SU754617A1 - Полумостовой транзисторный инвертор 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для преобразования постоянного напряжения в переменное в системах вторичного электропитания и электропривода.

Известен транзисторный инвертор,состоя- ₅ щий из двух полумостовых схем. Для управления силовыми транзисторами с целью уменьшения габаритов используются источник управляющего напряжения повышенной частоты, содержащий для каждого силового транзистора, управляющий трансформа- ю тор, вторичная обмотка которого через выпрямитель соединена со входом силового транзистора, в цепь первичной обмотки включен управляемый переключатель .[1].

Однако при переключении силовых транзисторов инвертора вследствие одновремен- ’ ного открытого состояния возникают сквозные токи, создающие увеличенные динамические потери в транзисторах и снижающие КПД.

Цель изобретения — повышение КПД.

Цель достигается тем, что в полумостовом транзисторном инверторе, содержащем два силовых транзистора и два управляющих трансформатора, вторичные обмотки ко2

торых через выпрямители связаны со входами силовых транзисторов, а первичные обмотки через переключатель соединены с источником управляющего напряжения, каждый трансформатор выполнен с двумя вторичными обмотками, соединенными с выпрямителями, один из которых подключен через первый диод ко входу силового транзистора одного плеча в отпирающей полярности, а другой подключен через второй диод ко входу силового транзистора другого плеча в запирающей полярности, причем первый диод имеет прямое падение напряжения больше, чем второй диод.

На фиг. 1 показана принципиальная схема предлагаемого инвертора; на фиг. 2 — диаграммы токов и напряжений, где и_у — управляющее напряжение; ϊβ» — ток базы транзистора 1; ϊ ка — ток коллектора транзистора 1; 1бг — ток базы транзистора 2; ΪΚ2 — ток коллектора транзистора 2.

Устройство (фиг. 1) содержит полумост

на силовых транзисторах 1 и 2, генератор

управляющих прямоугольных импульсов 3,

переключатель 4, управляющие трансформаторы 5 и 6, выпрямители 7 и 7¹ и 8 и 8¹,

754617

3

диоды 9 и 9¹ и 10 и 10’ и шунтирующие

диоды 11 и 12.

Инвертор работает следующим образом.

В первоначальный момент времени 4 о (фиг. 2) генератор 3 прямоугольных импульсов подключен к первичной обмотке трансформатора 6 через переключатель 4- Положительное напряжение, возникающее при этом на выходе выпрямителя 8, через диод 10 приложено к переходу база-эмиттер транзистора 1 и поддерживает его в открытом состоянии. Транзистор 2 надежно закрыт отрицательным напряжением с выхода выпрямителя 7¹, равным по абсолютной величине напряжению на выходе выпрямителя 8.

В момент времени 4» под воздействием управляющего напряжения 1Л/ переключатель 4 изменяет свое положение и генератор 3 прямоугольных импульсов подключается к первичной обмотке трансформатора 5. Генератор 3 прямоугольных импульсов работает в режиме источника тока и поэтому ток на выходе выпрямителя определяется параметрами генератора 3.

Напряжение на выходе выпрямителя полностью определяется нагрузкой, подключенной к его выходу. Различие в величине сопротивления нагрузки создается с помощью диодов 9 и 9' и 10 и 10' имеющих различные прямые падения напряжения, а именно на диодах 10 и 10 ' больше чем на диодах 9 и 9'.

Поэтому в момент времени 4 < на выходах выпрямителей 7 и 8', питаемых от вторичных обмоток трансформатора 5, возникают равные по величине, но противоположные по знаку, напряжения, определяемые по величине наименьшим значением сопротивления, одной из двух базовых цепей, а именно база-эмиттер открытого транзистора 1 и диода 9.

Происходит это потому, что базовая цепь открытого транзистора обладает наименьшим сопротивлением, так как сопротивление перехода база-эмиттер открытого транзистора 1 практически равно нулю, а прямое падение напряжения на диоде 9 меньше прямого падения напряжения на диоде 10'.

Напряжение, которое возникает на выходе выпрямителя 8', недостаточно, чтобы вызвать ток в базовой цепи транзистора 2 и открыть его. Весь ток генератора прямоугольных импульсов 3 протекает в базовой цепи транзистора 1, вызывая рассасывание неосновных носителей из его базы.

Таким образом, в интервале времени 4,-4_г происходит рассасывание неосновных носителей из базы открытого транзистора 1. Транзистор 2 в это время надежно закрыт. Продолжительность интервала времени 4,-4* определяется частотными свойствами транзистора 1 и степенью его насыщения.

4

В момент времени 4 г процесс рассасывания неосновных носителей из базы открытого транзистора 1 заканчивается. Сопротивление перехода база-эмиттер открытого транзистора 1 резко возрастает, а ток в цепи коллектор-эмиттер уменьшается, т.е. транзистор закрывается. В силу того, что возрастает сопротивление перехода базаэмиттер транзистора 1 возрастает и напряжение на выходах выпрямителей 8' и 7. Когда положительное напряжение на выходе выпрямителя 8' превысит суммарное напряжение перехода база-эмиттер транзистора 2 и диода 10', оно вызывает ток в базе транзистора 2 и он открывается. При этом происходит переключение тока из базовой цепи транзистора 1 в базовую цепь транзистора 2, т.е. транзистор 1 будет надежно закрыт отрицательным напряжением с выхода выпрямителя 7, а транзистор 2 открыт положительным напряжением с выхода вы-, прямителя 8 .

Таким образом, схема автоматически определяет промежуток времени, необходимый для рассасывания неосновных носителей, из базы открытого транзистора и по окончании его происходит переключение транзисторов, что исключает возникновение сквозного тока в схеме.

Диоды 11 и 12,шунтирующие транзисторы 1 и 2 служат для возврата реактивной энергии в источник питания при индуктивном характере нагрузки.

В момент времени 4э переключатель 4 вновь изменяет свое положение, подключая генератор прямоугольных импульсов 3 к первичной обмотке трансформатора 6. Процесс открытия транзистора 1 и закрытия транзистора 2 происходит аналогично описанному выше, а именно: в интервале времени 4з—4 4 происходит рассасывание неосновных носителей в базе транзистора 2, по окончании которого в момент времени 4< происходит переключение транзисторов.

Предложенное устройство предотвращает возникновение сквозных токов у последовательно соединенных транзисторов без паузы в управляющих импульсах, когда оба транзистора выключены. В свою очередь это обеспечивает возможность использования транзисторов на их предельных частотных возможностях без специального отбора транзисторов по частотным характеристикам.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Полумостовой транзисторный инвертор, содержащий два силовых транзистора и два управляющих трансформатора, вторичные обмотки которых через выпрямители связаны со входами силовых транзисторов, а первичные обмотки через переключатель соединены с источником управляющего напряже754617

   6

   5

   ния, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, каждый трансформатор выполнен с двумя вторичными обмотками, соединенными с выпрямителями, один из которых подключен через первый диод ко входу силового транзистора одного плеча в отпирающей полярности, а другой подключен через второй диод ко входу силового транзистора

   другого плеча в запирающей полярности,

   причем первый диод имеет прямое падение

   напряжения большее, чем второй диод.