SU1096751A1 - Устройство дл управлени транзисторным инвертором - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТРАНЗИСТОРНЫМ ИНВЕРТОРОМ,содержащее два генераторапр моугольных импульсов, на выходе каждого включена первична  обмотка трансформатора, фазосдвигающий узел, включенный между входом запуска одного и выходом другого генератора, формирователи импульсов управлени  силовыми транзисторами, каждый из которых содержит токозадающий резистор и по одной вторичной обмотке соответствукицих трансформаторов , от ичающеес.  тем, что, с целью уменьшени  мощности управлени  транзисторным инвертором и повьшени  надежности устройства путем уменьшени  коммутационных потерь в силовых транзисторах, оно снабжено в каждом формирователе импульсов двум  дополнительными вторичными обмотками разных трансформаторов, токозадающим резистором и двум  дополнительными транзисторами, эмиттеры которых соединены с токозадающими резисторами, a коллекторы - с эмиттером силового транзистора, база которого соединена с началами двух дополнительных вторичных обмоток V kn разных трансформаторов, концы которых соединены с базами дополнительных транзисторов и началами других дополнительных вторичных обмоток § тех же трансформаторов, a концы этих обмоток соединены с началами других вторичных обмоток других трансформаторов, и концы последних со подключены к свободным выводам О5 токозадакицих резисторов. СП

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано при преобразовании посто нного напр жени  в переменное, в частности, в транзисторных инверторах напр жени  с регулируемой выходной мощностью методом широтно-импульсной модул ции.

Известно устройство дл  управлени  транзисторным инвертором, содержащее импульсный усилитель мощности с дополнительными гас щими цеп ми, вырабатывающее переменное напр жение в виде разнопол рных импульсов одинаковой длительности и амплитуды с определенной паузой между ними Cl

Однако это устройство не обеспечивает напр жение отрицательного смещени  на базе силовых транзисторов инвертора в момент перехода последних из состо ни  проводимости в запертое состо ние, что приводит к увеличению коммутационных потерь в силовых транзисторах, уменьшению надежности и КПД инвертора.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  устройство,содержащее два генератора пр моугольных импульсов, на выходе каждого из которых подключена первична  обмотка трансформатора, фазосдвигающий узел, включенный между входом запуска одного и выходом другого генератора, формирователи импульсов управлени  силовыми транзисторами , каждый из которых содержит балластный резистор и по одной вторичной обмотке соответствующих трансформаторов 2.

Недостатками известного устройств  вл ютс  большие потери мощности на управление и низка  надежность.

Это определ етс  тем, что при совпадении пол рностей -импульсов напр жений на вторичных обмотках в противоположном направлении к базазмиттерйому переходу силового транзистора прикладываетс  напр жение обратного смещени , равное приблизительно удвоенному значению напр жени  вторичной обмотки одного из трансформаторов. В течение времени, при котором выходные напр жени  генераторов имеют разную пол рность через балластный резистор протекает ток, примерно равный половине тока базы силового транзистора.

Ступенчатое увеличение напр жени  обратного смещени  на входе силового транзистора ограничивает амплитуду запирающего напр жени  при переходе силового транзистора из провод щего состо ни  в запертое,

что приводит к увеличению времени запирани  транзистора и, в результате , к увеличению коммутационных потерь.

Наличие тока в балластном резисторе при запертом силовом транзисторе приводит к увеличению мощности управлени .

Целью изобретени   вл етс  уменьшение мощности управлени  транзисторного инвертора и повышение надежности путем уменьшени  коммутационных потерь в силовых транзисторах .

Поставленна  цель достигаетс  .тем, что устройство дл  управлени  транзисторным инвертором, содержащее два генератора пр моугольных импульсов, на выходе каждого из которых включена первична  обмотка

5 трансформатора, фазосдвигающий узел, включенный между входом запуска одного и выходом другого генератора, формирователи импульсов управлени  силовыми транзисторами, каждый из которых содержит токозадающий резистор и по одной вторичной обмотке соответствукндих трансформаторов, снабжено в каждом формирователе импульсов токозадающим резистором, двум  дополнительными вторичными обмотками разных трансформаторов и двум  дополнительными транзисторами, змиттеры которых соединены с токозадающими резисторами, а коллекторы с эмиттером силового транзистора, база которого соединена с вторичными обмотками разных трансформаторов, другие концы этих обмоток соединены с базами дополнительных транзисторов и началами других дополнительных вторичных обмоток тех же трансформаторов , а свободные концы этих обмоток соединены с другими вторичными обмотками других трансформаторов, соединенных свободными концами с токозадающими резисторами.

На фиг.1 представлена электрическа  схема устройства управлени  транзисторным инвертором; на фиг.2 диаграммы , по сн ющие его работу. 55 Устройство управлени  (схема которого обведена пунктиром) содержит генераторы 1 и 2 пр моугольных симметричных импульсов напр жени , фазосдвигающий узел 3, подключенный между генераторами, трансформаторы 4 и 5, первична  обмотка каждого из которых подключена к выходу соответствующего генератора, два формировател  импульсов управлени  силовыми транзисторами 6 и 7 инвертора , подключенных к выходу последних Указанные формирователи включают в себ  транзисторы 8-11, эмиттеры каждого из которых соединены с токозадающими резисторами 12-15 соответственно , и вторичные обмотки 4а, 46, 4в, 4г, 4д, 4е трансформатора 4 и 5а, 56, 5в, 5г, 5д, 5е трансформатора 5. Вторичные обмотки разны трансформаторов с одинаковыми буквен ными индексами соединены последовательно . Пары последовательно соедине ных обмоток 4а-5а, 4б-5б, 4г-5г, 4д-5д подключены к базам транзисторов 8-11 и к свободным выводам токозадающих резисторрв 12-15 соответст венно. Последовательно соединенные обмотки 4в-5в подключены к базам транзисторов 8 и 9, а точка их посл довательного соединени  подключена к базе транзистора 6, эмиттер котор соединен с коллекторами указанных транзисторов. Аналогичным образом последовательно соединенные обмотки 4е-5е подключены к базам транзисторов 10 и 11, а точка их последовательного соединени  подключена к ба зе силового транзистора 7, эмиттер которого соединен с коллекторами указанных транзисторов. Транзисторы 8-11 в сочетании с токозадающими резисторами 12-15 образуют генераторы тока, управл ем суммарным напр жением последовательн включенных обмоток 4а-5а, 4б-5б, 4г-5г, 4д-5д. Это суммарное напр жение представл ет собой последовательность импульсов напр жени  разн пол рности, одинаковой амплитуды и длительности с паузой между ними; Длительность импульсов и пауза межд ними завис т от угла фазового сдвиг выходных напр жений генераторов 1 и 2,задаваемого фазосдвигающим уг лом 3. Обмотки 4в-5в, и 4е-5е образуют источники коллекторного питани а б-аза-эмиттерные переходы силовых транзисторов 6,7-коллекторные нагру ки генераторов тока. В течение времени , когда к базам и коллекторам транзисторов 8 и 9 или tO и 11 приложены напр жени  положительной пол ности, через базу силового транзистора 6 или 7 протекает импульс тока, вырабатываемого соответствующими генераторами токов. В течение промежут-. ка времени, когда пол рности указанных напр жений имеют отрицательный знак или пол рности напр жений вторичных обмоток разных трансформаторов не совпадают, ток через базу силового транзистора прекращаетс  и к база-эмиттерному переходу последнего приклада1ваетс  напр жение отрицательного смещени , вырабатываемое o6MOTKaN&i 4в-5в, 4е-5е. При фазировке вторичных обмоток, указанных на схеме при помощи точек, обозначающих начала обмоток, импульсы тока через базы и напр жени  на ба-. за-эмиттерньК переходах разных силовых транзисторов сдвинуты на половину периода выходных напр жений генераторов . Применение дополнительных транзисторов в сочетании с токозадающими резисторами в цепи эмиттера в качестве генераторов тока, управл емых суммарным напр жением двух последовательно включенных вторичных обмоток разных трансформаторов, позвол ет уменьшить мощность управлени  силовыми транзисторами инвертора, так как генераторы пр моугольных импульсов напр жени  развивают мощность только в течение времени протекани  базового тока силовых транзисторов. На фиг.2а и 26 приведены временные диаграммы изменени  напр жений на первичных обмотках разных трансформаторов за половину периода в предлагаемом и в известном устройствах. На фиг.2в приведена диаграмма изменени  тока через первичные обмотки трансформаторов в предлагаемом устройстве , на фиг.2г, 2е - в известном . Индексы при буквенных обозначени х перечисленных параметров соответствуют номерам трансформаторов на фиг.1. Суммарна  мощность, развиваема  обоими генераторами дл  управ- . лени  силовым транзистором в предлагаемом устройстве в соответствии с диаграммами 2а, 26,2в, определ етс  Р-2UJ{f-2C-f ), где и- амплитуда напр жени  на первичных обмотках обоих трансформаторовJ j - амплитуда тока через них; f - частота; f -минимальна  временна  задержка выходных напр жений, необходима  дл  полного запирани  силового транзистора. 51 Та же мощность в известном устройств с диаграммами на в соответствии фиг.2а, 26. 2г и 2е составл ет следовательно, в предлагаемом устройстве мощность управлени  силовым транзистором по отношению к известному меньше на t 100%i (в процентах ) . При использовании в инверторе транзисторов большой мощности соседней частоты Т (4-i-5) мкс и при кГц - 25%. Коммутационные потери, определ емые как мощность, рассеиваемые в си ловом транзисторе инвертора при переходе его из состо ни  проводимости в закрытое состо ние, и наоборот , завис т от продолжительности этих процессов. Коммутационные поте ри при запирании на пор док превосход т коммутационные потери при включении. Принудительное запирание путем приложени  к база-эмиттерному переходу напр жени  обратного смещени  в момент перехода силового транзистора из состо ни  проводимос1 ти в закрытое состо ние приводит к уменьшению времени запирани  и, следовательно , уменьшению коммутацйганных потерь, повышению надежности. На фиг.2.ж,2з приведены диаграммы изменени  напр жени  база-змиттер силового транзистора в схеме предлагаемого и известного устройств соответственно . Из зтих диаграмм следует, что в схеме предлагаемого устройства значение запирающего напр жени  в момент перехода силового транзистора от состо ни  проводимости в закрытое состо ние в два раза превосходит значение этого же напр жени  в схеме известного устройства. В результате врем  запирани  в схеме предлагаемого устройства несколько меньше, пор дка 1 МКС при использовании транзисторов большой мощности средней частоты с максимально допустимым обратным напр жением на базу 4В, что приводит к уменьшению коммутационных . потерь в силовых транзисторах и инвертора независимо от характера нагрузки самого инвертора. ,

4

I

7

Рм. /

П

хги 

П-/Л-Л.

л

-п

LJ L.

rt

Фиг. 2

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТРАНЗИСТОРНЫМ ИНВЕРТОРОМ,содержащее два генератора’прямоугольных импульсов, на выходе каждого включена первичная обмотка трансформатора, фазосдвигающий узел, включенный между входом запуска одного и выходом другого генератора, формирователи импульсов управления силовыми транзисторами, каждый из которых содержит токозадающий резистор и по одной вторичной обмотке соответствующих трансформа- торов, отличающееся тем, что, с целью уменьшения мощности управления транзисторным инвертором и повышения надежности устройства путем уменьшения коммутационных потерь в силовых транзисторах, оно снабжено в каждом формирователе импульсов двумя дополнительными вторичными обмотками разных трансформаторов, токозадающим резистором и двумя дополнительными транзисторами, эмиттеры которых соединены с токозадающими резисторами, а коллекторы - с эмиттером силового транзистора, база которого соединена с началами двух дополнительных вторичных обмоток разных трансформаторов, концы которых соединены с базами дополнительных транзисторов и началами других дополнительных вторичных обмоток тех же трансформаторов, а концы этих обмоток соединены с началами других вторичных обмоток других трансформаторов, и концы последних подключены к свободным выводам токозадающих резисторов.

   SU „„1096751