Транзисторный инвертор

0% ОВ СООЗ СОВЕТСКИХСВИМИШЮепехРЕСПУБЛИК заа Н 02 М 7/537 РЕТЕН АВТОРСКОМУ ЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(54)(57) ТРАНЗИСТОРНЫЙ ИНВЕРТОРпо авт.св. 9902179, о т л и.ч а ющ и й с я тем, что, с целью уменьшения времени выключения силовыхтранзисторов и снижейия мощностипотерь, введены три диода, транзистор и резистор, аноды диодов объединены и соединены с базой транзистораи одним выводом введенного резистора,другой вывод которого, соединенныйс эмиттером транзистора, подключенк эмиттерам первой пары вспомогательных транзисторов, при этомколлектор транзистора соединенс эмиттерами силовых транзисторов,катоды диодов соединены соответственно с коллекторами силовых транзисторов, а катод третьего диодасоединен с источником отпирающегонапряжения.Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в систсмах электропитания и электропривода для преобразования постоянного напряжения в переменное посредством двухтактных транзисторных инверторов.По основному авт,св.9902179 из" вестен транзисторный инвертор, со держащий задающий генератор с двухтактным выходом, две пары вспомогательных транзисторов и двухтактный усилитель мощности на двух силовых транзисторах, эмиттеры каждого из 15 которых соединены с входным выводом инвертора, а базы связаны с этим входным выводом через первый вспомогательный транзистор, ограничительный резистор и источник отпирающе го напряжения и через второй вспомогательный транзистор противоположного типа проводимости, ограничительный резистор и источник запирающего напряжения, причем базы вспомогательных транзисторов связаны с выходами задающего генератора, при этом коллекторы первого и второго вспомогательных транзисторов в каждой паре объединены и соединены не посредственно с базами силовых транзисторов соответственно, эмиттеры первых вспомогательных транзисторов объединены и через первый ограничительный резистор и источник отпираю- щего напряжения соединены с эмиттерами силовых транзисторов, эмиттеры вторых вспомогательных транзисторов объединены и через второй ограничительный резистор и источник запирающего 40 напряжения соединены с "эмиттерами силовых транзисторов, между базами вспомогательных транзисторов каждой пары включены дополнительные резисторы, база каждого из вспомогатель ньис транзисторов соединена с выходом логической ячеййи И-НЕ, вход которойсоединен с одним из выходов задающего генератора, а цепь питания логичес ких ячеек соединена .с эмиттерами си ловых транзисторов Р 3. В данном транзисторном инверторе включение силовых транзисторов производится норйированним током а выклюЭ55 чение форсировано. Однако величина тока включения силовых транзисторов ,выбирается из условия разброса коэффициента усиления и изменения величины тока коллекторов Я,). Производственная величина разброса р силовых транзисторов колеблется в весь-, ма больших пределах (10-100), а при воздействии температурных градиентов величинаизменяется от 5 до 150 и более. Изменение тока Д обусловлено изменением величины нагрузки и может изменяться от нескольких миллиампер до нескольких ампер и более.Исходя из упомянутых величин включающий ток базы силовых транзисторов можно значительно превысить ток 3, при этом силовые транзисторы входят в режим глубокого насьпцения, и время выключения силовых транзисторов даже при их форсированном выключении весьма велико. Цель изобретения - уменьшение времени выключений силовых транзисторов при одновременном снижении мощности потерь.Цоставленная цель достигается тем, что в транзисторный инвертор введены три диода, транзистор и резистор, аноды диодов объединены и соединены с базой транзистора и одним выводом введенного резистора, другой вывод которого, соединенный с эмиттером транзистора, подключен к эмиттерам первой пары вспомогательных транзисторов,.при этом коллектор транзистора соединен с эмиттерами силовых транзисторов, катоды первых двух диодов соединены соответственно с коллекторами силовых транзисторов, а катод третьего диода соединен с источником отпирающего напряженияНа чертеже изображена принципиальная электрическая схема транзисторного инвертора.Транзисторный инвертор содержит задающий генератор 1 с двухтактным выходом, состоящий из автогенератора 2, выход которого подключен к счетному входу триггера 3, прямой и инверсный выходы которого соединены с первыми входами логичес. ких ячеек И-НЕ 4 и 5, другие два входа которых соединены с цепью управления или регулирования инвертора, а выходы подключены непосредственно к базам первых вспомогательных транзисторов 6 и 7, эмиттеры которых объединены и подключены к эмиттеру транзистора 8, который подключен к одному вывоДу первого ограничительного резистора 9 и к одному выводу резистора 10. Коллекторы первых вспомогательных транзисторов 6 и 7 подключены соответственно к базам силовых транзисторов11 и 12 усилителя мощности 13 и коллекторам вторых вспомогательныхтранзисторов 14 и 15, противоположного по отношению к первым типа проводимостиЭмиттеры транзисторов14 и 15 подключены к одному вьводувторого ограничительного резистора16. Базы транзисторов 14 и 15 черезпараллельно включенные резисторы17 и 18 и конденсаторы 19 и 20 резистивно-емкостных делителей подключены к соответствующим базам транзисторов 6 и 7, а через другие резис.торы 21 и 22 указанных резистивноемкостных делителей связаны с вторымвыводом резистора 16 и подключенык отрицательному выводу источниказапирающего напряжения, выполненногов виде выпрямителя 23. Положительныйвывод источника отпирающего напряжения 24 соединен с вторым выводом резистора 9 и катодом диода 25, анодкоторого соединен с анодами диодов26 и 27 и подключен к базе транзистора 8, база которого подключена кдругому вьводу резистора 10. Катодыдиодов 26 и 27 соответственно подключены к коллекторам силовых транзисторов 11 и 12, эмиттеры которыхобъединены и подключены к одномувыводу 28 инвертора 29, имеющегодругой вывод. Вывод 28 подключен к 35объединенным анодам диодов 30 и 3 1,шунтирующих базоэмиттерные переходытранзисторов 11 и 12. Другой вьводинвертора подключена к среднейточке первичной обмотки трансформатора 32, которая подключена к одномувходу пускового узла 33, другой входкоторого соединен с эмиттерамисиловых транзисторов 11 и 12. Вьводыначала и конца первичной обмотки ,45подключены к коллекторам силовыхтранзисторов 11 и 12,эмнттеры которых подключены .к средней точке дополнительной обмотки трансформатора 32,к промежуточным выводам которой под Оключены выпрямитель 23, а к выводамначала и конца - аноды диодов 34 и 35,катоды которых объединены и подключены к одному выходу пускового узла33, другой выход которого подключенк положительному выходу источника23. Выходная ббмотка трансформатораподключена к выходным выводам дляподключения к нагрузке 36. Иинусовые вьводы питания задающего генератора1.подключены к эмиттерам транзистороаи 12, а плюсовые выводы в . к катодам диодов 34 и 35.Транзисторный инвертор работает следующим образом.При подаче напряжения на вход инвертора включается пусковой уВел 33 и вырабатьвает питающее напряжение. Запускается задающий генератор 1,сигналы с автогенератора 2 поступают на счетный вход триггера 3, симметричные сигналы с прямого и инверсного вйходов которого управляют ячейками 4 и 5. На выходах ячеек 4 и 5 появляется поочередно высокий и низкий потенциал, который поочередно открывает и закрывает транзисторы 6 и 7 и закрывает и открывает соответствующие транзисторы 14 и 15. Величина тока этих транзисторов, отпирающего и запирающего силовые транзисторы 11 и 12, определяется значением напряжения на выходе выпрямителя 23 и величиной сопротивления резисторов 9 и 16. Поочередно включаясь и выключаясь нормированным базовым током, силовые трацзисторы 11 ,.и 12 мгновенно изменяют потенциал коллектора с высокого уровня до низкого и наоборот. При достижении одним из коллекторов определенного низкого уровня открывается один из диодов 26 или 27, который открывает транзистор Я, последний открываясь, отсасывает часть включающегося тока, протекающего через эмиттерно-коллекторный переход транзистора 6 или 7 в базу силовых транзисторов 11 или 12, фиксируя потенциал коллектора от,крытого. транзистора на низком уров не, обеспечивая работу открытого силового транзистора 11 или 12 в активном режиме-при минимальной мощ . ности, рассеиваемой на коллекторных переходах, что повышает быстродействие ключевых силовых транзисторов В момент выключения силового тран.зистора 11 или 12 мгновенно низкий потенциал коллектора переходит в высокий, при этом соединенный с ним диод 26 или 27 за счет накопленного 1в нем объемного заряда не успевает полностью переключиться, и часть высокого потенциала попадает на базу транзистора 8, помогая ему закрыться, а диод 25 фиксирует этот высокий потенциал, предотвращая пробой базоэмиттерного перехода транзистора1111242 Составитель Т. ЕршоваРедактор Л. Веселовская Техред А.Ач Корректор О. Тигор Заказ 6324/43 Тираж 666ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5 Подписное Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 8. После окончания переходного процесса резистор 10 удерживает тран- зистор 8 в закрытом состоянии.После нескольких переключений на выходах выпрямителей 23,34 и 35 ус танавливаются напряжения питания схемы, и пусковое устройство 33 отключается.Выигрыш во времени выключения в предлагаемом устройстве по сравнению с известным составляет болеечем 2,6 раза, а мощность, рассеиваемая на коллекторах силовых транзисторов уменьшается в 3 раза.5 Кроме того, уменьшение нагрузкине влияет на эффективность устройства, что позволяет испольэовать предлагаемое устройство в более широком 10 диапазоне рабочих токов.