SU1760618A1 - Half-bridge inverter - Google Patents

Half-bridge inverter Download PDF

Info

Publication number
SU1760618A1
SU1760618A1 SU894718494A SU4718494A SU1760618A1 SU 1760618 A1 SU1760618 A1 SU 1760618A1 SU 894718494 A SU894718494 A SU 894718494A SU 4718494 A SU4718494 A SU 4718494A SU 1760618 A1 SU1760618 A1 SU 1760618A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
transistor
unlocking
voltage
blocking
mode
Prior art date
Application number
SU894718494A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Георгий Афанасьевич Москаленко
Николай Сергеевич Комаров
Юрий Владимирович Руденко
Александр Валентинович Козлов
Original Assignee
Институт Электродинамики Ан Усср
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт Электродинамики Ан Усср filed Critical Институт Электродинамики Ан Усср
Priority to SU894718494A priority Critical patent/SU1760618A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1760618A1 publication Critical patent/SU1760618A1/en

Links

Landscapes

  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

Использование: преобразование посто нного напр жени  в переменное синусоидальное напр жение дл  систем вторичного электропитани  и электропривода. Силовые ключи 1, 2 выполнены в виде СИТ-транзи- сторов и управл ютс  выходным сигналом промежуточного усилител  10. При включении отпирающего 17 или запирающего 18 транзистора к входу силового ключа 1 (2) подключаетс  выход источника отпирающего напр жени  на диодах 15, 16 или источника запирающего напр жени  на диодах 12, 13 соответственно. Узлы 8 и 9 задержки отпирани  обеспечивают исключение сквозных токов во врем  рассасывани  электрического зар да в переходе затвор-исток силовых ключей 1, 2. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.Use: Conversion of direct voltage into alternating sinusoidal voltage for secondary power supply and electric drive systems. The power switches 1, 2 are made in the form of SIT transistors and are controlled by the output signal of the intermediate amplifier 10. When the unlocking 17 or locking 18 transistor is turned on, the output of the unlocking voltage source on the diodes 15, 16 or a source of blocking voltage on diodes 12, 13, respectively. The unlocking delay nodes 8 and 9 ensure the exclusion of through currents during the dissipation of electric charge in the gate-source junction of power switches 1, 2. 2 Cp. f-ly, 2 ill.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано преимущественно при создании транзисторных преобразователей с синусоидальной формой выходного напр жени .The invention relates to electrical engineering, in particular, to converter technology, and can be used mainly in creating transistor converters with a sinusoidal output voltage.

Известны транзисторные преобразователи с синусоидальной формой выходного напр жени  1,2, выполненные по мостовым и полумостовым схемам инвертора, содержащие силовые ключи и блок управлени , каждый из парафазных выходов которого соединен с цепью управлени  силового ключа. Недостатком этих преобразователей  вл етс  возникновение сквозных токов через силовые ключи-транзисторы - обусловленных накоплением электрического зар да в базовой области полупроводниковых проиборов к моменту их переключени .Transistor converters with a sinusoidal output voltage 1.2, are made according to bridge and half-bridge inverter circuits, containing power switches and a control unit, each of the paraphase outputs of which are connected to the control circuit of the power switch. The disadvantage of these converters is the occurrence of through currents through the power switches-transistors - due to the accumulation of electric charge in the base region of semiconductor probes by the time of their switching.

Наиболее близким по существу технического решени  к за вл емому устройству  вл етс  схема полумостового инвертора 3, содержаща  два силовых ключа и блок управлени , каждый из парафазных выходов которого соединен с входом узла задержки отпирани , выходом соединенного с цепью управлени  силового ключа.The closest essentially technical solution to the device is a half-bridge inverter 3 comprising two power switches and a control unit, each of the paraphase outputs of which are connected to the input of the unlocking delay unit, output connected to the control circuit of the power switch.

Недостатком данного инвертора  вл етс  наличие сквозных токов, обусловленных накоплением зар да в базовой области полупроводниковых приборов. При отпирании одного из транзисторов через него про текает ток нагрузки и ток коллектора второго транзистора, в базе которого накоплен избыточный зар д. Очевидным путем снижени  мощности динамических потерь, вызванных сквозными токами,  вл етс  применение быстродействующих силовых приборов дл  снижени  величины накопtoThe disadvantage of this inverter is the presence of through currents due to the accumulation of charge in the base region of semiconductor devices. When one of the transistors is unlocked, the load current and the collector current of the second transistor flow through it, the base of which accumulates excess charge. An obvious way to reduce the power of the dynamic losses caused by through-currents is to use high-speed power devices to reduce the amount of accumulator

XIXi

о о оLtd

5five

ленного зар да. Особенно эффективно использование дл  данной цели полевых транзисторов . Однако, особенность работы инверторов с выходным напр жением синусоидальной формы не позвол ет таким образом добитьс  существенного повышени  КПД. Так как в инверторе используютс  ре- куперационные диоды, работающие в течение всего интервала непровод щего состо ни  транзистора, то к моменту отпирани  последних возникают сквозные токи, обусловленные накоплением зар да в базовой области полупроводниковых диодов, что вызывает перегрузки полевых транзисторов , снижает КПД и надежность устройства .lent charge. The use of field-effect transistors for this purpose is especially effective. However, the feature of operation of inverters with a sinusoidal output voltage does not allow thus to achieve a significant increase in efficiency. Since inverter diodes are used in the inverter, operating during the entire interval of the non-conducting state of the transistor, by the time of unlocking the latter, through-currents occur due to charge accumulation in the base region of semiconductor diodes, which causes overloading of field-effect transistors, reduces efficiency and reliability devices.

Целью изобретени   вл етс  повышение КПД и расширение области использовани  путем обеспечени  широтно-импульсного регулировани  выходного напр жени .The aim of the invention is to increase the efficiency and expansion of the field of use by providing pulse width control of the output voltage.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в полумостовом инверторе, содержащем два силовых ключа и блок управлени , каждый из парафазных выходов которого соединен с входом узла задержки отпирани , выходом соединенного с цепью управлени  силового ключа, в цепи управлени  силового ключа включен последовательно введенный промежуточный усилитель, а в качестве силового ключа использован СИТ-трэнзи- стор, причем промежуточный усилитель выполнен в виде согласно-последовательно соединенных источников отпирающего и запирающего напр жени , подключенных к управл ющему входу СИТ-транзистора через соответственно отпирающий и запирающий транзистор, последний из которых шунтирован обратно включенным диодом, в качестве источников отпирающего и запирающего напр жени  использованы тране- форматорно-выпр мительные узлы, а выход источника запирающего напр жени  шунтирован введенным фильтрующим конденсатором .The goal is achieved by the fact that in a half-bridge inverter containing two power switches and a control unit, each of the paraphase outputs of which are connected to the input of the unlocking delay unit, the output connected to the control circuit of the power switch, the sequentially inserted intermediate amplifier is connected to the power switch circuit, and SIT-transistor is used as a power switch, and the intermediate amplifier is made in the form of consistently connected sources of unlocking and locking voltage, connected to the control input of the SIT transistor through respectively the unlocking and locking transistor, the last of which is shunted back by the switched on diode, the sources of the unlocking and blocking voltage are used as sources of the locking voltage, and the output of the locking voltage source is shunted by the injected filter capacitor .

На чертеже представлена структурна  схема след щего инвертора,The drawing shows a block diagram of the following inverter,

Инвертор содержит два силовых транзистора 1,2, два конденсатора 3,4, включенные по полумостовой схеме LC-фильтр 5 и нагрузку 6, блок 7 управлени , каждый из парафазных выходов которого соедине с входом узлов 8,9 задержки отпирани , выходом соединенных через промежуточные усилители 10,11 с цепью управлени  силового ключа, причем каждый из промежуточных усилителей содержит согласно-последовательно соединенные источник запирающего напр жени , выполненный в виде трансформаторно-выпр ми- тельного узла на диодах 12, 13, шунтированного на выходе конденсаторомThe inverter contains two power transistors 1.2, two capacitors 3.4, half-bridge LC-filter 5 and load 6, control unit 7, each of the paraphase outputs of which are connected to the input of nodes 8.9 unblocking, output connected through intermediate Amplifiers 10,11 with a control circuit of a power switch, each of the intermediate amplifiers containing a source of blocking voltage in series-connected, made in the form of a transformer-rectifier assembly on diodes 12, 13, shunted at the output of the cond by sensor

14,источник отпирающего напр жени , выполненный в виде выпр мител  на диодах14, a source of unlocking voltage, made in the form of a rectifier diode

15,16, отпирающий (17) и запирающий (18) транзисторы, один из которых (запирающий ) шунтирован обратно включенным диодом 19. В качестве блока управлени  используетс  широтно-импульсный модул тор , на выходе которого вырабатываетс  двухпол рный импульсный сигнал с коэф- 0 фициентом заполнени  от 0 до 1; в качестве узла задержки отпирающего сигнала - схема одновибратора и логическа  схема несовпадени .15,16, unlocking (17) and locking (18) transistors, one of which (locking) is shunted by the back-on diode 19. A pulse-width modulator is used as a control unit, at the output of which a two-pole pulse signal with a coefficient 0 is generated filling rate from 0 to 1; as a node of the unlocking signal, a one-shot circuit and a logic mismatch circuit.

Claims (3)

След щий инвертор работает следую- 5 щим образом. Дл  силовой части характерно два режима работы дроссел  LC-фильтра; режим накоплени  и режим отдачи энергии в нагрузку. В случае когда направление тока в дросселе i совпадает с 0 показанным на фиг.1 режиму накоплени  энергии соответствует закрытое состо ние транзистора 2 и открытое состо ние транзистора 1, На фиг.2 изображены временные диаграммы импульсного напр жени  ШИМ- 5 сигнала Uy, сигналов управлени  FI силового транзистора 1 и FZ силового транзистора 2, напр жение Ким на зажимах фильтра 5 и тока дроссел  i. После запирани  транзистора 1 управл ющим сигналом Рг отпира- 0 етс  транзистор 2 с задержкой времени ta, задаваемой узлом задержки 9. Величина Т3 выбираетс  из услови  , где Тр - врем  рассасывани  электрического зар да в переходе загвор - исток после запирани  5 транзистора 1. После полного рассасывани  зар да в транзисторе 1 начинаетс  режим отдачи энергии дроссел  в нагрузку через источник запирающего напр жени  дл  транзистора 2 и переход затвор-сток тран- 40 зистора 2. В таком состо нии схема находитс  в течении времени Т3-ТР, При поступлении отпирающего сигнала на транзистор 2 последний работает в инверсном режиме при отрицательных токах стока. 45 Этот интервал работы-режим отдачи энер- гии-продолжаетс  и после поступлени  на е транзистор 2 запирающего сигнала. Указанный интервал сопровождаетс  передачей энергии через источник запирающего сиг- 50 нала транзистора 2 и переход затвор-сток транзистора 2. Процесс накоплени  энергии начинаетс  при поступлении отпирающего сигнала на транзистор 1. Далее этот процесс повтор етс . Аналогично протекз- 55 ют процессы в инверторе и при противоположных направлени х тока дроссел . Формула изобретени  1. Полумостовой инвертор,содержащий два силовых ключа и блок управлени , каж- дый из парафазных выходов которого соединен с входом узла задержки отпирани , выходом , соединенного с цепью управлени  силового ключа, отличающийс  тем, что, с целью повышени  КПД и расширени  области использовани  путем обеспечени  широтно-импульсного регулировани  выходного напр жени , в цепь управлени  силового ключа включен последовательно введенный промежуточный усилитель, а в качестве силового ключа использован СИТ- транзистор.The next inverter works as follows. The power section is characterized by two modes of operation of the LC chokesel; the mode of accumulation and the mode of return of energy to the load. In the case when the direction of the current in choke i coincides with 0 shown in Fig. 1, the energy storage mode corresponds to the closed state of transistor 2 and the open state of transistor 1, Figure 2 shows timing diagrams of the pulse voltage of PWM-5 signal Uy, control signals FI of the power transistor 1 and FZ of the power transistor 2, the voltage Kim at the terminals of the filter 5 and the current of the throttle i. After the transistor 1 is locked by the control signal Pr, the transistor 2 is unlocked with a time delay ta specified by the delay node 9. The value of T3 is chosen from the condition where Tp is the absorption time of the electric charge in the gate – source junction after the locking 5 of the transistor 1. After the complete resorption of charge in transistor 1 begins the mode of return of the energy of the throttles to the load through a source of blocking voltage for transistor 2 and the gate-drain transition of the transistor 40 of the transistor 2. In this state, the circuit is in flow T3-TP and the unlocking signal to the transistor 2, the latter operates in the inverse mode at negative drain currents. 45 This interval of operation — the mode of energy output — continues even after a blocking signal is applied to it by transistor 2. This interval is accompanied by the transfer of energy through the source of the blocking signal 50 of transistor 2 and the gate-drain transition of transistor 2. The process of energy storage begins when the unlocking signal arrives at transistor 1. Then this process is repeated. The processes in the inverter and in opposite directions of the current of the throttles are similarly proceeded. Claim 1. A half-bridge inverter comprising two power switches and a control unit, each of the paraphase outputs of which are connected to the input of the unlocking delay unit, an output connected to the control circuit of the power switch, in order to increase efficiency and expand the area use by providing a pulse-width control of the output voltage, a sequentially inserted intermediate amplifier is included in the control circuit of the power switch, and a SIT transistor is used as the power switch. 2. Инвертор по п. 1,отличающийс  тем, что промежуточный усилитель выполнен в виде согласно-последовательно соединен02. The inverter according to claim 1, characterized in that the intermediate amplifier is made in the form of a series-connected connection ных источников отпирающего и запирающе го напр жени , подключенных к управл ющему входу СИТ-транзистора через соответственно отпирающий и запирающий транзистор, причем последний шунтирован обратновключенным диодом.the unlocking and blocking voltage sources connected to the control input of the SIT transistor through the unlocking and blocking transistor, respectively, the latter being shunted by a reverse-connected diode. 3. Инвертор по п. 2. отличающийс  тем, что в качестве источников отпирающего и запирающего напр жени  использованы трансформаторно-выпр мительные узлы, а выход источника запирающего напр жени  шунтирован введенным фильтрующим конденсатором .3. The inverter according to claim 2. characterized in that transformer-rectifying units are used as sources of unlocking and blocking voltages, and the output of the blocking voltage source is shunted by an injected filter capacitor. FtFt UU имthem
SU894718494A 1989-07-11 1989-07-11 Half-bridge inverter SU1760618A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894718494A SU1760618A1 (en) 1989-07-11 1989-07-11 Half-bridge inverter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894718494A SU1760618A1 (en) 1989-07-11 1989-07-11 Half-bridge inverter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1760618A1 true SU1760618A1 (en) 1992-09-07

Family

ID=21460670

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894718494A SU1760618A1 (en) 1989-07-11 1989-07-11 Half-bridge inverter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1760618A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР № 1008870, кл. Н 02 М 7/537, 1981. 2.Коссов О.А. Усилители мощности на транзисторах в режиме переключений. И.: Энерги . 1971, с. 186. 3.Авторское свидетельство № 1029360, кл. Н 02 М 7/537, 1981. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7130205B2 (en) Impedance source power converter
US6483724B1 (en) DC/DC ZVS full bridge converter power supply method and apparatus
Reimann et al. A novel control principle of bi-directional DC-DC power conversion
US5847548A (en) Current-sharing passive snubber for parallel-connected switches and high power boost converter employing the same
IE903015A1 (en) Improved switching circuit employing electronic devices in¹series with an inductor to avoid commutation breakdown and¹extending the current range of switching by using igbt¹devices in place of mosfets
JPH01276819A (en) Method of reducing electromagnetic interference in all bridge non-resonant switching circuit and all bridge non-resonant switching circuit
Lagier et al. Theoretical and experimental analysis of the soft switching process for SiC MOSFETs based Dual Active Bridge converters
SU1760618A1 (en) Half-bridge inverter
Cheriti et al. A rugged soft commutated PWM inverter for AC drives
RU175894U1 (en) Device for reducing switching losses of a bridge / half-bridge voltage inverter
Léo et al. Implementation of monolithic bidirectional switches in a AC/DC Dual Active Bridge in ZVS auto-switching mode
US7576446B2 (en) Zero voltage switching (ZVS) in a power converter
JP2996064B2 (en) Bridge type inverter device
JP3104736B2 (en) Bridge type inverter device
SU771830A1 (en) Two-cycle transistorized inverter
KR930003235B1 (en) N-phase sinewave converter
SU1580499A1 (en) Device for controlling with switch built around strong field-effect transistor
SU1757069A1 (en) Transistor inverter
SU1718353A1 (en) Method of control over magnetotransistor key and device to implement it
SU1156225A1 (en) Transistor inverter
Zocher et al. DC link balancing of an Auxiliary Resonant Commutated Pole Inverter
SU1582298A1 (en) Stabilized converter
SU1647800A1 (en) Secondary power supply source
SU1764046A1 (en) High frequency pulse direct current voltage regulator
SU1624680A1 (en) Dc key