Инвертор

дарстввевй юэатвтавта Атеввтрвв 6 Ыдвлаи хввврвтваАн втврмтхА цублнковано 25.0 8.77.бтоллетеньания описания 12,10.77 45) Дата опубли л сс 72) Автор изобратенн Завь яло(54) ИНВЕРТ Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано пря построении вторичных источников пн-тания.Обычный составной транзисторньлй ключ, 5применяемый в инверторе, обладает повышенными статическими потерями, для его. насыщения применюот схему с источникомсмещения, вводимым в управляющую. цепьсилового трахвистора. Этим источником может быть источник тока, в другом случаеисточник напряжения,В схеме усилителя мощности в качествеисточника смещения используется токовыйтратя:форматор, первичная обмотка которого 35включена в цепь нагрузки, а вторичнаяв управляющую цепь силового транзистора последовательно с переходом коллектор-амиттер управлюошего транзистора 111.Недостаток схемы состоит в том, что 20ввиду наличия жесткой связи между токамив обмотках токового трансформатора силовой транзистор постоянно находится. в режиме глубокого насыщения при любых токах нагрузки,а в этом нет необходимости,так как фактический коэффициент усиления транзистора по току зависит от тока нагруз ки, В результате увеличиваются статические потери в базовой цепи силового транзистора, Кроме того, в схеме возникаютсквозные токи. Это связано с тем, что . переключение транзисторов из режима насыщения в режим отсечки происходит с некоторой задержкой, вызванной рассасыванием неосновных носителей в области базы. Это приводит к увеличению динамических потерь.В схеме инвертора в качестве источни ка смещения использованы обмотки выход ного трансформатора напряжения 121, В этой схеме глубина насыщения силового транзистора стабилизирована на определенном уровне путем выборанеобходимой вщтичины напряжения смешения. Однако переключение транзисторов в зону отсечки также происходит нз зоны насьцпения, поэтому процесс выключения силового транзистора происходит с некоторой задержкой, определяемой временем рассасывания неоснов,ных носителей.5701713Для устранения сквозных токов необходимо. принимать специальные меры, связацныас введением задержки на включение транзисторов, что спожно и в ряде случаев недопустимо. 6Бель изобретения - уменьшение динамических потерь путем предварительного вывода транзистора из области насыщения в активную область перед включением,Это достигается тем, что формирователь Оуправляющих импульсов и формировательнапряжения смещения образуют цепь "ведущий- ведомый, причем формирователь напряжения смешения является ведущим и соединен с формирователем управляющих им- йпульсов, через эцемент задержки.В результате такого включения в цепибазы силового транзистора формируется токступенчатой формы, который в течение почти всего открытого полупериода обеспечивает работу транзистора в режиме насыщения,Незадолго до момента переключения транзистора (за 10-20 Мкс) сигнал источника смещения изменяет свой знак, в результате чего транзистор выходит в актиьную область Фи ток базы резко уменьшается (эа счет увеличения фактического коэффициента усиленияпо току), Таким образом, избыточные носители в области базы рассасываются наинтервале открытого состояния и не оказывеют влияния на процесс выключения транзистора, который проходит беэ задержки, ив схеме не создается условий для протеканиясквозных токов.На фиг. 1 изображена схема инверторав полумостовом варианте, на фиг. 2 - временш е диаграммы,Инвертор содержит составные транзисторные ключи 1,2 на силовых и вспомогательных транзисторах, формирователь 3напряжения смешения (источник смещения)с выходным трансформатором 4, элементзадержки 5 и формирователь 6 управлаощих импульсов (источник управлюОших сиг:)цналов). В данном случае он выполнен странсформаторным выходом (трансформатор7), но в общем случае может быть посерь,ен по схеме с гальваническими связями.Второе плечо схемы образовано конденса- щ.управляющих транзисторов ограничены резисторами, а их управляющие переходышунтированы диойами для, обесцечения надежного эапирания силовых транзисторов. ИПолярности напряжения, обозначенныена схеме, соответствуют открытому состоянию ключа 1 и закрытому состояниюключа 2.Инвертор работает следующим образом, Ю Предположим, что ключ 1 открыт, а ключ 2 закрыт, В течение большой части полупериода напряжение на втооичной обмотке трансформатора 4 (х 1 В: компенсирует падение напряжения на переходе коллектор - эмиттер управляющего транзистора ключа 1. При этом напряжение на переходе база-коллектор силового транзистора имеет положительную полярность (плюс на базе), что соответствует его работе в режиме насыщения. Ток базы (1 ) силового транзистора равен 3/(З,ч,где 3 - ток коллектора /5 - коэффициент усйления по то.стку в режиме насыщения. В определенный момент времени происходит изменение полярности сигнала смещения ( О ), При этом изменяется знак напряжения на переходе база-коллектор силового транзистора, что соответствует выходу рабочей точки иэ области насыщения в активную область (минус на базе относительно коллектора). Это приводит к увеличению коэффициента усиления транзистора и скачкообразному уменьшению базового тока до величиНы 3, ф, где ф - коэффициент усиления по току в активной области. Избыточные носители в области базы исчезают, транзистор подготовлен к процессу выключения. Через некоторое время Ьопределяемое схемой задержки, происходит изменение полярности управляющего сигнала ( Ц ), что приводит к мгновенному переключению транзисторных ключей 1, 2. Выдержка времени ь должна превышать максимально возможное врем рассасывания избыточных носителей в силовых транзисторах (примерно 10 Мкс). После изменения полярности сигнала Ц процессы в схеме повторяются: ключ 1 запирается, а ключ 2 отпирается.Следовательно, при такой схеме управления, обеспечивается оптимальная работа составных транзисторных ключей в различных усилителях мощности, выполненных , по мостовой схеме или по схеме со средней точкой трансформатора.Формула изобретенияИнвертор, состоящий из составных управляемых ключей, образованных основными и вспомогательными транзисторами, базовые цепи которых соединены с обмотками управления, связанными с формирователек управля" .юших импульсов, а последовательно с иере- ходом эмиттер-коллектор каждого из вспомогательных транзисторов включена соответствующая обмотка смешения, причем обмотки смешения связаны с формирователем570171 Фиг,8оставитель Г, Огнев Техред Н, Андрейчу р Т, Загребельная ектор А. Кравчеик 917 Подписное а Совета Министров СССР й и открытийаушская наб., д. 4/5 3071/49БНИИПИ Государственного комитетпо делам изобрете113035, Москва, Ж, Р Тира лиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная,5напряжения смешения о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью уменьшениа динамических потерь, указанные формирователи образуют цепь сведущий-ведомый,причем формирователь напряжения смещения являет. ся ведущим и саединен с формирователем управляющих импульсов через элемент задержки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Коссов О, А., Усилители мощностина транзисторах в режиме переключателей, 5 "Энергия, М. 1971, с. 114-115. 2. Сб. Электройая техника и автома.тика, вып, 3,1972, с.141