SU1066008A1

SU1066008A1 - Transistor inverter

Info

Publication number: SU1066008A1
Application number: SU823445934A
Authority: SU
Inventors: Евгений Александрович Бережных
Original assignee: Истринское отделение Всесоюзного научно-исследовательского института электромеханики
Priority date: 1982-05-31
Filing date: 1982-05-31
Publication date: 1984-01-07

Abstract

1.ТРАНЗИСТОРНЫЙ ИНВЕРТОР, содержащий задающий генератор с выходным трансформатором и обмотками обратной св зи, усилитель мощности, модулирующий ключ, выполненный на регулирующем и управл ющем транзисторах , отличающийс тем, что, с целью упрощени , в него введен стабилизатор тока, выходом подключенный к базе регулирующего транзистора , который силовым переходом последовательно с введенным датчиком тока соединен последовательно с задающим генератором по цепи питани . 2. Инвертор по п. 1, отличающий с тем, что одна из обмоток выходного трансформатора задакхцего генератора через по крайней мере один введенный диод подключена (Л к силовой цепи управл ющего транзистора , а цепь из силового перехода регулирующего транзистора и датчика тока зашунтирована вторым введенным диодом. а а эо 1. A TRANSISTOR INVERTER containing a master oscillator with an output transformer and feedback windings, a power amplifier, a modulating switch made on control and control transistors, characterized in that, for the sake of simplicity, a current stabilizer is inserted into it, the output connected to the base the control transistor, which is connected in series with the master oscillator along the power circuit by a power junction in series with the inserted current sensor. 2. The inverter according to claim 1, characterized in that one of the windings of the output transformer of the back of the generator through at least one entered diode is connected (L to the power circuit of the control transistor, and the circuit from the power junction of the regulating transistor and the current sensor is shunted by the second entered diode

Description

Изобретение относитс к преобразовательной технике и может быть использовано во вторичных источниках питани .The invention relates to converter equipment and can be used in secondary power sources.

Известны транзисторные инверторы , имеющие маломощный задающий генератор и выходной силовой каскад В качестве задающего генератора используетс генератор с трансформаторной обратной св зью ij .Transistor inverters are known to have a low-power master oscillator and an output power stage. A master oscillator with transformer feedback ij is used as the master oscillator.

Недостатком этого устройства вл етс наличие сквозных токов через транзисторы стоек моста при выполнении силового каскада по мостовой или полумостовой схеме или увеличение коллекторного тока транзисторов при выполнении силового каскада по двухтактной схеме с выводом средне точки трансформатора. Други недостатком таких устройств вл етс несимметри выходного напр жени A disadvantage of this device is the presence of through currents through the transistors of the bridge pillars when performing a power stage using a bridge or half-bridge circuit or increasing the collector current of transistors when performing a power stage using a push-pull circuit with an output of the middle point of the transformer. Another disadvantage of such devices is the asymmetry of the output voltage.

Известен инвертор, имеющий коммутирующий трансформатор и силовой выходной каскад, а также цепи дл форсированного запирани транзисторов при снижении управл ющего напр жени 2 .An inverter is known, having a switching transformer and a power output stage, as well as a circuit for forcing the transistors to be locked while reducing control voltage 2.

Указанное устройство не может быть использовано в качестве регулируемого преобразовател , а также при значительных изменени х входног напр жени . Устройство основано на принципе самовозбуждени , йоэтому частота автоколебаний и напр жение в цеп х управлени силовыми транзисторами пропорциональны питающему напр жению.The specified device cannot be used as an adjustable converter, as well as with significant changes in input voltage. The device is based on the principle of self-excitation, therefore, the frequency of self-oscillations and the voltage in the control circuits of the power transistors is proportional to the supply voltage.

Наиболее, близким по технической сущности к предлагаемому вл етс транзисторный инвертор, содержащий задаю1чий генератор с выходным трансформатором и обмотками обратной св зи, усилитель мощности, модулирующий ключ, выполненный на регулирующем и управл ющем транзисторах зThe closest in technical essence to the present invention is a transistor inverter containing a master oscillator with an output transformer and feedback windings, a power amplifier modulating switch made on control and control transistors

Недостатком устройства вл етс сложность системы управлени , котора заключаетс в применении дополнительного предварительного усилител , согласующего трансформатора и системы симметрировани импульсов. Несимметри импульсов управлени вызвана разбросом параметров транзисторов предварительного усилител Сложность схемы вызвана необходимостью создани гарантированной паузы на нуле в импульсах управлени с целью искл1Ьчени сквозных токов в стойках выходного силового каскада . The drawback of the device is the complexity of the control system, which consists in the use of an additional preamplifier, a matching transformer and a pulse balancing system. The control pulse asymmetry is caused by the spread of the parameters of the preamplifier transistors. The complexity of the circuit is caused by the need to create a guaranteed pause at zero in the control pulses in order to eliminate through-currents in the racks of the output power stage.

Цель изобретени - упрощение преобразовател .The purpose of the invention is to simplify the converter.

Поставленна цель достигаетс тем, что в транзисторный инвертор, содержащий задающий генератор с выходным трансформатором и обмоткам обратной св зи, усилитель мощности.The goal is achieved by the fact that in a transistor inverter, which contains a master oscillator with an output transformer and feedback windings, a power amplifier.

модулирующий ключ, выполненный на регулирующем и управл ющем транзисторах , введен стабилизатор тока, выходом подключенный к базе регулирующего транзистора, который силовым 5 переходом последовательно с введенным датчиком тока соединен последовательно с задающим генератором по цепи питани .a modulating switch made on the regulating and controlling transistors, a current regulator is inserted, the output connected to the regulating transistor base, which is connected in series with the input current sensor in series with a current generator in a power circuit via a power transition 5.

Кроме того, одна из обмоток выход0 ного трансформатора задающего генератора через по .крайней мере один введенный диод подключена к силовой цепи управл ющего транзистора, а цепь из силового перехода регулирующегоIn addition, one of the windings of the output transformer of the master oscillator through at least one entered diode is connected to the power circuit of the control transistor, and the circuit from the power transition regulating

5 транзистора и датчика тока зашунтирована вторым введенньи диодом.5 transistors and a current sensor are shunted by a second diode.

На чертеже изображена схема транзисторного инвертора.The drawing shows a diagram of a transistor inverter.

Инвертор содержит задающий генеQ ратор 1, вход которого соединен с эми-ттером регулирующего транзисто- ра 2, с базой которого соединэн кол лектор управл ющего транзистора 3 и i, выход стабилизатора тока, состо щего из транзистора 4, резистивного датчика 5 тока, диода б и резисторов 7 и 8. Резистивный датчик 5 включен между коллектором регулирующего транзистора 2 и электродом диода 6, другой электрод которого соединен черезThe inverter contains a master oscillator 1, the input of which is connected to the emitter of the regulating transistor 2, the base of which is connected to the collector of the controlling transistor 3 and i, the output of the current stabilizer consisting of the transistor 4, resistive current sensor 5, diode b and resistors 7 and 8. Resistive sensor 5 is connected between the collector of the regulating transistor 2 and the electrode of the diode 6, the other electrode of which is connected through

резистор 7 с-минусовой клеммой источника питани . Эмиттер транзистора 4 подключен через резистор 8 к точке соединени датчика 5 тока и коллектора регулирующего транзистора 2,a resistor 7 with a minus terminal of the power supply. The emitter of transistor 4 is connected via a resistor 8 to the connection point of current sensor 5 and collector of control transistor 2,

5 база транзистора 4 подключена к точке соединени резистора 7 и диода 6, а его коллектор - к базе транзистора 2. Точка соединени диода б и датчика 5 подключена к. полржительному5, the base of transistor 4 is connected to the connection point of resistor 7 and diode 6, and its collector is connected to the base of transistor 2. The connection point of diode b and sensor 5 is connected to the positive

0 входному выводу источника питани .0 input power supply pin.

Эмиттер управл ющего транзистора и другой вход задающего генератора соединены с отрицательным входнымThe control transistor emitter and the other input of the master oscillator are connected to the negative input

5 выводом источника питани . Цепь из силового перехода транзистора 2 и датчика 5 зашунтирована вторым диодом 9, а между эмиттером транзистора 2 и коллектором транзистора 3 включена цепочка из первого диода 10 и резистора 11. Кроме того, инвертор содержит усилитель мощности, выполненный , например, по полумостовой схеме. Управл ющие переходы силовых транзисторов 12 и 13 через5 output power source. The circuit from the power transition of the transistor 2 and the sensor 5 is shunted by the second diode 9, and between the emitter of the transistor 2 and the collector of the transistor 3 is connected a chain of the first diode 10 and resistor 11. In addition, the inverter contains a power amplifier made, for example, by half bridge. The driving transitions of the power transistors 12 and 13 through

5 токоограничивающие резисторы 14 и 15 подключены к двум выходным обмоткам 16 и 17 трансформатора задающего - генератора 1. Кроме того, между базой и эмиттером каждого силового5 current-limiting resistors 14 and 15 are connected to two output windings 16 and 17 of the driver-generator 1 generator. In addition, between the base and the emitter of each power

0 транзистора установлены цепи дл форсированного запирани транзисторов при снижении напр жени управлени . Цепь форсированного запирани транзистора 12 состоит из накопитель5 него конденсатора 18, шунтирующего эмиттер-базовый переход транзистора 12 через дополнительный транзистор 1 Дополнительна обмотка 20 трансформатора генератора 1 подключена к конденсатору 18 одним выводом через диод 21, а другим выводом через диод 22 и балластный резистор 23. Базовый резистор 14 транзистора 19 подключен между общей точкой соединени второго вывода обмотки 20 и базы транзистора 19 и эмиттером тра зистора 12. Цепь форсированного за;пирани . транзистора 13 построена iаналогично и содержит накопительный конденсатор 25, дополнительный тран зистор 26, диоды 27 и 28, балластны резистор 29, базовый резистор 30 и дополнительную обмотку 31 трансформатора генератора 1. . Инвертор работает следующим обра зом. При подаче напр жени на каскад управлени регулирующий транзистор 2 насыщаетс током коллектора транзистора 4 и задающий генератор запускаетс . На его обмотках по вл ет -с напр жение, равное амплитудному значению, и соответствующий транзис тор выходного силового каскада, например 12, открываетс . Одновременн зар жаетс накопительный конденсатор 18. С течением времени возраста ет ток намагничивани трансформатора генератора 1. При достижении ука занным током определенной величины падение напр жени на резистивном датчике 5 становитс близким к величине опорного напр жени на диоде 6, С этого момента дальнейший рост тока, потребл емого генерато-. ром 1, прекращаетс , а напр жение на его обмотках начинает спадать.по кривой, близкой к экспоненте. При этом уменьшаетс потенциал на базе форсирующего транзистора 19, опреде л емый напр жением на обмотке 20, и как только он станет меньше потен циала эмиттера, определ емого напр жением на конденсаторе 18, транзистор 19 открываетс и силовой транзистор 12 запираетс энергией конденсатора 18. При этом транзистор 1 силового каскада остаетс закрытым, поскольку не произошло смены пол рности управл ющего напр жени . Даль нейшее изменение напр жени на зада ющем генераторе вызываемое дальней шим ростом тока намагничивани его трансформатора, цриводит к выходу из насыщени открытого транзистора генерат ора 1 и, соответственно, к регенерати вному процессу изменени пол рности напр жени на обмотках трансформатора. Затем цикл повтор е с . При подключении напр жени к выходному каскаду инвертора сквозные токи через, стойки отсутствуют, поскольку существует интервал времени между моментом начала запирани отключаемого транзистора и подачей отпирающего напр жени на управл ющий переход другого транзистора, определ емый фронтом спадани напр жени на обмотках трансформатора генератора 1. Импульсы управлени симметричны, поскольку начало процесса переключени как одного, так и другого ключа инвертора задаетс одной и той же установкой и величиной тока намагничивани -трансформатора. Дл получени регулируемого или стабилизированного выходного напр жени производитс срыв генерации путем открывани управл ющего транзистора 3. При этом запираетс регулирующий транзистор 2, энерги , запасенна в трансформаторе генератора , гаситс через цепь управл ющий транзистор 3 - первый диод 10 - резистор 11, что исключает ложное открывание транзистора силового каскада закрытого плеча. Таким способом можно регулировать ширину пачек импульсов выходного напр жени . Диод 9 необходим дл протекани обратного тока после смены пол рности напр жени на обмотках трансформатора задающего генератора при закрытом управл ющем транзисторе 3. Резистор 8 необходим дл ограничени тока через транзисторы 3 и 4. Устройство может работать и при отсутствии цепей дл форсированного запирани транзисторов. В этом случае необходимо-таким образом задавать задний фронт импульсов управлени , чтобы перед сменой пол рности управл ющего напр жени отключаемый транзистор силового каскада выходил на границу насыщени . Это возможно при работе на посто нную нагрузку. Устройство позвол ет упростить, а следовательно, удешевить и повысить надежность издели , поскольку исключаютс предварительныйусилитель , согласующий трансформатор и дополнительна система симметрировани импульсов. Нар ду с уменьшением количества элементов, надежность увеличиваетс также за счет ограничени тока в транзисторах задающего генератора на четко фиксированном уровне. Это исключает несимметрирование импульсов npi| изменении температуры из-за измёнени параметров схемы, поскольку ширина импульсов в оба полупериода задаетс одной и той же уставкой, и позвол ет выбрать базовые резисторы транзисторов задающего генератора из услови обеспечени надежного запусJ10660080 transistors are installed circuits for forced locking of the transistors while reducing the control voltage. The forced locking circuit of transistor 12 consists of a capacitor 18 accumulator5, an emitter-shunt-base transition of transistor 12 through an additional transistor 1 An additional winding 20 of the generator transformer 1 is connected to the capacitor 18 by one end through a diode 21, and the other end through a diode 22 and a ballast resistor 23. The base resistor 14 of the transistor 19 is connected between the common connection point of the second terminal of the winding 20 and the base of the transistor 19 and the emitter of the transistor 12. Forced circuit; transistor 13 is built i analogously and contains a storage capacitor 25, an additional transistor 26, diodes 27 and 28, a ballast resistor 29, a base resistor 30 and an additional winding 31 of the generator transformer 1.. The inverter works as follows. When a voltage is applied to the control stage, the control transistor 2 is saturated with the collector current of transistor 4 and the master oscillator is started. A voltage equal to the amplitude value appears on its windings and the corresponding transistor of the output power stage, for example 12, opens. Simultaneously, the storage capacitor 18 is charged. Over time, the magnetizing current of the transformer of the generator 1 increases. When the indicated current reaches a certain value, the voltage drop on the resistive sensor 5 becomes close to the reference voltage on the diode 6. consumed by the generator. rum 1, stops, and the voltage on its windings begins to subside. along a curve close to the exponent. This reduces the potential at the base of the forcing transistor 19, determined by the voltage on the winding 20, and as soon as it becomes less than the potential of the emitter determined by the voltage on the capacitor 18, the transistor 19 opens and the power transistor 12 is locked by the energy of the capacitor 18. When In this case, the power transistor 1 remains closed, since the polarity of the control voltage has not changed. A further voltage change on the master oscillator caused by a further increase in the magnetizing current of its transformer, leads to the release of the open transistor of generator 1 and out of saturation and, accordingly, to the regenerative process of changing the polarity of the voltage on the transformer windings. Then loop repeat with. When the voltage is connected to the output stage of the inverter, there are no through currents through the racks, because there is a time interval between the beginning of the shutdown of the switchable transistor and the supply of unlocking voltage to the control junction of the other transistor, determined by the front of the voltage drop across the windings of the generator transformer 1. Pulses The controls are symmetrical, since the start of the switching process of both one and the other key of the inverter is set by the same setting and magnitude of the magnetizing current. -transformer. To obtain a regulated or stabilized output voltage, generation is suppressed by opening the control transistor 3. The control transistor 2 is locked, the energy stored in the generator transformer is quenched through the control transistor 3 - the first diode 10 is a resistor 11, which eliminates false opening of the transistor of the power cascade of the closed shoulder. In this way, the width of the output voltage pulse bursts can be adjusted. Diode 9 is necessary for the flow of reverse current after changing the voltage on the windings of the transformer of the master oscillator with the closed control transistor 3. Resistor 8 is necessary for limiting the current through transistors 3 and 4. The device can work even in the absence of circuits for forced locking of the transistors. In this case, it is necessary to set the leading edge of the control pulses in such a way that, before changing the polarity of the control voltage, the switchable transistor of the power stage reaches the saturation limit. This is possible when working at a constant load. The device makes it possible to simplify and consequently reduce the cost and increase the reliability of the product, since the preamplifier, the matching transformer and the additional pulse balancing system are eliminated. Along with a decrease in the number of elements, the reliability is also increased by limiting the current in the transistors of the master oscillator at a clearly fixed level. This eliminates the asymmetry of the pulses npi | temperature change due to a change in the circuit parameters, since the width of the pulses in both half-periods is set by the same setting, and allows you to select the base resistors of the master oscillator transistors under the condition of ensuring a reliable start J1066008

ка генератора, поскольку их величи-сквозные токи в стойках силовогоka generator, since their large-through currents in power racks

на не определ ет амплитуду коллек-каскада, сохран етс симметри имторного тока.пульсов управлени , несколько улучВ устройстве сохран ютс все до-шаютс энергетические и массогабаритстоинства прототипа: отсутствуютные показатели.It does not determine the amplitude of the collector cascade, the symmetry of the impedance current is maintained. The control pulses, a little improvement in the device keeps all the energy and mass and weight parities of the prototype: the missing indicators.

Claims

(57 I. TRANSISTOR INVERTER, containing a master oscillator with an output transformer and feedback windings, a power amplifier, a modulating key, made on the control and control transistors, characterized in that, for the sake of simplification, a current stabilizer is inserted into it, the output connected to the basis of the regulating transistor, which is connected in series with the input current sensor in series with the master oscillator through a power circuit.

2. Inverter pop. 1, they are distinguished by the fact that one of the windings of the output transformer of the master oscillator is connected through at least one input diode to the power circuit and is controlled; of its transistor, and the circuit from the power transition of the regulating transistor and the current sensor is shunted by the second diode introduced.