Устройство для управления транзисторным инвертором

9) (111 СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 02 Р 13/18 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ельство ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРпОделАм изОБРетений и ОткРыти(71) Институт физических исследований АН Армянской ССР(56) 1. Авторское свидетельство СССВ 641603, кл. Н 02 М 1/08,Н 02 Р 13/18, 1980.2. Авторское свидет СССРпо заявке У 3558234,кл. Н 02 Р 13/16, 1983(прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯТРАНЗИСТОРНЫМ ИНВЕРТОРОМ, содержащеепоследовательно включенные задающийгенератор, фазосдвигающий блок иведомый генератор, причем на выходекаждого генератора включен трансформатор с двумя вторичными обмотками,два формирователя импульсов, каждыйиз которых содержит два транзистораи резистор, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения КПДи надежности устройства, каждый трансформатор снабжен третьеи вторичной обмоткой, а каждый формирователь импульсов снабжен индуктивным делителем тока и тремя диодами, причем аноды двух диодов соединены с первыми выводами разных обмоток индуктивного делителя тока и с змиттерами соответствующих транзисторов, а катоды - с их -коллекторами и с одними выводами вторичных обмоток разных трансформаторов, другие выводы которых предназначены для подклю" чения к эмиттеру соответствующего силового транзистора, точка соединения вторых выводов обмоток индуктивного делителя тока предназначена для подключения к базе того же силового транзистора и соединена с одним .концом последовательно включенных третьих вторичных обмоток разных трансформаторов, другой конец которых через резистор подключен к базам транзисторов и аноду третьего диода, катод которого предназначен для подключения,.к коллектору силового транзистора.Изобретение относится к электротехнике, в частности к транзисторныминверторам напряжения с регулируемойвыходной мощностью методом широтно"импульсной модуляции, 5Известно устройство для управлениятранзисторным инвертором, представляющее собой импульсный усилитецьмощности с дополнительными гасящимицепями, вырабатывающее переменноенапряжение в виде разнополярных импульсов одинаковой длительности иамплитуды с определенной паузой междуними1 .Однако такое устройство не обес"печивает напряжения отрицательногосмещения на базе силовых транзисторовинвертора в момент перехода последних из состояния проводимости взапертое состояние, что приводит кувеличению коммутационных потерь всиловых транзисторах, уменьшениюнадежности и КПД. инвертора.,Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности являетсяустройство для управления трансзисторным инвертором, содержащее последовательно включенные задающийгенератор, фазосдвигающий блок и,ведомый генератор, причем на выходекаждого генератора включен трансформатор с двумя вторичными обмотками,два формирователя импульсов, каждыйиз которых содержит два транзистораи резистор 2 .35Недостатком данного устройстваявляется работа силовых транзисторовинвертора в перенасыщенном режиме,что снижает КПД и надежность работыинвертора.Цель изобретения - повьппение КПД40и надежности транзисторного инверторапутем уменьшения коммутационных потерь в силовых транзисторах и уменьшения мощности управления.Поставленная цель достигаетсятам, что в устройстве для управлениятранзисторным иивертором, содержащемпоследовательно включенные задающийгенератор, фазосдвигающий блок иведомый генератор, причем на выходекаждого генератора включен трансформатор с двумя вторичными обмотками,два формирователя импульсов, каждый,иэ которых содержит два транзистораи резистор, каждый трансформатор 55снабжен третьей вторичной обмоткой,а каждЫй формирователь снабжен индуктивным делителем тока и тремя диода ми причем аноды двух диодов соединены с первыми выводами разных обмоток индуктивного делителя тока и с эмиттерами соответствующих транзисторов, а катоды с их коллректорами и одними выводами вторичных обмоток разных трансформаторов, другие выводы которых предназначены для подключения к эмиттеру соответствующего силового транзистора, точка соединения вторых выводов обмоток индуктивного делителя тока предназначена для подключения к базе того же силового транзистора и соединена с одним концом последовательно включанных третьих вторичных обмоток разных трансформаторов, другой конец которых через резистор подключен к базам транзисторов и аноду третьего диода; катод которого предназначен для подключения к коллектору силового транзистора.На чертеже представлена электрическая схема устройства для управления транзисторным инвертором.Устройство управления, схема которого обведена пунктиром, содер" жит,генераторы 1 и 2 прямоугольных симметричных импульсов напряжения, фазосдвигающий узел 3, подключенный между генераторами, трансформаторы 4 и 5, первичная обмотка каждого из которых подключена к выходу соответствующего генератора, два формирова- теля импульсов управления силовыми транзисторами 6 и 7 инвертора, под ключенных к входу последних. Указанные формирователи включают, в себя транзисторы 8-11, индуктивные делители тока 12 и 1 Э, коммутирующие диоды14-19, токозадающие резисторы 20 и 21 и вторичные обмотки 4 (а трансформатора 4 и 5 (атрансформатора 5. Аноды коммутирующих диодов14-17 подключены к эмиттерам, акатоды - к коллекторам транзисторов8-11 и к вторичным обмоткам 4 а, 5 а, 4 б,5 б соответственно. Другие концыобмоток 4 а и 5 а соединены с эмиттеромсилового транзистора б, другие концы обмоток 4 б и 56 - с эмиттером силового транзистора 7. Другие вторичные обмотки разных трансформаторов соедииены последовательно:4 в с 5 в и 4 г с 5 г. Последовательно соединенные обмотки 4 в 5 в одним концом подключены к токозадающему резистору 20, а другим- к базе силового транзистора 6 и к общей точкеприсоединения разных обмотокиндуктивного делителя тока 2. Аналогично последовательно соединенныеобмотки 4 гг одним концом подключены к дополнительному токозадающему. резистору 2, а другим к базе силового транзистора 7 и к общей точкеприсоединения разных обмоток индуктивного делителя тока 13. Другойвывод токоэадающего резистора 20 Осоединен с анодом коммутирующегодиода 18 и с базами транзисторов 8и 9, а другой вывод другого токазадающего резистора 21 - с анодомкоммутирующего диода 19 и с базамитранзисторов 10 и 11. Катоды коммутирующих диодов 18 и 19 подключенык коллекторам силовых транзисторов6 и 7 соответственно. Эмиттеры транзисторов 8 и 9 подключены к разным 20обмоткам индуктивного делителя тока12, а эмиттеры транзисторов 1 О и 11 к разным обмоткам индуктивного делителя тока 13,Напряжение управления силовымитранзисторами 6 и,7 вырабатываетсяобмотками 4 а, 5 а и 46, 56, а токчерез их базы устанавливается транзисторами 8,9 и 0,11 соответственно,Управление транзисторами 8 и 9 осуществляется суммарным напряжением30последовательно включенных обмоток4 вв, а управление транзисторами10 и 11 - 4 гг. Это суммарное напряжение представляет собой последовательность импульсов напряжения разной З 5полярности, одинаковой амплитудыи длительности с паузой между. ними.Длительность импульсов и пауза междуними зависят от угла фазового сдвига,выходных напряжений генераторов 1 и 402,задаваемого фазосдвигающим узлом 3Когда напряженияобмоток 4 а,5 а(46,56 ) имеют положительную полярность относительно эмиттера силовоготранзистора б (7, а полярность 45суммарного напряжения последовательно включенных обмоток 4 вв 1,4 гг 1 положительна относительно общей точки присоединения разных обмоток индуктивного делителя тока 12 1.3), транзисторы 8 и 9 (10 и 11) отпираются, и через базу силового транзис. тора 6 7) протекает импульс тока, равный сумме коллекторных токов транзисторов 8 и 9 1,10 и 11) . Врезультате силовой транзистор отпирается, не проходя в режим насыщения. благодаря фиксации коллекторного потенциала с помощью коммутирующего диода 18,(19), через который ответ" вляется разность токов через вторич ные обмотки 4 в, 5 в(4 г,и 5 г) и базы транзисторов 8,9 (10 и. 11) .Когда полярности вышеуказанных напряжений имеют отрицательный знак или полярности напряжений вторичных .обмоток разных трансформаторов не совпадают, ток через базу силового транзистора прекращается, и к базаэмиттерному переходу последнего прикладывается напряжение отрицатель. ного. смещения через коммутирующие диоды 14 - 17. При фазировке вторичных обмоток(точки на чертеже обозна чают начала обмоток)импульсы тока через базы и напряжения на база-эмиг терных переходах разных силовых трай. зисторов сдвинуты на половину периода выходных напряжений генераторов.Применение предлагаемого устройст ва управления транзисторным инвертором, обеспечивающего ненасыщенный. режим работы силовых транзисторов, позволяет повысить КПД инвертора, так как указанный режим характеризуется меньшим временем запирания и, следовательно, меньшим средним значе" нием коммутационных потерь в силовых транзисторах, по отношению к насыщенному режиму последних.Надежность транзисторного инверто. ра повышаетсятак как с уменьшением времени запирания силовых транзисторов уменьшается энергия, выделяемая в них в процессе коммутации.