нулю и все регулирующие транзисторы будут закрыты. Это происходит потому , что при перемагничивании сердечника дроссел  5 комплексное сопротивление его обмотки значительно больше сопротивлени  подавител  35. На входы силовых транзисторов 6 и 9 с обмоток 14 и 17 через диоды 30 и 33 поступает запирающее напр жение , и в этих транзисторах протекает процесс рассасывани  избыточных носителей тока. Рассасывание осуществл етс  как по базовым цеп м через диоды 30 и 33, так и по силовым цеп м этих транзисторов. В базах силовых транзисторов 7 и 8 токи отсутствуют и они остаютс  закрытыми. Благодар  этому в схеме исключена возможность протекани  сквозных токов при рассасывании избыточных носителей из базовой области силовых транзисторов, уменьшены динамические потери и повышен КПД. Когда процесс рассасывани  в транзисторах 6 и 9 закончитс  и они будут закрыты, к разделительным диодам 22 и 25 окажетс  при

Claims (3)

1. ТРАНЗИСТОРНЫЙ ИНВЕРТОР, содержащий задающий генератор, управляющий трансформатор, выходной двухтактный усилитель, разделительные диоды и регулирующие транзисторы, в цепь базы каждого из которых последовательно включен базовый резистор, причем выход задающего генератора соединен с первичной обмоткой управляющего трансформатора, вторичные обмотки которого через регулирующие транзисторы соединены с входами силовых транзисторов выходного двухтактного усилителя, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и надежности, введены дополнительные диоды, дроссель насыщения и дополнительный трансформатор, первичная обмотка которого шунтирована подавителем тока намагничивания дросселя насыщения и подключена через обмотку дросселя насыщения к выходу задающего генератора, а вторичные обмотки подключены к базовым цепям регулирующих транзисторов, коллектор каждого из которых соединен с эмиттером силового транзистора, а база через дополнительную обмотку управляющего трансформатора и разделительный диод соединена с коллектором силового транзистора, причем встречно-параллельно регулирующему транзистору включен дополнительный диод.

2. Инвертор по π. 1, отличающийся тем, что в качестве подавителя тока намагничи- § вания использован резистор.

3. Инвертор по π. 1, отличающийся тем, что в качестве указанного подавителя тока намагничивания использован вспомогательный транзистор, подключенный по силовой цепи к вспомогательной обмотке дополнительного трансформатора через первый выпрямитель, а по цепи управления — к дополнительной обмотке дросселя насыщения через второй выпрямитель.

>