SU873362A1 - Transistor inverter - Google Patents
Transistor inverter Download PDFInfo
- Publication number
- SU873362A1 SU873362A1 SU792840782A SU2840782A SU873362A1 SU 873362 A1 SU873362 A1 SU 873362A1 SU 792840782 A SU792840782 A SU 792840782A SU 2840782 A SU2840782 A SU 2840782A SU 873362 A1 SU873362 A1 SU 873362A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- transistor
- transistors
- output
- shoulder
- input
- Prior art date
Links
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
Description
(54) ТРАНЗИСТОРНЫЙ ИНВЕРТОР(54) TRANSISTOR INVERTER
Изрбретелие относитс к электрртехнике и может быть использовано дл преобразовани посто йнО17О напр жени высокого уровн в Переменное или -посто нное напр жение другого уровн . Известны инверторы и транзисторные ключи с последовательным соединением транзисторов, в которых дл равномерного распределени напр жений между последовательно соединенными транзис торами используютс выравнивак цие цепи 1. Эти инверторы имеют понижен ную надежность из-за того, что указанные выравнивающие цепи не устран ют перенапр жений и сверхтоков в транзисторах в процессах переключени Наиболее близким к предлагаемому. по технической сущности вл етс ин-, вертор, содержащий две цепочки из Nпоследовательно включенных транзисторов , присоединенных к выходному в|Лводу , выравнивающие цепочки, выполнены в виде выпр мителей, причем входы выпр мителей подключен к дополнительным обмоткам выходного трансформатора, а выходы зашунтированы конденсатором и включены между сим метричными относительно выходного вывода точками соединени транзисторов в одной и другой цепочках 2. Из-за разброса времени рассасывани отдельных транзисторов в таком инверторе наблюдаютс перенапр жени на отдельных транзисторах и броски тока через них в процессах переключени . Это приводит к снижению надежности инвертора , увеличению динамических потерь (уменьшению КПД), преп тствует повышению рабочей частоты инвертора. Целью изобретени вл етс повышение надежности инвертора. Цель достигаетс тем, что в транзисторном инверторе, содержащем по ме.ньшей мере один полумост с -N-последовательно соединенными транзисторами , шунтирова 1ными встречно включенными диодами в каждом плече, выходной трансформатор,- дополнительные обмотки которого соединены со входом N-1, выпр мителей, выходы которых шунтированы конденсаторами и св заны с точками соединени транзисторов в плечах полумоста, и формирователи управл ющих импульсов, включенные во входную цепь каждого транзистора, выходы указанных выпр мителей- соединены согласно последовательно, образу цепочку с двум крайними и N-2 промежуточными выводами, причем первый вывод цепочки выпр мителей соединен с точкой соедине1 и первого и второго транзисторов в Первом плече полумоста, последний вывод этой цепочки соединен с точкой соединени последнего и предпоследнег транзисторов во втором плече полумоста , каждый промежуточный К-ый вывод этой цепочки соединен через диоды с точкой соединени транзисторов с номером К+1 и К+2 первого плеча и точкой соединени транзисторов с номером К и К+1 второго плеча, причем выход формировател импульсов каждого , кроме последнего, транзистора первого плеча соединен с запирающим входом формировател импульсов последующего транзистора через введенный элемент задержки, при этом выход формировател импульсов каждого, кроме первого, транзистора второго плеча, соединен с запирающим входом формировател импульсов предцдущего транзистора через введенный элемент задер жки, а выход формировател импульсов последнего транзистора первого плеча и первого транзистора второго плеча соединен через введенный элемент задержки .с отпирающими входами формирователей всех остальных транзисто-. ров второго и первого плеча соответственно . Указанные элементы задержки могут быть выполнены регулируемыми. На фиг.1 приведена принципиальна электрическа схема предлагаемого инвертора в случае последовательного соединени четырех транзисторов в це почке; на фиг.2 диаграммы напр жений токов, пб сн к цие .его работу. Инвертор содержит первое и второе плечо полумоста с последовательно включенными транзисторами Ы и 5-8, емкостный делитель напр жени на конденсаторах 9 и 10. В диагональ моста включена первична обмотка 11 силового трансформатора 12. Ко вторичной обмотке трансформатора подключена нагрузка 13. Трансформатор 12 имеет дополнительные обмотки 14-16, к которвым подключены входы выпр мителей 17-19 с конденсаторами 20-22 на выходах . Выходы выпр г штелей 17-18 соединены последовательно согласно и образуют последовательную цепь, крайние выводы которой подключены к общим точ кам транзисторов 1, 2 и 7,, 8 и через диоды 23 и 24 - к полюсам основного источника питани 25. Первый промежуточный вывод цепи выпр мителей через диоды 26 и 27 подключен к общим точкам транзисторов 2, Зи5, б. Второй промежуточный вывод цепи выпр мителей через диоды 28 и 29 подключен к общи точкам транзисторов 3, 4 и 6, 7. При этом между общими точками транзисторов , св занными с одним выводом цепи выпр мителей оказываютс включенными всегда три транзистора, например транзисторы 3, 4, 5 и 4, 5, 6. Блок управлени 30 содержит формирователи управл ющих импульсов -31-38 дл каждого транзистора. Формирователи имеют входы дл сигнала запирани и сигнала отпирани транзисторов. В каждой цепочке транзисторов выход каждого формировател , начина с формировател , ближайшего к полюсу источника питани (с формирователей 31 и 38 соответственно ) , соединен с запирак дим входом следующего формировтале через элемент задержки 39-44. Выход последнего формировател одного плеча (формирователи 34 и 35) через элемент задержки 45 или 46 соединен со всеми отпирающими входами формирователей дру-, гого плеча. Запирающий вход 47 формировател 31 вл етс входом дл сигнала запирани цепочки транзисторов 1-4 . Запирающий вход 48 формировател вл етс входом дл сигнала запирани цепочки транзисторов 5-8. Диоды 4954 включены встречно параллельно транзисторам дл обеспечени работы на активно-индуктивную нагрузку. Резисторы 55-58 улучшают распределение на1пр жени между транзисторами. Инвертор работает следующим образом . Количество витков дополнительных обмоток 14-16 выбираетс таким образом , чтобы напр жени на выходе каж-. дого выпр мител иgj,,f,p равн лись Un 14, где Ufi - напр жение источника питани 25. Пусть в исходном состо нии транзисторы 1-4 открыты, а транзисторы 5-8 закрыты, что соответствует интервалу (t(j, ц) на фиг. 2. На этом интервале потенциал Up выходного вывода (общей точки соединени двух транзисторных цепочек) близок к Un/ ток первичной обмотки -frp трансформатора нарастает, напр жени Ц-Уд. на транзисторах 1-4 близки к нулю. Диоды 26, 28, 24 закрыты, так как к первому приложено напр жение с конденсатора 20, ко второму - с конденсаторов 20 и 21, а к третьему приложению напр жение УП - 3Uej,inp. На коллектор транзистора 6 через диод 27 подаетс потенциал Ufj -Ug(,inp , на коллектор транзисгтора 7 через диод 20 - потенциал l)f, - ,, , на коллектор транзистора 8 - потенциал Urj- 3Ue,t, . Таким образом на данном интервале напр жени коллектор эмиттер УЗ -и транзисторов 5-8 определ ютс напр жени ми на выходе вспомогательного выпр мителей и равны В некоторалй момент подаетс сигнал запирани на вход 47 формировател 31, затем через элемент задержки на запирающий вход формировател 32 и т. д. При этом запирающие сигналы на базы транзисторов 1-4 подаютс поочередно, начина с транзистора 1. Величина задержки подачи запирающего сигнала дл очередного транзистора выбираетс больше, чем врем рассасывани предыдущего транзистора. Через некоторое врем после подачи сигнала на вход 47 (по истечении времени рассасывани ) в момент i происходит запираете транзистора I. На следующем интервале (Ц t4 ) открыты транзисто1 л 2-4, остальные транзисторы закрыты. Ток на чинает заьшкатьс по цепи:транзисторы 2-4, конденсаторы 20-22, диод 24. Выходной вывод имеет потенциал Up -3Ug{,ffl К выключенному транзистору 1 при этом прикладываетс напр жение Un - , напр жение на транзисторе 8 падает до нул , так как диод 24 открываетс . Диоды 26 и 28 по-прежнему закрыты. На коллекторы транзисторов 5, б и 7 через открытые диоды 27 и 29 подаютс потенциалы выводов цепи выпр мителей. Потенциал коллектора транзистора- 5 равен 3Uef,,np , транзистора 6 - 2Ug,np , транзистора 7 -Ug{,inp . Таким образ.ом, на этом интервале напр жени на всех транзисторах равны Ufj /4.The device is related to electrical engineering and can be used to convert a constant-17O high voltage level to an alternating or constant voltage of another level. Inverters and transistor switches with series-connected transistors are known in which chain alignment 1 is used to evenly distribute voltages between series-connected transistors. These inverters have reduced reliability because these equalizing circuits do not eliminate overvoltages and overcurrents in transistors in switching processes. Closest to the proposed one. by its technical essence, it is an in- and out-turn, containing two chains of N-series-connected transistors connected to the output in | Lvod, the equalizing chains are made in the form of rectifiers, the rectifier inputs are connected to the additional windings of the output transformer, and the outputs are bypassed by a capacitor and included between the symmetric with respect to the output output of the points of connection of the transistors in one and the other chain 2. Because of the variation in the absorption time of individual transistors in such an inverter are given overvoltage on individual transistors and current surges through them in the switching process. This leads to a decrease in the reliability of the inverter, an increase in dynamic losses (decrease in efficiency), and prevents the increase in the operating frequency of the inverter. The aim of the invention is to increase the reliability of the inverter. The goal is achieved by the fact that in a transistor inverter containing at least one half-bridge with -N-series-connected transistors, shunt by 1 opposite-connected diodes in each arm, the output transformer, the additional windings of which are connected to the input N-1, rectifiers The outputs of which are bridged by capacitors and connected to the connection points of the transistors in the half-bridge arms, and the control pulse drivers connected to the input circuit of each transistor, the outputs of these rectifiers are connected to transparently in series to form a chain with two extreme and N-2 intermediate leads, with the first output of the rectifier chain connected to the connection point of both the first and second transistors in the First shoulder of the half bridge, the last output of this chain is connected to the connection point of the last and the second to last transistors in the second shoulder half-bridge, each intermediate K-th output of this chain is connected through diodes to the connection point of the transistors with the number K + 1 and K + 2 of the first arm and the connection point of the transistors with the number K and K + 1 of the second shoulder, The output of the pulse driver of each, except for the last, transistor of the first shoulder is connected to the locking input of the pulse former of a subsequent transistor through the input delay element, while the output of the driver of each pulse, except the first, of the second transistor, is connected to the locking input of the pulse former of the previous transistor through the input element delay, and the output of the pulse former of the last transistor of the first shoulder and the first transistor of the second shoulder is connected through the input element delay ment. with unlocking inputs of drivers of all other transistors. the ditch of the second and first shoulders, respectively. These delay elements can be made adjustable. Figure 1 shows the circuit diagram of the proposed inverter in the case of a series connection of four transistors in a circuit; Figure 2 shows the current voltage diagrams, pb sn to qie its work. The inverter contains the first and second half-bridge shoulders with series-connected transistors S and 5-8, a capacitive voltage divider on capacitors 9 and 10. The diagonal of the bridge includes the primary winding 11 of the power transformer 12. A load 13 is connected to the secondary winding of the transformer. Transformer 12 has additional windings 14-16, to which the inputs of rectifiers 17-19 with capacitors 20-22 at the outputs are connected. The outputs of the rectifier shafts 17-18 are connected in series according to and form a series circuit, the extreme terminals of which are connected to common points of transistors 1, 2 and 7 ,, 8 and through diodes 23 and 24 to the poles of the main power source 25. The first intermediate output of the circuit The rectifiers through diodes 26 and 27 are connected to common points of transistors 2, Z5, b. The second intermediate output of the rectifier circuit through diodes 28 and 29 is connected to the common points of the transistors 3, 4 and 6, 7. Moreover, between the common points of the transistors connected to one output of the rectifier circuit, always three transistors are turned on, for example, transistors 3, 4 , 5 and 4, 5, 6. The control unit 30 contains control pulse drivers -31-38 for each transistor. The drivers have inputs for the lock signal and the unlock signal for the transistors. In each chain of transistors, the output of each driver, beginning with the driver, closest to the power supply pole (from drivers 31 and 38, respectively), is connected to the locking input of the next driver through delay element 39-44. The output of the last driver of one arm (drivers 34 and 35) through the delay element 45 or 46 is connected to all unlocking inputs of the drivers of the other, googoy shoulder. The locking input 47 of the driver 31 is the input for the lock signal of the chain of transistors 1-4. Shaper's 48 input is the input to the lock signal of the transistor chain 5-8. Diodes 4954 are connected in parallel to the transistors to provide operation at an active-inductive load. Resistors 55-58 improve the distribution of the voltage across the transistors. The inverter works as follows. The number of turns of the additional windings 14-16 is selected in such a way that the output voltage is each. The rectifier and gj ,, f, p were equal to Un 14, where Ufi is the voltage of the power supply 25. Let the transistors 1-4 open in the initial state and the transistors 5-8 closed, which corresponds to the interval (t (j, n ) in Fig. 2. At this interval, the potential Up of the output terminal (the common point of connection of two transistor circuits) is close to Un / the primary current of the transformer -frp current rises, the voltage of C-Ud on transistors 1-4 is close to zero. , 28, 24 are closed, as the voltage from the capacitor 20 is applied to the first one, from the capacitors 20 and 21 to the second, and to the third application APU - 3Uej, inp. To the collector of transistor 6 through the diode 27, the potential Ufj –Ug is supplied (, inp, to the collector of transistor 7 through the diode 20 - potential l) f, - ,,, to the collector of transistor 8 - potential Urj- 3Ue , t,. Thus, at this voltage range, the collector emitter of ultrasonic and transistors 5-8 are determined by the voltages at the output of the auxiliary rectifiers and are equal. At some instant, a lock signal is applied to the input 47 of the driver 31, then through the delay element to the locking the input of the driver 32, etc. At the same time, the locking signals to the base of the transistor s 1-4 are provided alternately, starting with the transistor 1. The feed blanking signal delay quantity for the next transistor is selected larger than the resorption time of the previous transistor. Some time after the signal is sent to input 47 (after the absorption time elapses) at time i, you lock the transistor I. At the next interval (C t4), transistors 2-4 are open, the other transistors are closed. The current starts to fail in the circuit: transistors 2-4, capacitors 20-22, diode 24. The output terminal has potential Up -3Ug {, ffl The un-voltage applied to the transistor 1 is applied, the voltage across the transistor 8 drops to zero as diode 24 opens. Diodes 26 and 28 are still closed. The collectors of the transistors 5, b and 7 through the open diodes 27 and 29 are applied to the potential of the outputs of the rectifier circuit. The collector potential of transistor 5 is 3Uef ,, np, transistor 6 is 2Ug, np, transistor 7 is Ug {, inp. Thus, in this interval, the voltage across all transistors is Ufj / 4.
В момент ij происходит запирание транзистора 2. На следующем интервале ( trj/ Э остаютс открытыми транзисторы 3 и 4. Дисзд 26 открываетс , диод 27 закрываетс замыкаетс по цепи: транзистора 3 и 4, диод 26, конденсаторы 21 и 22, диод 24. Выходной вывод имеет потенциал Up ивыпр к выключенному транзистору 1 приложено напр жение ип - %binf. к транзистору 2 - напр жение ,(пр с конденсатора 20. Напр жение на коллекторе транзистора 8 по-прежнему близко к нулю, потенциал коллектора транзистора 7 равениб(,щр , поэтому напр жение коллектор-эмиттер транзистора 7 равно Uq/4. , .суммарное напр жение на транзисторах 5 и 6 Uj + и также рашно Ир/д. , и в целом напр жени на закрытых транзисторах не превышает 1/„/4 . В момент t запираетс транзисторAt time ij, transistor 2 locks up. At the next interval (trj / O, transistors 3 and 4 remain open. Dismid 26 opens, diode 27 closes and closes along the circuit: transistor 3 and 4, diode 26, capacitors 21 and 22, diode 24. Output the output has the potential Up ivypr to the switched off transistor 1 applied voltage un -% binf. to transistor 2 - voltage, (right from capacitor 20. The voltage on the collector of transistor 8 is still close to zero, the collector potential of transistor 7 is equal to ((, schr, so the collector-emitter voltage of transistor 7 is equal to Uq / 4., The total voltage across the transistors 5 and 6 Uj + and also equal to Ir / d., And in general the voltage on the closed transistors does not exceed 1/4 /. At the moment t, the transistor is locked
3. На следующем интервале (t5tt4 остаетс открытым только один транзистор 4. Ток замыкаетс по, /цепи транзистор 4, диод 28, конденсатор 22, диод 24. Выходной выводимеет потенциал Up-Ug(,ir,p , к коллектору: Транзистора 2 приложен потенциал Зивь,, к коллектору 3 - 2Ug(,,f,p, поэтому напр жение на закрытых транзисторах 1-3 не превышает Of,4 Суммарное напр жение на закрытых транзисторах 5-7U5 +Uf, +U7 Uj,t,,np , напр жение на транзисторе 8 близко к нулю. В момент -t. запираетс последний транзистор 4 и одновременно включаютс все транзисторы другой цепочки 5-8, Элементы задержки 45 и 46 при этом предотвращают по вление сквозных токов. Процессы в схеМе .протекают далее аналогично описанным. .3. In the next interval (t5tt4, only one transistor remains open 4. The current is closed across, / the circuit of transistor 4, diode 28, capacitor 22, diode 24. The output terminal has potential Up-Ug (, ir, p, to collector: Transistor 2 is applied potential Ziv ,, to collector 3 - 2Ug (,, f, p, so the voltage on closed transistors 1-3 does not exceed Of, 4 The total voltage on closed transistors 5-7U5 + Uf, + U7 Uj, t ,, np , the voltage on the transistor 8 is close to zero. At time t, the last transistor 4 is locked and all the transistors of the other chain 5-8 are turned on at the same time, the elements ki 45 and 46 thus prevent the occurrence of through currents. The processes in scheme .protekayut similarly described hereinafter..
В кривой TOKa-f p на фиг. 2 имеютс колебательные импульсы тока зар да конденсаторов 20-22.. In the TOKa-f p curve in FIG. 2, there are oscillatory pulses of charge current of capacitors 20-22 ..
Элементы задержки 39-41 и 42-44 могут быть выполнены регулируемыми. При этом по вл етс возможность регулировани выходного напр жени инвертора .The delay elements 39-41 and 42-44 can be made adjustable. In this case, it is possible to control the output voltage of the inverter.
В соответствии с изложенными принципами могут быть построены другие инверторные схемы. Например, однофазна гvк cтoвa схема инвертора будет иметь четыре попарно соединенные цепочки, кажда из N-последовательно соединенных транзисторов, и соответственнЬ две последовательные цепи выпр мителеIn accordance with the stated principles, other inverter circuits can be constructed. For example, a single phase gvk circuit of an inverter will have four pairwise connected chains, each of N-series-connected transistors, and a corresponding two successive circuits of the rectifier
Предлагаемый инвертор по сравнению с известным имеет более высокую надежность , так как в нем устранены перенапр жени на отдельных транзистора и броски тока через них в процессах переключени . Кроме того, новое построение схемы уменьшает динамические потери в транзисторах, увеличивает при прочих равных КПД инвертора и позвол ет увеличить рабочую частоту.The proposed inverter has a higher reliability than the known one, since it eliminated overvoltages on individual transistors and current surges through them in switching processes. In addition, the new construction of the circuit reduces the dynamic losses in the transistors, increases, other things being equal, the efficiency of the inverter and allows an increase in the operating frequency.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU792840782A SU873362A1 (en) | 1979-11-13 | 1979-11-13 | Transistor inverter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU792840782A SU873362A1 (en) | 1979-11-13 | 1979-11-13 | Transistor inverter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU873362A1 true SU873362A1 (en) | 1981-10-15 |
Family
ID=20859681
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU792840782A SU873362A1 (en) | 1979-11-13 | 1979-11-13 | Transistor inverter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU873362A1 (en) |
-
1979
- 1979-11-13 SU SU792840782A patent/SU873362A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SU873362A1 (en) | Transistor inverter | |
US3483462A (en) | Inverters operable with a wide range of load impedances | |
US4191993A (en) | Inverter comprising at least two controllable load thyristors | |
US3390322A (en) | Phase controlled inverter | |
SU1725356A1 (en) | Dc voltage converter | |
SU877748A2 (en) | Self-sustained voltage inverter | |
SU364102A1 (en) | 11ATENISH "TGH;:;; G: - G - ',' -;:, he. - • .-% --- •. | |
SU1439553A1 (en) | Device for stabilizing a.c. voltage | |
RU1803964C (en) | Device for feeding pulse energy consumers | |
RU1795533C (en) | Bridge-type inverter | |
RU1778895C (en) | Frequency converter | |
SU1112506A1 (en) | Single-phase thyristor converter with artificial switching | |
SU692022A2 (en) | Pulse former for controlling high-voltage controlled rectifiers | |
SU970591A1 (en) | Two-cycle shaper for control of inverter thyristors | |
SU1132333A1 (en) | Versions of self-excited inverter | |
US4218731A (en) | Inverter comprising at least two controllable load thyristors | |
US4575672A (en) | Chopped power supply converter | |
SU725166A2 (en) | Arrangement for inverse regulation of dc voltage on two series-connected loads | |
SU1179499A1 (en) | Single-phase reversible converter with artificial switching | |
SU1302421A1 (en) | Synchronized pulse generator | |
SU1200406A1 (en) | Device for switching capacitor | |
SU955457A2 (en) | Two-cell series inverter | |
SU1575279A1 (en) | Thyristor voltage inverter with artificial commutation | |
SU1262657A1 (en) | D.c.converter | |
SU1390739A1 (en) | D.c. voltage converter |