SU1610570A1 - Двухтактный транзисторный инвертор - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может быть использовано в устройствах электропитани  дл  преобразовани  напр жени  посто нного тока, в стабилизаторах напр жени , импульсной технике. Цель изобретени  - повышение надежности и расширение функциональных возможностей за счет уменьшени  времени рассасывани  неосновных носителей в области базы транзисторов. Инвертор содержит силовой трансформатор 1 с нагрузкой и переключающий трансформатор 5, св занный обмотками 3,4,14 с транзисторами 6,7. Двухуровневые ограничители 15,16 напр жени  подключены к базам транзисторов 6,7. При подаче синхроимпульсов транзисторы 6,7 подключаютс  по схеме с общей базой, что повышает быстродействие. 1 ил.

Description

На чертеже представлен двухтактный J5 транзистора в режиме насьш1ени .

транзисторный инвертор, один из вариантов технической реализации.

Двухтактный транзисторный инвертор содержит силовой трансформатор 1 с нагрузкой во вторичной обмотке, первичной обмоткой 2 соединенный через две первичные обмотки 3 и 4 переключающего трансформатора 5 с коллекторами транзисторов 6 и 7„ Эмиттеры транзисторов 6 и 7 через обмотку 8 разделительного трансформатора соединены с вторым входным выводом 9 источника 10 напр жени . Отвод от средней точки первичной обмотки 2 силового транзистора 1 через вторую обмотку 11 разделительного трансформатора соединен с первь1м входным выводом 12 питани  источника 10„ Резистор 13 м гкого самовозбуждени  инвертора включен между первым входным выводом 12 питани  источника 10 и отводом от средней точки вторичной обмотки 14 переключающего трансформатора 5, Базы транзисторов 6 и 7 соединены с началом и концом соответственно вторичной обмотки 14 переключающего трансформатора 5, а также с двухуровневыми диодными ограничител ми 15 и 16 напр жени  о Источник 17 управл юш 1х импульсов подключен к первичной обмотке 18 разделительного трансформатора

Инвертор работает- следующим образом ,

В начале рассмотрим случай, когда импульсы управлени  с выхода источника 17 управл ющих импульсов отсутсвуют и напр жение на вторичных обмотках 8 и 11 разделительного трансформатора равно нулю, В данном случае инвертор работает как обычный, транзисторный инвертор с дополнительным переключающим трансформатором, С помощью резистора 13 м гкого самовоз0

5

0

5

0

5

0

5

Переключение транзистора происходит по току базы, т,е, в режиме включени  с общим эмиттером. Из-за инерционности выключени  транзистора включение второго транзистора происходит раньше, чем полностью закроетс  закрываюш 1йс  транзистор, В результате на коллекторах обоих транзисторов вьщел етс  импульсна  мощность, значительно превышающа  мощность рассеивани  на коллекторах в период времени между переключени ми

Данный недостаток инвертора устран етс  после включени  в работу источника 17 управл ющий импульсов Период следовани  импульсов управлени  выбираетс  меньше минимального периода автоколебани  инвертора с переключающим трансформатором во всем диапазоне изменени  тока нагрузки, В результате процесс выключени  транзисторов осуществл етс  до момента выхода транзистора из режима насыщени , а включение второго транзистора - с задержкой во времени, равной длительности управл ющего импульса. Включение и выключение транзисторов осуществл етс  в режиме включени  транзистора с общей базой, что значительно снижает мощность рассеивани  на коллекторах транзисторов в моменты включени  и выключени .

Принцип действи  инвертора в режиме управлени  от источника управл ющих импульсов заключаетс  в следующем ,

Рассмотрим момент времени, когда транзистор 6 открыт, а транзистор 7 закрыт о Ток от источника 10 протекает от конца обмотки 11 разделительного трансформатора к ее началу и средней точке силового трансформатора 1, затем через первичную обмотку 3 (от ее начала к концу) поступает на коллектор

транзистора 6, затем ток коллектора суммируетс  с током базы транзистора 6 и поступает на начало второй обмотки 8 разделительного трансформатора и замыкаетс  на второй входной вывод источника 10. На вторичной обмотке 14 переключающего трансформатора 5 транс формируетс  напр жение, привод щее к протеканию тока базы транзистора 6, достаточного дл  его насыщени . Пусть ток базы с начала обмотки 14 проходит через база-эмиттерную цепь транзистора 6, затем суммируетс  с током коллектора транзистора 6 и через обмотку 8 разделительного трансформатора протекает на второй входной выод 9 источника 10 и через диод ограничител  16 напр жени  замыкаетс  на конец обмотки 14 переключающего трансформатора 5. Намагничивани  магнитопрово- да разделительного трансформатора не происходит из-за протекани  рабочих токов через обмотки 11 и 8 в противоположных направпени Хо Кроме того, ток -базы транзистора 6 определ етс  током коллектора и коэффициентом трансформации переключающего трансформатора , что позвол ет добитьс  компенсации во всем диапазЬне рабочих токов инвертора при соответствующем подборе числа витков обмоток трансформаторов, удовлетвор ющем условию

W(L 1 + Wj WgWi4

где W|, - число витков обмотки 11;

Wa - число витков обмотки 8 раз0

делительного трансформатора;

W,, - число витков обмотки 3 (или

..4);

WiA ЧИСЛО витков обмотки 14 переключающего трансформатора 5.

Управл ющие импульсы с источника 17 поступают на вторичные обмотки 8 и 11 разделительного трансформатора и привод т к повьшению потенциала эмиттеров транзисторов 6, 7 и средней точки первичной обмотки 2 силового трансформатора 1. Так как число.витков обмотки 11 больше числа витков обмотки 8, прирост напр жени  средней точки обмотки 2 вьш1е, чем прирост напр жени  на эмиттерах транзисторов. Однако за счет обратной св зи напр жение на обмотке 14, а следовательно, и на обмотке 3 пе1610570

реключающего трансформатора 5 увеличиваетс , в результате чего напр жение на первичной обмотке 2 трансформатора 1 до момента начала закрыти  транзистора 6 не измен етс , т„е. шунтировани  нагрузкой инверто- . ра выхода источника управл ющих импульсов не происходит. При увеличеIQ НИИ напр жени  на обмотке 8 до значени , при котором напр жение на базе транзистора 6 начинает ограничиватьс  величиной верхнего уровн  ограничени , начинаетс  выключение тран 5 зистора 6, в результате чего из-за уменьшени  тока в обмотке 3 переключающего трансформатора 5 напр жение на базе транзистора 6 начинает уменьшатьс , что дополнительно

20 ускор ет процесс закрыти  транзистора 6. По окончании лавинообразного процесса закрьп и  транзистора на вторичной обмотке 14 переключающего трансформатора 5 за счет размагничи25 вани  магнитопровода трансформатора индуцируетс  напр жение, привод щее к протеканию тока по цепи: конец обмотки 14 - диод ограничени  верхнего уровн  напр жени  диодного ог30 ранпчител  16 - второй входной вывод 9 источника 10 - диод нижнего уровн  ограничени  напр жени  диодного ограничител  15 и начало обмотки 14. В результате на базе транзистора 6 устанавливаетс  отрицательное запирающее напр жение, а на базе транзистора 7 - положительное, по величине равное значению верхнего порога ограничени  ограничител  16. Однако транзистор 7 закрыт напр жением на э№1ттерах с обмотки 8, Во врем  действи  управл ющего импульса с выхода источника 17 происходит размагничивание магнптопровода трансформа ,с тора 5 через низкоомные частки диодов ограничителей уровней, что приводит к.зат гиванию во времени процесса размагничивани , т.е. к увеличению времени; когда на обмотке 14

CQ индуцируетс  напр жение от размагничивани  магнитопровода. Это позвол ет увеличивать длительность и fflyльca управлени , что необходимо при работе инвертора в стабилизаторах напр жени , работающих по принципу широт35

40

55

но-импульсной модул ции.

При снижении-напр жени  на SMITT- терах транзисторов 6, 7 в момент формировани  заднего фронта управл ющего

импульса происходит открытие транзистора 7, так как на его базе сохран етс  положительный 71отенциал, за сче трансформировани  напр жени  из-за размагничивани  магнитопровода на обмотке 14. Одновременно происходит надежное запиратше транзистора 6 и полное открытие и насыщение транзистора 7о В дальнейшем процесс работы инвертора ловтор етс  аналогично изложенному При рассмотрении режимов работы инвертора, вли нием тока начального запуска инвертора через резистор 13 можно пренебречь, так как он выбираетс  значительно меньше минимальных рабочих токов инвертора и существенно на его работу не вли ет .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Двухтактный транзисторный инвертор , содержащий силовой трансформатор вторична  обмотка которого подсоеди- иена к выходным выводам, и два транзистора , подключенных коллекторами

   10

   5

   0

   5

   к его первичной обмотке через первые обмотки переключающего- трансформатора , втора  обмотка которого под1а ю чена к базам транзисторов, причем средн   точка второй обмотки переключающего трансформатора через резистор соединена с первым входным выводом, отличающийс  тем, что, с целью повьшени  надежности и расширени  функциональных возможностей за счет уменьшени  времени рассасьшани  неосновных носителей в области базы транзисторов, в него введены источник управл ющих импульсов с разделительным трансформатором и два двухуровневых диодных ограничител  напр жени , под- : ключенньгх к базам транзисторов и второму входному выводу, причем перва  обмотка разделительного трансформатора включена между эмиттерами транзисторов и вторым входным выводом , а друга  обмотка этого трансформатора включена между средней точкой первой обмотки силового, трансформатора и первым входным вьшодом.