Мостовой транзисторный инвертор

СОЮЗ СОВЕТСНИСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 09) (И) щ) Н 02 М 7/538 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И, ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ И(61) 1051675(5 б) Авторское свидетельство СССР У 1051675, кл. Н 02 М 7/5387, 1982. (54) МОСТОВОЙ ТРАНЗИСТОРНЫЙ ИНВЕРТОР (57) Изобретение относится к электротехнике и м.б. использовано при проектировании вторичных источников питания. Цель - повышение быстродействия Инвертор выполнен по мостовой схеме на силовых транзисторах 1-4,2зашунтированных обратными диодами 9- 12 Управляющие входы силовых транзисторов 1-4 подсоединены к силовым, цепям дополнительных транзисторов 5- 8. Введение цепей нелинейной отрицательной обратной связи, состоящих иэ зарядных 33, 34 и разрядных 35, 36 диодов н конденсаторов 37, позволяет осуществить автоматическое ограничение степени насыщения силовых транзи+ сторов 1-4. Дополнительное уменьшение времени выключения силовых транзисторов 2-4 достигается эа счет подачи на нх базы запирающих импульсов.45 Изобретение относится к электротехнике, может быть использовано преимущественно в преобразователях постоянного напряжения в постоянное, другой величины и является усовершенСтвованием изобретения по авт. св. В 1051675.Цель изобретения - повышение быстродействия. 1 ОНа чертеже представлена принципи= фьная электрическая схема инвертора.Иостовой транзисторный инвертор 1 одержит силовые и-р-и-транзисторы 1-4, дополнительные и-р"и-транзисторы 5-8, обратные диоды 9-12, блоки 13-16 управления, диоды 17-20, рези-. - сторы 21-24 и нагрузку 25.В мостовой инвертор введены источник 26 постоянного напряжения, допол О нитепьный диод 27, зарядный дроссель 28, а также идентичные цепи 29-32 не" линейной отрицательной обратной связи (по числу силовых транзисторов). Каждая из этих цепей содержит первый 33 и второй 34 зарядные диоды, первый 35 и второй 36 разрядные диоды, конденсатор 37 и разрядный резистор 38. При этом диоды 9-12 шунтируют соответствующие силовые транзисторы 1-4, О блоки 13-16 соединены с базами сило,вых ключей. Базы и-р-и-транзисторов 5 и 7 верхних плеч через резисторы 21 и 22 соединены с катоцами диодов 18 и 20. Базы и-р-п-транзисторов 6 и 8 нижних плеч через резисторы 23 и 24 35 ,соединены с анодами диодов 17 и 19 в ве 1 хнйх плечах.1Отрицательный полюс источника 26 подключен к отрицательному входному 40 выводу. К положительному полюсу ис точника 26 через дроссель 28 подключены аноды каждого из зарядных диодов 33, катоды которых соединены не.посредственно с анодами соответствующих разрядных диодов 35. Последние через соответствующие конденсаторы 37 подключены к точкам соединения катодов соответствующих разрядных диодов 36 с анодами зарядных диодов 50 34. Катоды последних соединены с змитер терами соответствующих силовых транзисторов 1-4, которые через соответствующие разрядные резисторы 38 подключены к анодам соответствующих диодов 36 и к базам транзисторов 1-4. При этом между эмиттерами силовых транзисторов 2 и 4 нижних плеч и отрицательным входным выводом включен в проводящем направлении дополнительный диод 27,Инвертор работает следующим образом (рассмотрим симметричный законкоммутации).С приходом положительных импульсовот блоков 14 и 15 отпираются транзисторы 2 и 3. Ток нагрузки 25 протекает по цепи: положительный входной вывод - силовой транзистор 3 - диод19 - нагрузка 25 - диод 18 - силовойтранзистор 2 - диод 27 - отрицательный входной вывод, транзистор 5 отпирается и шунтирует выход блока 13 управления и базовую цепь транзистора1. Благодаря этому включение транзистора 1 невозможно до тех пор, покаоткрыт транзистор 2, что исключаетвозможность протекания сквозного токачерез левую (по схеме на фиг. 1) стойку инвертора,При отпирании транзистора 5 на базу транзистора 1 передается отрицательный запирающий импульс с амплитудой,примерно равной Еь = Е- Е, гдеЕ,4 и Е - соответственно падения напряжения на открытых диоде 18 и транзисторе 5, при этом Ет,Е. Наличиезапирающего импульса Е ая обеспечивает уменьшение времени выключения транзистора 1.Аналогично при отпирании транзистора 3 отпирается и-р-п-транзистор 8,он шунтирует выход блока 16 и цепь базы транзистора 4,В результате исключается возможность включения транзистора 4 до техпор, пока открыт транзистор 3; зтоаналогично предыдущему исключает воэможность протекания сквозного токачерез правую стойку инвертора,При отпирании транзистора 8 набазу транзистора 4 (в отличие от известного устройства) передается отрицательный запиранзций импульс с амплитудой Еьдп = Ед - Е, где Е и Еа -соответственно падения напряжения наоткрытых диоде 27 и транзисторе 8,при этом Е 7Еа. Наличие запирающего импульса Е ц обеспечивает уменьшение времени выключения транзистора4 (что не достигается в известномустроистве)При отпирании транзистора 2 начи-,нается резонансный заряд конденсатора 37 в цепи 29 по контуру: источник 26 в дроссель 28 - диоды 34 и 33 - диоды 17 и 18 - транзистор 2 - диод 27.158.589 Конденсатор 37 в цепи 29 заряжается до максимального напряжения, примерно равного Ет = 2 Ещ - (Е зз + Ез 4 + + ЕЕ + Е, + Е; ; где Еэ ф Еьф р ф Ее и Е - соотнетст5 венно падения напряжения на открытых диодах 33, 34, 17, 18 и 27; Е д " напряжение источника 26; Е - напряжение на открытом транзисторе 2 (напря" жение Еб у источника 26 выбирается намного меньшим,чем напряжение иа" входных выводах, поэтому при запертых транзисторах 1-4 диоды 33 заперты). Одновременно вследствие понижения потенциала коллектора транзистора 2 отпирается диод 35 н цепи 30. При этом происходит разряд ранее заряженного конденсатора 37 и н цепи 30 по контуру: диод 35 - промежуток коллектор в эмиттер транзистора 2 - резистор 38 - диод 36, диод 34 при этом заперт, Ток заряда конденсатора 37, протекающий через резистор 38 и базаэмиттерный переход транзистора 2 направлен навстречу току, поступающему от блока 14 управления. Поэтому результирующий ток базы транзистора 2 уменьшается. Это уменьшение выражено тем больше, чемменьше падение напряжения на промежутке коллектор - змитер тер транзистора 2, т.е. чем больше степень его насьпцения. В результате степень. насыщения поддерживается более или менее постоянной, например,при изменении температуры окружающей 35 среды или при нестабильности амплитуды импульсов запуска. Аналогичные процессы происходят и в базовой цепи транзистора 3, через резистор 38 в цепи 31 протекает ток разряда менее 40 заряженного конденсатора 37. В резуль тате достигается существенное уменьшение времени выключения транзисторов 2 и 3.В следующем цикле, когда закаичи ваются импульсы, поступающие от блоков 14 и 15, под действием управляющих импульсов, поступающих от блоков 14 и 15, под действием управляющих импульсов, поступающих от блоков 13 50 и 16, включаются транзисторы 1 и 4, При этом отпираются транзисторы 6 и 7, которые шунтируют аналогично описанному выходы блоков 14 и 15, при 2 6этом на базы транзисторов 2 и 3 подаются отрицательные запирающие импуль сы, Ток через нагрузку 25 протекает в направлении, противоположном направлению тока н предыдущем цикле. Далее при попеременном включении транзисторон 2-4 процессы повторяются,Применение дросселя 28 позволяет повысить КПД процессов заряда конденсаторов 37 н цепях 29-32. " Резисторы 39-42, шунтирующие промежутки база - эмиттер транзисторов 5-8, обеспечина" ют более стабильный режим работы при колебаниях величины обратного тока коллектора.Формула и з обр ете нияМостовой транзисторный инвертор по ант. св. У 1051675, о тли ч ающ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия, н него введены источник постоянного напряжения, дополнительный диод, зарядный дроссель, а также идентичные цепи нелинейной отрицательной обратной связи, каждая из которых содержит первый и второй зарядные диоды, первый и второй разрядные диоды, конденсатор и разрядный резистор, при этом отрицательный вывод источника постоянного напряжения подключен к отрицательному входному выводу, а положительный нынод через зарядный дроссель подключен к анодам первых зарядных диодов, катоды каждого из которых соединены .с анодами соответствующих первых разрядных диодов и через соответствующие конденсаторы подключены к точкам соединения катодов соответствующих вторых разрядных диодов с анодами соответствующих вторых зарядных диодов, катоды которых соединены с эмиттерами соответствующих силовых транзисторов, которые через соответствующие разрядные резисторы подключены к анодам соответстнуюпдх вторых разрядных диодов и к базам транзисторов, при этом соединение эмиттеров силовых транзисторов нижних плеч с отрицательным входным выводом осуществляется через прямо- смещенный дополнительный диод.