Двухтактный инвертор

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 19) (113 7/53 4 (51 ОМИТЕТ ССС ИЙ И ОТНРЬ ГОСУД АРСПО ДЕЛ ЕННЫ ЗОВРЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ДЕТЕЛЬСТВ АВТОРСКОМ то(56) 1. Авторское свидетельство СССР В 545055, кл. Н 02 М. 7/537, 1975.2. Коссов О.А.Усилители мощности на транзисторах в режиме переключений. М "Энергия", 1971, с.115.3. Авторское свидетельство СССР Ф 924810, кл. Н 02 М 7/537, 1980. (54)(57) ДВУХТАКТНЫИ ИНВЕРТОР, содержащий ключевые элементы, каждый из которых состоит из основного и вспомогательного транзисторов, соединенных по схеме составного транзистора, выходной трансформатор, первичная обмотка которого соединена с ключевЬ элементами, управляющий трансформа р с обмотками управления основным иФ вспомогательным транзисторами, причем один из выводов обмотки управления вспомогательным транзистором подключен к общей точке соединения эмиттера вспомогательного и базы основного транзисторов, о т л и ч а ю щ и й - с.я тем, что, с целью улучшения энергетических, показателей, в него введены форсирукюцая КС-цепь, включенная между базой вспомогательного транзистора и другим выводом обмотки управления вспомогательным транзистором, и конденсатор, включенный между эмиттером основного транзистора и одним из выводов обмотки управ. ления основным транзистором, соединенной,последовательно согласно с обмоткой управления вспомогательным транзистором.Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного, электропитания радиоэлектронной аппаратуры для пре" образования постоянного напряжения в переменное посредством транзисторных инверторов.Известен инвертор, состоящий из задающего генератора и усилителя мощности, собранного на двух транзис О торах с выходным трансформатором. Коллекторы транзисторов задающего генератора связаны с базами соответст" вующих транзисторов усилителя мощности. Насыщение соответствующего тран зистора усилителя мощности, осуществляется через открытый транзистор задакицего генератора11.Недостатками данного устройства . являются необходимость применения 20 транзисторов разного типа проводимости, повышенное значение падений напряжения на открытых транзисторах усилителя мощности и потерь мощности.Известен также высокочастотный 25 инвертор, содержащий ключевые элементы, каждый из которых состоит из основного и вспомогательного транзисторов, соединенных по схеме составного транзистора, трансформатор, З 0 первичная обмотка которого соединена с ключевыми элементами, а вторичная подключена к нагрузке, источники сигнала управления транзисторами, один из выводов каждого из них сое 35 динен с эмиттером соответствующего основного транзистора, а другой вывод - с базой вспомогательного транзистора, Для насыщения основных транзисторов вводится дополнительное сопротивление.в цепь коллектора основного транзистора или используется дополнительный источник сигнала уп-. равления транзисторами в виде трансформатора тока 1 2 1.Недостатком данного устройства является низкий КПД из-за наличия потерь в дополнительных элементах коллекторных цепей основных транзисторов. Кроме того с повышением часто 150 ты коммутапии транзисторов увеличиваются динамические потери на включение составного транзистора.Наиболее близким.к изобретению по технической сущности, является, высокочастотный инвертор, содержащий ключевые элементы,каждый из которых состоит из основного,и вспомогательного транзисторов, соединенных по схеме составного транзистора, выходной трансформатор, первичная обмотка которого соединена с ключевыми элементами, .управляющий трансформатор с обмотками управления основным и вспомогательным транзисторами, причем один из выводов обмотки управления вспомогательным транзистором подключен к общей точке соединения эмиттера вспомогательного и базы основного транзисторов, а один из выводов обмотки управления основным транзистором под-ключен к эмиттеру основного транзистора, дополнительный источник сигнала управления с выходным трансформатором, дополнительные управляющие обмотки основного и вспомогательного транзисто;юв. Управляющая обмотка каждого транзистора соединена последовательно согласно с дополнительной управляющей обмоткой, причем средняя точка этих обмоток через встречно включенный диод и другой вывод дополнительной управляющей обмотки через согласно включенный диод и резистор подключены к базе соответствующего транзистора3 1.Однако известное устройство имеет невысокие энергетические показатели из-за сквозных токов в момент коммутации транзисторов, так как происходит пересыщение транзисторов вследствие. постоянства амплитуды управляющего тока в течение всего рабочего полупериода и транзисторы медленно выключаются вследствие малой амплитуды управляющего напряжения, огра ниченной шунтируацим действием диодов, включенных параллельно переходам база-эмиттер транзисторов.Цель изобретения - улучшение энергетических показателей инвертора.1.Цель достигается тем, что в двух- контактный инвертор, содержащий клЪ- чевые элементы, каждый из которых состоит из основного и вспомогательного транзисторов, соединенных по схеме составного транзистора, выход.ной трансформатор, первичная обмотка которого соединена с ключевыми элементами, управляющий. трансформатор с обмотками управления основным.и вспомогательным транзисторами,. причем один иэ выводов обмотки управления вспомогательным транзистором подключен к общей точке соединения эмиттера вспомогательного и базы ос3 11415 новного транзисторов, введены форси-, рующая КС-цепь, включенная между базой вспомогательного транзистора и другим выводом обмотки управления вспомогательным транзистором, и конденсатор, включенный между эмиттером основного транзистора и одним из выводов обмотки управления основным транзистором, соединенной последовательно согласно с обмоткой управле" 10 ния вспомогательным транзистором.Сущность изобретения заключается в том, что управление основными транзисторами осуществляется уменьшающимся во времени током, что приводит к улучшению энергетических показателей инвертора.На фиг.1 представлена принципиальная схема предлагаемого инвертора; на фиг.2 - временные диаграммы про цессов в элементах схемы для двух значений тока нагрузки (а-д и е-к).Двухтактный инвертор (фиг.1) содержит ключевые элементы, собранные по схеме составных транзисторов,сос тоящих из основных 1 и 2 и вспомогательных 3 и 4 транзисторов, выходной трансформатор 5, первичная обмотка которого соединена с ключевыми элементами, а к вторичной подключена нагрузка б,блок 7 управления с управляющим насыщающимся трансформатором 8, обмотки 9 и 10 управления основным и вспомогательным транзисторами соответственно, причем один из выводов обмотки 10 подключен к общей35 точке соединения эмиттера вспомогательного и базы основного. транзисторов, форсирущцую КС-цепь 11, включенную между базой вспомогательного40 транзистора и другим выводом обмотки 10, и конденсатор 12, включенный между эмиттером основного транзистора и одним из выводов обмотки управления основным транзистором, соединенной последовательно согласно с обмоткой управления вепомогательным транзистором.Устройство работает следующим образом.50В момент времени С (фиг.2) источ. ником сигнала управления с выходным трансформатором, работающим в режиме насыщения, формируется синфазный управляющий сигнал, поступающий на переходы база - эмиттер основного 2 и55 43вспомогательного 4 транзисторов.Включение основного транэистора 2 осуществляется, суммарным током (фиг.2 а),. формируемым обмоткой 9 и конденсатором 12 (фиг.2 в) и вспомога.тельным транзистором 4 (фиг.26), что, приводит к снижению динамических потерь в составном транзисторе. В момент включения. основного транзистора ток обмотки 9 заряжает до некоторого значения конденсатор 12, кото-рый в установившемся режиме Т -С2 3вследствие насыщения сердечника трансформатора 8 начинает разряжаться (фиг.2 в) по цепи: верхняя обкладка (по схеме) - переход эмиттер-база основного транзистора обмотки 9 нижняя обкладка. Ток разряда конденсатора 12 способствует рассасыванию избыточных неосновных носителей в базе основного транзистора 2, вследствие чего уменьшается время его выключения Т-й и снижаются динамические потери. Ток э вспомогательно го транзистора 4 при незначительном токе нагрузки(фиг,2 г) в установившемся режиме практически отсутствует из-за малого падения напряжения Нна переходе коллектор - э 1 киттер основного транзистора 2 (фиг.2 д). С увеличением тока нагрузки(фиг.2 и) это напряжение возрастает (фиг.2 к) и появляется ток вспомогательного транзистораэ (фиг.2 ж). В результате базовый ток 1 основного транзистора (Фиг,2 е) меняется с изменением. тока нагрузки таким образом, что коэффициент насыщения основного транзистора к моменту. его выключения остается примерно неизменным и небольшим в большом диапазоне изменения нагрузки. Таким образом, формирование дополнительного сигнала управления основным транзистором через вспомогательный транзистор на этапе включения и управление основным транзистором в установившемся режиме уменьшающимся во времени током позволяют повысить КПД инвертора особенно при высокой рабочей частоте, а изменение велйчины управляющего тока в зависимости от тока нагрузки позволяет изменять величину нагрузки в широких пределах без значительного ухудшения энергетических показателей.1141543 2 Составитель В.Моиндактор Н.Джуган ТехредС.Легеза Корректср В.Синицкая аказ 511/4 тираж 646 ное 4/ ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 ил ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и откр113035, Москва, Ж"35, Раушская Подлета СССтий .наб д