SU1379926A1

SU1379926A1 - Transisitor converter

Info

Publication number: SU1379926A1
Application number: SU864122607A
Authority: SU
Inventors: Владимир Федорович Худяков; Василий Арсеньевич Хабузов; Алексей Петрович Пакидов; Владимир Леонидович Широков
Original assignee: Ленинградский Институт Авиационного Приборостроения
Priority date: 1986-06-24
Filing date: 1986-06-24
Publication date: 1988-03-07

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике , в частности к преобразоь; тельной технике, и может примен тьс в источниках вторичного электропитани . Цель - повышение надежности путем упрощени . Сигнал на включение силового транзистора не поступает до тех пор, пока не выйдет из насыщени выключающийс силовой транзистор, т.е. не возникнут сквозные токи при любом характере нагрузки при работе двухтактного усилител мощности в режиме широтно-импульсной модул ции, а также в режиме усилени пр моугольных импульсов без паУзы. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.The invention relates to electrical engineering, in particular to conversion; technology, and can be used in secondary power sources. The goal is to increase reliability by simplifying. The signal to turn on the power transistor does not arrive until the power transistor turns off, i.e. There will be no through-currents for any type of load when the push-pull power amplifier is operating in the mode of pulse-width modulation, as well as in the mode of amplification of rectangular pulses without a pause. 1 hp f-ly, 3 ill.

Description

113113

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитани и электропривода дл преобразовани посто нного напр жени в переменное.The invention relates to electrical engineering and can be used in secondary power supply and electric drive systems to convert DC voltage to AC.

Цель изобретени - повьшение надежности путем упрощени , фиг.1 показана принципиальна схема преобразовател ; на фиг.2 -схема коммутатора; на фиг.З - диаграммы токон и напр жений предлагаемого преобразовател .The purpose of the invention is to increase reliability by simplifying; FIG. 1 is a schematic diagram of a converter; figure 2 is a switch diagram; FIG. 3 shows the current and voltage diagrams of the proposed converter.

Транзисторный преобразователь (фиг.1) содержит фазосдвигающий узел 1, вход которого соединен с выходом : а;;ающего генератора 2 с управл ющим трансформаторг)м 3, имеющим первичную 4 и вторичные 5 и 6 обмотки, двухтактный усилитель мощности с силовыми транзисторами 7 и 8 и выходным трансформатором 9 с обмотками 10 и I (первичные) и 12 (вторична ), последн из которых подключена к нагрузке 13. В устройство также вход т коммутирующий трансформатор 14 с дополнительной 15 и основными 16 и 17 обмотками и базовые резисторы 18 и 19, подключенные к базам силовых транзисторов 7 и 8. Параллельно управл ющему переходу каждого силового транзистора 7 (8) подсоединена через разделительн,|й диод 20 (21) вторична обмотка 5(6) трансформатора 3. Транзисторный преобразователь снабжен KONfMyTaTopoM 22, подключенным своим входом к выходу узла 1, а выходом - к обмотке 15 коммутирующего трансформатора 14, кажда из основны обмоток которого 16(17) подключена одним выводом к эмиттеру силового транзистора 7(8), а другим - к базовому резистору 18(19). Коммутатор 22 (фиг.2) может быть вьетолнен например в виде выпр мител на диодах 23 иThe transistor converter (Fig. 1) contains a phase-shifting unit 1, the input of which is connected to the output of: a ;; oscillating generator 2 with a control transformer) m 3 having a primary 4 and secondary 5 and 6 windings, a two-stroke power amplifier with power transistors 7 and 8 and an output transformer 9 with windings 10 and I (primary) and 12 (secondary), the latter of which is connected to the load 13. The device also includes a switching transformer 14 with an additional 15 and main 16 and 17 windings and basic resistors 18 and 19 connected to bases of power tr anisistor 7 and 8. Parallel to the control transition of each power transistor 7 (8) is connected via a separating diode 20 (21) secondary winding 5 (6) of the transformer 3. The transistor converter is equipped with a KONfMyTaTopoM 22 connected by its input to the output of node 1, and the output to the winding 15 of the switching transformer 14, each of the main windings of which 16 (17) is connected by one lead to the emitter of the power transistor 7 (8) and the other to the base resistor 18 (19). Switch 22 (FIG. 2) may be flushed, for example, in the form of a rectifier on diodes 23 and

24, подключенного входом к обмотке 15 коммутирующего трансформатора 14, а выходами - к эмиттеру и коллектору управл ющего транзистора 25, база которого соединена с выходом узла 1.24 connected by an input to the winding 15 of the switching transformer 14, and the outputs to the emitter and collector of the control transistor 25, the base of which is connected to the output of the node 1.

Преобразователь работает следующим образом.The Converter operates as follows.

С выхода задающего генератора (фиг.1) поступает пр моугольное импульсное напр жение (фиг.З), опреде .45The output of the master oscillator (Fig. 1) receives the rectangular impulse voltage (Fig. 3), defined as .45

5050

(фиг.Зг). В процессе выхода из насы- щени напр жение на управл ющем переходе силового транзистора 7 имеет пол рность , согласную с пол рностью напр жени на обмотке 5 управлени (плюс - на базе и минус - на эмиттере ) , что исключает включение силового транзистора 8 на всем интервале tv,, несмотр на то, что транзистор 25 коммутатора 22 включаетс одновременно с переключением задающего генератора , ток по нему практически не протекает (фиг.Зб) из-за щунтировани управл ющим переходом силового транзисл ющее тактовую частоту работы преоб- тора 7 обмотки 16 управлени коммути10(fig.Zg). In the process of breaking out of saturation, the voltage on the control junction of the power transistor 7 has a polarity consistent with the polarity of the voltage on the control winding 5 (plus on the base and minus on the emitter), which excludes the inclusion of the power transistor 8 in the interval tv, despite the fact that the transistor 25 of the switch 22 is turned on simultaneously with the switching of the master oscillator, the current practically does not flow through it (Fig. 3b) due to the control transition bypassing the power transformer of the winding 16 control commi

1515

2020

2525

30thirty

3535

4040

4545

5050

и 2) включен. На обмотке 3 управлени трансформатора 3 напр жение вл етс запирающим дл разделительного диодаand 2) enabled. On the control winding 3 of the transformer 3, the voltage is blocking for the isolation diode

20,а на обмотке б управлени - отпирающим дл разделительного диода 21. Поэтому через разделительный диод20, and on the control winding b - unlocking for the separation diode 21. Therefore, through the separation diode

21,базовьй резистор 19 и обмотку 17 управлени коммутирующего трансформатора I4 протекает ток и одновременно течет ток по открытому транзистору 25, который шунтирует коммутирующий трансформатор 14 и исключает отпирание силовых транзисторов 7 и 8. Транзистор 25 остаетс во включенном состо нии в течение времени t (фиг. Зб) . После его выключени откроетс силовой транзистор 7 за счет базового тока , определ емого напр жением на обмотке 16, трансформируемым из обмотки 17, и сопротивлени ми базовых резисторов 18 и 19 фиг.Зв, г). Ток коллектора транзистора 7 показан на фиг.Зд, а напр жение на выходной обмотке 12 трансформатора 9 представлено на фиг.Зе. Процесс выключени силового транзистора 7 начинаетс с момента переключени задающего генератора 2, т.е. при изменении пол рности напр жений на обмотках трансформатора 3. Разделительный диод 20 открываетс и по нему начинает протекать обратный базовый ток, величина которого определ етс внутренним сопротивлением задающего генератора 2. Длительность процесса выключени зависит от обратного базового тока, коллекторного тока, коэффициента насыщени и инерционных свойств транзисторов и в основном состоит из интервала выхода из насыщени tf21, the base resistor 19 and the control winding 17 of the switching transformer I4 current flow and at the same time the current flows through the open transistor 25, which bypasses the switching transformer 14 and eliminates unlocking of the power transistors 7 and 8. The transistor 25 remains in the on state for the time t (Fig .Zb) After it is turned off, the power transistor 7 opens due to the base current determined by the voltage across the winding 16 transformed from the winding 17 and the resistances of the base resistors 18 and 19 of Fig. D, d). The collector current of the transistor 7 is shown in FIG. 3. And the voltage on the output winding 12 of the transformer 9 is shown in FIG. 3. The process of turning off the power transistor 7 starts from the moment of switching the master oscillator 2, i.e. when the polarity of the voltage on the windings of transformer 3 changes. Split diode 20 opens and a reverse base current begins to flow, the value of which is determined by the internal resistance of the master oscillator 2. The duration of the shutdown process depends on the reverse base current, collector current, saturation factor and inertia properties of transistors and mainly consists of the saturation interval tf

(фиг.Зг). В процессе выхода из насы- щени напр жение на управл ющем переходе силового транзистора 7 имеет пол рность , согласную с пол рностью напр жени на обмотке 5 управлени (плюс - на базе и минус - на эмиттере ) , что исключает включение силового транзистора 8 на всем интервале tv,, несмотр на то, что транзистор 25 коммутатора 22 включаетс одновременно с переключением задающего генератора , ток по нему практически не протекает (фиг.Зб) из-за щунтировани управл ющим переходом силового транзис тора 7 обмотки 16 управлени коммути(fig.Zg). In the process of breaking out of saturation, the voltage on the control junction of the power transistor 7 has a polarity consistent with the polarity of the voltage on the control winding 5 (plus on the base and minus on the emitter), which excludes the inclusion of the power transistor 8 interval tv, despite the fact that the transistor 25 of the switch 22 is turned on simultaneously with the switching of the master oscillator, the current practically does not flow through it (Fig. 3b) due to the control transition of the power transistor 7 of the switching control winding 7 by the control transition

разовател . Предположим, что оба силовых транзистора 7 и 8 выключены, а транзистор 25 коммутатора 22 (фиг.1razovatel. Suppose that both the power transistor 7 and 8 are turned off, and the transistor 25 of the switch 22 (figure 1

рующего трансформатора 14. После выключени силового транзистора 7 на его управл ющем переходе напр жениеtransformer 14. After turning off the power transistor 7 at its control transition voltage

3-133-13

мен ет знак (минус - на базе и плюс на эмиттере) и становитс практически равным напр жению на обмотке 5 управлени . В этот же момент времени исчезает напр жение на выходе двухтактного усилител мощности (фиг.Зе). Через базовый резистор 18 и обмотку 16 течет ток с удвоенной амплитудой и течет ток по транзистору 25 коммутатораchanges sign (minus at base and plus at emitter) and becomes almost equal to voltage at control winding 5. At the same time, the voltage at the output of the push-pull power amplifier (Fig. Ze) disappears. Through the base resistor 18 and the winding 16 current flows with a double amplitude and current flows through the switch transistor 25

22. Силовой транзистор 8 остаетс закрытым до конца интервала t, т.е. до тех пор, пока не выключитс транзистор 25. Следовательно, формируетс 22. The power transistor 8 remains closed until the end of the interval t, i.e. until the transistor 25 turns off. Therefore,

пауза в выходном напр жении (фиг.Зе).с тором, двухтактный усилитель мощнос20pause in the output voltage (fig.ze) with a torus, push-pull power amplifier 20

С выключением транзистора 25 по вл етс ток в обмотке 17 управлени , через базовый резистор 19 включаетс силовой транзистор 8 и на выходе трансформатора 9 по вл етс напр жение с обратной пол рностью. На этом интервале ток через базовый резистор 18 уменьшаетс практически вдвое, так как к обмоткам 5 и 17 оказьгоаютс последовательно подключенньпуш базовые 25 резисторы 18 и 19. При очередном переключении задающего генератора 2 .За) измен етс пол рность напр жени на обмотке 5 и 6 управлени за- крьшаетс разделительный диод 20, пе- ,Q 1 естает течь ток по базовому резистору 18 Сфиг.Зв), включаетс разделительный диод 21 и начинаетс процесс выключени силового транзистора 8. При этом формируетс обратный базовый ток, а ток во включившемс транзисто- ре 25 и по обмотке I7 управлени коммутирующего трансформатора 14 практически отсутствует из-за шунтировани переходом силового транзистора 8, напр жение на котором имеет пол рность, согласную с пол рностью на обмотке 6 управлени , что исключает включение силового транзистора 7 обмотки 16 уп40With the transistor 25 turning off, a current appears in the control winding 17, the power transistor 8 is turned on through the base resistor 19, and a voltage with reverse polarity appears at the output of the transformer 9. In this interval, the current through the base resistor 18 is almost halved, since the base 25 resistors 18 and 19 are sequentially connected to the windings 5 and 17. The polarity of the voltage on the winding 5 and 6 of the control alternates separation diode 20 is terminated, pe- tine, Q 1 causes current to flow through base resistor 18 (Fig. 3v), switch on diode 21 turns on, and the process of turning off the power transistor 8 begins. In this case, the reverse base current is generated 25 and the control winding I7 of the switching transformer 14 is practically absent due to the junction of the power transistor 8, the voltage on which has a polarity consistent with the polarity of the control winding 6, which excludes the switching power of the power transistor 7 of the winding 16 up40

ти с силовыми транзисторами и коммутирующий трансформатор, причем к базе каждого силового транзистора подключен первьм вьгеодом базовый резистор , а параллельно управл ющему переходу того же транзистора подсоединена через разделительный диод вторична обмотка управл ющего трансформатора, отличающийс тем, что, с целью повышени надежности путем упрощени , введен коммутатор, подсоединенный входом к выходу фазосдвигаю- щего узла, а выходами - к дополнительной обмотке коммутирующего трансформатора , кажда из основных обмоток которого подключена одним выводом к эмиттеру соответствующего силового транзистора, а другим - к второму выводу соответствующего базового резистора.With power transistors and a switching transformer, the base resistor is connected to the base of each power transistor first through the baseline, and the control transformer secondary winding is connected in parallel to the control junction of the same transistor, in order to improve reliability by simplifying A switch is connected, connected by an input to the output of a phase-shifting node, and by outputs, to an additional winding of a switching transformer, each of the main windings th one terminal connected to the emitter of the corresponding power transistor, and the other - to the second terminal of the corresponding base resistor.

2. Преобразователь по п.1, о т - лнчающийс тем, что коммутатор выполнен в виде выпр мител , подключенного входом к дополнительной обмотке коммутирующего трансформатора , а выходом - к эмиттеру и коллектору управл ющего транзистора, база которого соединена гакедего узла.2. The converter according to claim 1, T is similar in that the switch is made in the form of a rectifier connected by an input to the additional winding of the switching transformer, and the output to the emitter and collector of the control transistor, the base of which is connected to the node.

с выходом фаэосдвиравленн при любом состо нии транзистора 25. После выключени силового транзистора 8 выходное напр жение становитс нулевым (фиг.3) и по вл етс ток в транзисторе 25. В дальнейшем все процессы повтор ютс .With the output of the phase-shifted in any state of the transistor 25. After turning off the power transistor 8, the output voltage becomes zero (Fig. 3) and the current in the transistor 25 appears. In the future, all processes are repeated.

Формула изобретени Invention Formula

I. Транзисторный преобразователь, содержащий фазосдвигающий узел, вход которого соединен с выходом задающего генератора с управл ющим трансформа0I. Transistor converter containing a phase-shifting unit, the input of which is connected to the output of the master oscillator with a control transformer0

5 Q 5 Q

00

с выходом фаэосдви (Svyv-lwith faeosdwi output (Svyv-l

ll

Г ПРПГ5G PRPG5

2121

W.fW.f

ил/г.зsilt / s

Claims

Claim

1. A transistor converter containing a phase-shifting unit, the input of which is connected to the output of the master oscillator with a control transformer, a push-pull power amplifier with power transistors and a switching transformer, with a base resistor connected to the base of each power transistor and connected to the control transition of the same transistor through a dividing diode, the secondary winding of the control transformer, characterized in that, in order to increase reliability by simplifying, is led switch coupled to the output of the phase shifter input node and outputs - to the additional winding of the switching transformer, each of the main coils which is connected with one terminal to the emitter of the corresponding power transistor, and the other - to the second terminal of the corresponding base resistor.

2. The converter according to claim 1, characterized in that the switch is made in the form of a rectifier connected by an input to an additional winding of a switching transformer, and by an output to an emitter and a collector of a control transistor, the base of which is connected to the output of the phase-shifting unit.

Fi g

Fig.z