Регулируемый транзисторный инвертор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 511 Н 02 М ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 610533/24-077. 06. 83 вод первичных обмоток каждого из которых соединен с выходными выводамиинвертора, а вторичные обмотки черезотсекающие диоды соединены с переходами база - эмиттер силовых транзисторов, блок управления с двумя управляющими трансформаторами, вторичные обмотки каждого из которых черезбазовые резисторы подключены к переходам база - эмиттер силовых транзисторов, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повьшения надежности и КПД при широком диапазонеизменения питающего напряжения, накаждом управляющем трансформаторевведены две встречно-соединенные вторичные обмотки, которые свободнымивыводами через дополнительно введенные диоды соединены с входными выводами инвертора, а общими выводами -с вторым выводом первичной обмоткивспомогательного трансформатора. рукт еофи огозо сибир ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Специальное конст орскотехнологическое бюро г эической техники(56) 1. Ромаш Э.М. Источники вторич ного электропитания радиоэлектронной аппаратуры."Радио и связьь, 1981, с. 162.2. Кобзев А.В. Мн нна сная модуляция. Ново ск, "Наука" 1979, с. 131.3. Авторское свидетельство СССР У 594567, кл. Н 02 М 7/537, 1975. (54)(57) РЕГУЛИРУЕМЬИ ТРАНЗИСТОРНЫЙ ИНВЕРТОР, содержащий два полумоста силовых транзисторов, зашунтированных обратными диодами, два вспомога тельных трансформатора, первый вы 1115185 А10 15 2 О 25 ЗО 4 О Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразователям постоянного напряжения в прямоугольное переменное с регулируемойскважностью.Известен регулируемый инвертор,содержащий силовые транзисторы, схему управления, включающую фазосдвигающий блок, ведущий и ведомый автогенераторы с развязывающими трансформаторами, вторичные обмотки которых через базовые резисторы подключены к переходам база - эмиттер силовых транзисторов Г 1 Ь.Недостатками данного инвертораявляются низкие надежность и КПЛ,что обусловлено отсутствием цепей,исключающих протекание "сквозных"токов.Известен транзисторный инвертор,содержащий силовые транзисторы, задающий генератор и формирователь блокирующих импульсов, вторичные обмотки согласующих трансформаторов которых соединены последовательно ичерез базовые резисторы подключенык переходам база - эмиттер силовыхтранзисторов Г 2,Однако в этом инверторе исключены"сквозные" токи через полумостытолько при определенных параметрахнагрузки. Объясняется зто тем, чтовремя выключения силовых транзисторов зависит от коллекторного тока.Поэтому при определенных параметрахнагрузки, когда время выключениясилового транзистора превышает длительности блокирующих импульсов,"сквозные" токи существуют. Когдавремя выключения силовых транзисторов меньше длительности блокирующихимпульсов, существуют интервалы времени, когда все силовые транзисторывыключены, что приводит к искажениюформы выходного напряжения. 4Наиболее близким по техническойсущности к изобретению являетсятранзисторный инвертор, содержащийдва полумоста силовых транзисторов,зашунтированных обратными диодами,два вспомогательных трансформатора,первый вывод первичной обмотки каждого из которых соединен с выходнымвыводом иивертора, а второй вывод -со средней точкой емкостного делителя напряжения, подключенного к первичному источнику питания. Вторичныеобмотки укаэанных трансформаторов подключены через отсекающие диоды кпереходам база - эмиттер силовыхтранзисторов. Схема управления содержит в общем случае фазосдвигающий блок, ведущий и ведомый автогенераторы с управляющими трансформаторами, вторичные обмотки каждого изкоторых через базовые резисторы подключены к переходам база - эмиттерсиловых транзисторов полумоста.Открытое состояние каждого силовоготранзистора контролируется, т.е. по"ка один силовой транзистор полумостаинвертора не выключился, другой невключается. Достигается это эа счетвспомогательных трансформаторов,вторичные обмотки которых через отсекающие диоды связаны с цепями управления силовых транзисторов и исключают протекание "сквозных" токов Г 31 .Недостатками известного инвертораявляются низкие надежность и КПЛ,что обусловлено при широком диапазоне изменения напряжения питанияинвертора изменением напряжения навторичных обмотках вспомогательныхтрансформаторов.Целью изобретения является повышение надежности и КПД при широкомдиапазоне изменения напряжения питания инвертора путем стабилизацииамплитуд импульсов напряжений навторичных обмотках вспомогательныхтрансформаторов,Поставленная цель достигается тем, что в регулируемом транзисторном инверторе, содержащем два полумоста силовых транзисторов, зашунтированных обратными диодами, два вспомогательных трансформатора, первый вывод первичной обмотки каждого иэ которых соединен с выходными выводами инвертора, а вторичные обмотки через отсекающие диоды соединены с переходами база - эмиттер силовых транзисторов, блок управления с двумя управляющими трансформаторами, вторичные обмотки каждого из которых через базовые резисторы подключены к переходам база - эмиттер силовых транзисторов, на каждом управляющем трансформаторе введены две встречно- соединенные вторичные обмотки, которые свободными выводами через дополнительно введенные диоды соединенщ соответственно с входными выводами инвертора, а общими вывс лами - с3 1115вторым выводом первичной обмоткивспомогательного трансформатора.1На Фиг. 1 представлена схема регулируемого мостового транзисторного инвертора; на Фиг. 2 - диаграммынапряжений на отдельных элементахсхемы.Регулируемый мостовой транзисторный инвертор содержит силовые транзисторы 1-4, зашунтированные обратными диодами 5-8, два вспомогательных трансформатора 9 и 10, первыевыводы первичных обмоток 11 и 12 которых соединены с выходными выводамиинвертора нагрузкой 13), а вторичные обмотки 14-17 через отсекающиедиоды 18-21 - с переходами база -эмиттер силовых транзисторов 1-4.Блок 22 управления содержит задающийгенератор 23, фаэосдвигающий блок 24,20ведущий 25 и ведомый 26 автогенераторы с управляющими трансформаторами 27 и .28, вторичные обмотки 29-32 .которых через базовые резисторы 3336 подключены к переходам база - 25эмиттер силовых транзисторов 1-4.На каждом трансформаторе 27 и 28 введены две встречно соединенные вторичные обмотки 37,38 и 39, 40, которые свободными выводами через дополнительно введенные гиоды 41-44соединены с входными выводами инвертора, к которым подключен первичныйисточник 45 питания, а общими выводами первичных обмоток 11 и 12 вспо 35 могательных трансформаторов 9 и 1 О.На фиг, 2 представлены выходные напряжения 48-51 соответственно.на обмотках трансформаторов 28, 9, 28 и 10. На нагрузке 13 формируется прямоугольное напряжение 52 с регулируемой скважностью.Устройство работает следующим образом.Задающий генератор 23 формирует 45 прямоугольное напряжение, которое поступает на цепи управления ведущего автогенератора 25, на выходе трансформатора 27 которого формируется напряжение 48, На выходе фаэо" 50 сдвигающего блока 24 формируется прямоугольное напряжение, сдвинутое относительно напряжения задающего генератора на угол с. Ведомый авто- генератор 26, управляемый с выхода 55 фазосдвигающего блока 24, обеспечивает формирование на трансформаторе 28 напряжения 50, Напряжение 48 185 4вторичных обмоток 39 и 30 трансформатора 27 собеспечивает переключение силовых транзисторов 1 и 3 со скважностью два. Напряжение 50 вторичных обмоток 31 и 33 развяэывающего трансформатора 28 обеспечивает переключение силовых транзисторов 2 и 4 со скважностью два. Для наглядности римем, что в интервалах времени -1, 1 В -Ь и далее "плюс" формируется на "началах" вторичных обмоток 29,30, 38 и 37, а в интервалах времени 1- Ь -Ь и далее "плюс" формируется на "концах" вторичных обмоток 31, 32, 39 и 40. В интервале времени 1, - 1 р включены транзисторы 1 и 2, так как положительный потенциал формируется на "началах" обмоток 29 и 31, а на нагрузке 13 формируется нулевой уровень напряжения 52. При этом токи через вспомогательные трансформаторы не текут, так как на "начале" обмотки 37 формируется положительный потенциал и дополнительный диод 41 выключен, а ток от вторичной обмотки 38 не течет через первичную обмотку .11 вспомогательного трансформатора 9, так как включен силовой транзистор 3,1Аналогичная ситуация складывается и в цепях силовых транзисторов 2 и 4. В момент времени 1 изменяется полярность напряжения 50 на вторичньв обмотках 31,32, 39 и 40 трансформатора 28, что обеспечивает подключение обмотки 30 через дополнительный диод 43 и еще не,выключившийся сило- вой транзистор 2 к первичной обмотке 12 вспомогательного трансформатора 10. И хотя на силовой транзистор 4 подается отпирающее напряжение от обмотки 32, он не включается иэ-за подачи запирающего напряжения 51 (запрета) от обмотки 16 вспомогательного трансформатора 10, Длительность этого импульса напряжения 51 1-1 ь равна времени между моментом подачи на силовой тринзистор 2 запирающего напряжения от обмотки 31 до момента выключения силового транзистора 2. В зависимости от параметров нагрузки 13 изменяется и длительность импульсов напряжения на вспомогательных трансформаторах 9 и 10. После выключения силового транзистора 2 в момент временивключается силовой транзистор 4 и на нагрузке 13 форми1115185 Составитель В. МоинНиколайчук Техред Т,Маточка Корректор М. Максимишин еда з 6788/42 ТВНИИпо д113035,6 Подписноитета СССРытийнаб., д, 4/5 ПИ Государственного ком елам изобретений и отк Москва, Ж, Раушская Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 руется напряжение 52. В момент времениизменяется полярность напряжения,на вторичных обмотках 29, 30,37 и 38, что приводит к подаче запирающего напряжения от обмотки 29на силовой транзистор 1, Одновременнонапряжение обмотки 37 через дополни-.тельный диод 41 и еще не выключенный транзистор 1 прикладывается кпервичной обмотке 11 вспомогательного трансформатора 9, что исключает включение силового транзистора 3в течение времени .Ьц- (диаграмманапряжения 49 фиг. 2). После снятиянапряжения. 49 запрета, поступающегона обмотки 14, в момент временивключается силовой транзистор 3 и нанагрузке 13 формируется нулевой уровень напряжения, При этом ток нагрузки 13 протекает по цепи транзистор4 - обратный диод 7. В момент времени 1 изменяется напряжение на вторичных обмотках 31, 32, 39 и 40 развязывающего трансформатора 28, ксиловому транзистору 4 прикладывается запирающее напряжение на обмотки32. и напряжение обмотки 40 черездополнительный дИод 44 и еще не выключенный силовой транзистор 4 прикладывается к первичной обмотке 12вспомогательного трансформатора 10,Это обеспечивает подачу запирающего 5 напряжения 49 (запрета) от обмотки1 на силовой транзистор 2 в течениевремени - (диаграмма напряжения51, фиг. 2), В момент временивключается силовой транзистор 2 и 10на нагрузке 13 формируется напряжение 52 и т.д. Таким образом, предлагаемый транзисторный инвертор выгодно отличает ся от известного более высокими надежностью и КПД при широком диапазоне изменения питающего напряжения,что достигается путем стабилизации.амплитуды напряжения запрета, посту лающего со вторичных обмоток вспомогательного трансформатора на силовые транзисторы. Длительность импульсов напряжения запрета определяется от момента подачи на силовойтранзистор запирающего напряжения идо момента его выключения, что уменьшает расчетную мощность вспомогательных трансйорматооов.