SU1192079A1

SU1192079A1 - Двухтактный транзисторный инвертор (его варианты).

Info

Publication number: SU1192079A1
Application number: SU843767959A
Authority: SU
Inventors: Ivan I Filippov; Vladimir P Fominykh
Original assignee: Filippov Ivan; Vladimir P Fominykh
Priority date: 1984-07-06
Filing date: 1984-07-06
Publication date: 1985-11-15

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в ключевых усилителях мощности, инверторах, импульсных регуляторах систем электропитания и электропри- 5 вода.

Цель изобретения - повышение надежности устройства.

На фиг. 1 а, б приведены схемы ю силовой части двухтактного транзисторного инвертора; на фиг. 1, в - I вариант схемы блока управления с регулируемой длительностью управляющих импульсов;· на фиг. 1, г - IX и вариант схемы блока управления с нерегулируемой длительностью управчяю;».нх импульсов; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства. 20

Двухтактный транзисторный инвер- . тор содержит силовые транзисторы 1 и 2, силовой трансформатор 3, трансформатор тока 4, первичная обмотка ’5 которого включена в силовую цепь транзисторов инвертора, вторичные обмотки 6 и 7 подсоединены к управляющим входам транзисторов инверто. ра, а крайние выводы обмотки управления 8 - к коллекторам двух управ- ³⁰ляющих транзисторов 9 и 10, эмиттеры которых соединены с первым выводом 11 источника питания, а управляющие входы - к выходу формирователя 12 импульсов управления} цепь 35 из последовательно соединенных резистора 13, диода 14 и третьего управляющего транзистора 15, включенную мелсду средним выводом обмотки управления 8 и вторым выводом 16 источни- 40 ка питания} четвертый упр-авляющий транзистор 17, первый силовой вывод которого соединен с первым выводом '11 источника питания, второй силовой вывод через второй резистор 18 - 45 с управляющим входом третьего управляющего транзистора 15, а управляющий вход соединен через возвратный диод 19 со средним выводом обмотки управления 8, через дополнительный 50 диод -20 - с первым выводом 11 источника питания, а через третий резистор. 21 - либо с выходом формирователя 12 импульсов управления (фиг.1в), либо с выводом 16 источника пита- 55 ния (фиг. 1 г).

Инвертор работает следующим образом.

На входы управляющих транзисторов 9 и 10 формирователя 12 импульсов управления подаются сигналы _? , и опр ю > (Фиг, 2) с относительной, длительностью 1/2, а на управляющий транзистор 17 подается постоянное отпирающее напряжение либо с формирователя 12 импульсов управления (фиг. 1в), либо с клеммы 16 источника питания (фиг. 1г). До момента времени сигналами с формирователя 12 открыты транзисторы управления

9 (10) и 15, которые поддерживают в открытом и насыщенном состоянии силовой транзистор 2 (1) инвертора.

В момент времени Ц транзистор 9 (10), 'закрывается, а транзистор 10 (9) отврывается и трансформатор тока 4 для токов, протекающих от начала к концам обмоток оказывается закороченным по цепи: правая половина (левая) обмотки управления 8 - транзистор

10 (9) - диоды 19 и 20, вследствие чего ток из первичной обмотки ,5 перестает трансформироваться во вторичную обмотку 6(7), а трансформируется в правую (левую) половину обмотки управления 8, засыкаясь по указанной выше цепи. При этом через вторичную обмотку 6(7) начинает протекать ток обратной полярности - ток рассасывания неосновных носителей из базы силового транзистора 2(1), который также трансформируется в правую (левую) половину обмотки управления

8 и 'замыкается по той же указанной выше цепи. В результате через транзистор 10 в интервале рассасывания неосновных носителей из базы силового транзистора 2(1) протекает сумма приведенного тока коллектора и тока рассасывания неосновных носителей.

Кроме того, ток, протекающий от источника питания через транзистор·

15, диод 14 и резистор 13, разветвляется на две параллельные цепи: диоды 19 и 20 и правая (левая) половина ‘обмотки 8, транзистор 10(9), уменьшая ток диодов 19 и 20 и увеличивая .ток транзистора 10(9),

Под действием падения напряжения на диоде 20, ток через который значительно (на два-три порядка) больше, чем отпирающий ток через резистор .21,транзистор 17 закрывается,что · в свою очередь ведет к запиранию транзистора 15,и ток от источника питания (клеммы 11 и 16) прекращается.

з 1192079 4

Транзисторы 1.5 и 17 будут заперты' до момента времени С₃, когда суммарный ток, протекающий по указанной выше короткозамкнутой цепи, станет меньше значения тока через ре- 5 зистор 21, т.е. практически когда силовой транзистор 1 полностью закроется, что исключает появление сквозных токов в“ инверторе. С открытием транзистора 15 в момент времени Ю £₃ к правой половине обмотки 8 прикладывается напряженйе источника питания (клеммы 11 и 16), уменьшенное на величину падения напряжения на резисторе 15, что ведет к появлению 15 напряжения на других, обмотках трансформатора тока 4,. вследствие чего силовой транзистор 1(2) отпирается и за счет положительной обратной связи между обмотками 6 и 5 трансформато- 20 ра 4 транзистор 1 поддерживается в открытом и насыщенном состоянии. С увеличением коллекторного тока силового транзистора 1(2) увеличивается ток и в его базовой цепи, что ведет 25 к увеличению напряжения на его базаэмиттерном переходе, а следовательно, к увеличению напряжения на всех обмотках трансформатора 4. В результате ток, потребляемый от источника 3θ питания (клемм 11, 16) уменьшается или вообще прекращается. В момент, времени £₄ происходит переключение управляющих транзисторов 9 и 10 и процессы в устройстве протекают аналогично приведенному выше.

При отсутствии введенных элементов и связей, т.е. как в прототипе, в

интервалах времени рассасывания неосновных носителей из базы силовых транзисторов, управляющий транзистор 15 открыт и ток, потребляемый от источника питания (клемм 1 Г, 16), ограниченный только резистором 13, сравним с приведенным током базы силового транзистора при нормальной нагрузке, что увеличивает загрузку по току управляющих транзисторов. В конце интервала рассасывания неосновных носителей в базы запираемого силового транзистора происходит спада ние коллекторного и базового тока.

В момент времени С₂, когда (суммарный приведенный) ток становится равным току, потребляемого от источ¹ника, диод, подключенный между сред·* ним выводом управляющей обмотки и общей клеммой питания, закрывается,. что ведет к появлению напряжения на обмотках трансформатора тока и открытию ранее закрытого силового транзистора инвертора, хотя ранее открытый силовой транзистор полностью не закрылся. Это ведет к появлению сквозных токов через транзисторы инвертора, возрастанию динамических потерь. При напряжении питания инвертора, равном несколько сот вольт, указанные явления приводят к тому, что при переключении силовые транзисторы выходят за допустимую для них область максимальных режимов . В результате транзисторы инвертора выходят из строя.

1192079

Claims

1. Двухтактный транзисторный инвертор, содержащий блок управления с трансформатором тока, первичная обмотка которого включена в силовую цепь транзисторов инвертора, -вторичные обмотки соединены с управляющими входами транзисторов инвертора,

а обмотка управления крайними выво- ·.

дами_подключена к коллекторам двух управляющих транзисторов, эмиттеры которых соединены с первым выводом источника питания, а управляющие входы - с выходами формирователя импульсов управления, средним .выводом обмотка, управления соединена с первым выводом возвратного диода и через цепь, состоящую из последовательно соединенных диода, резистора и силовых выводов третьего управляющего транзистора, - с вторым выводом источника питания, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен четвертым управляющим транзистором, первый силовой вывод которого соединен с первым выводом источника питания, второй силовой вывод через введенный второй резистор - с управляющим входом третьего управляющего транзистора, а управляющий вход соединен с

вторым выводом возвратного диода и через третий введенный резистор - с введенным дополнительным выходом φΰρмирователя импульсов управления и через введенный дополнительный диод с первым выв'одом источника питания.

2. Двухтактный транзисторный инвертор, содержащий блок управления ’с трансформатором тока, первичная обмотка которого включена в силовую цепь транзисторов' инвертора, вторичные обмотки соединены с управляющими входами транзисторов инвертора,· а обмотка управления крайними выводами подключена к коллекторам двух управляющих транзисторов, эмиттеры кото- 15 рых соединены с общим выводом источника питания, а управляющие входы с выходами формирователя импульсов управления, средним выводом обмотка управления соединена с первым выводом возвратного диода и через цепь, состоящую из последовательно соединенных диода, резистора и силовых выводов третьего управляющего транзистора - с другим выводом источника питания, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен четвертым управляющим транзистором, первый силовой вывод которого соединен с общим выводом источника питания, второй силовой вывод через введенный второй резистор - с управляющим входом третьего управляющего транзистора, а управляющий вход соединен с вторым выводом возвратного диода, через введённый третий резистор - с вторым выводом источника питания и через введенный дополнительный диод с первым выводом источника питания.

5ϋ „„ 1192079

1 * ·' 1192079

2