Двухтактный транзисторный инвертор

(И) 1)5 Н 02 М 7/53 СУДАРСТВЕННЬЙ НОМИТЕТ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4 11(56) Авторское свидетельство СССРР 570170, кл, Н 02 М 7/537, 1977.Авторское свидетельство СССРИф 862340, кл, Н 02 М 7/537, 1979.(54) ДВУХТАКТНЫЙ ТРАНЗИСТОРНЫЙ ИНВТОР(57) Изобретение относится к преобзовательной технике и может быть ипользовано. в устройствах электроптания для преобразования напряженпостоянного тока, в стабилизаторах 2напряжения, импульсной технике. Пельизобретения - повышение надежностии расширение функциональных возможностей за счет уменьшения временирассасывания неосновных носителей вобласти базы транзисторов. Инверторсодержит силовой трансформатор 1 снагрузкой и переключающий трансформатор 5, связанный обмотками 3, 4,14 с транзисторами 6, 7. Двухуровневые ограничители 15, 16 напряженияподключены к базам транзисторов 6, 7При подаче синхроимпульсов транзисторы 6, 7 подключаются по схеме собщей базой, что повышает быстродействие, 1 ил,35 Изобретение относится к преобразовательной техникеможет быть использовано в устройствах электропитания для преобразования напряженияпостоянного тока, стабилизаторахнапряжения, импульсной. технике, аименно в устройствах преобразования постоянного напряжения.Цель изобретения - повьппение надежности и расширение функциональныхвозможностей путем уменьшения временирассасывания неосновных носителей вобласти базы транзисторов,На чертеже представлен двухтактныйтранзисторньи"инвертор, один из вариантов технической реализации,Двухтактный транзисторный инвертор содержит силовой трансформатор 1с нагрузкой во вторичной обмотке,первичной обмоткой 2 соединенныйчерез две первичные обмотки 3 и 4 переключающего трансформатора 5 с коллекторами транзисторов 6 и 7. Эмиттеры транзисторов 6 и 7 через обмотку 8 разделительного трансформаторасоединены с вторым входным выводом9 источника 10 напряжения. Отвод отсредней точки первичной обмотки 2 силового транзистора 1 через вторуюобмотку 11 разделительного трансформатора соединен с первым входным выводом 12 питания источника 10, Резистор 13 мягкого самовоэбуждения инвертора включен между первым входнымвыводом 12 питания источника 10 иотводом от средней точки вторичнойобмотки 14 переключающего трансфор-матора 5. Базы транзисторов 6 и 7соединены с началом и концом соответственно вторичной обмотки 14 переключающего трансформатора 5, а такжес двухуровневыми диодными ограничителями 15 и 16 напряжения. Источник17 управляющих импульсов подключенк первичной обмотке 18 разделительного трансформатора.Инвертор работает следующим образом.В начале рассмотрим случай, когдаимпульсы управления с выхода источ 50ника 17 управляющих импульсов отсутствуют и напряжение на вторичных обмотках 8 и 11 разделительного трансформатора равно нулю. В данном случаеинвертор работает как обычный,транэисторный инвертор с дополнительнымг ереключающим трансформатором. Спомощью резистора 13 мягкого самовозбуждения задается начальный ток смещения транзисторов Ь и .7, создающийусловия самовозбуждения инвертора.Частота преобразования определяетсяпараметрами транзисторов и переключающего трансформатора, а также величиной тока нагрузки, Переключение транзисторов происходит после намагничиваия магнитопровода переключающеготрансформатора 5, т.е, после моментавремени, когда трансформируемый в базу транзистора ток становится меньше, тока, необходимого для пребывания транзистора в режиме насьпцения.Переключение транзистора происходитпо току базы, т,е. в режиме включения с общим эмиттером, Из-за инерционности выключения транзисторавключение второго транзистора происходит раньше, чем полностью закроется закрывающийся транзистор. В результате на коллекторах обоих транзисторов выделяется импульсная мощность,значительно превышающая мощность рассеивания на коллекторах в периодвремени между переключениями,Данный недостаток инвертора устраняется после включения в работуисточника 17 управляющий импульсов.Период следования импульсов управления выбирается меньше минимальногопериода автоколебания инвертора с переключающим трансформатором во всемдиапазоне изменения тока нагрузки,В результате процесс выключениятранзисторов осуществляется до момента выхода транзистора из режима насыщения, а включение второго транзистора - с задержкой во времени, равнойдлительности управляющего импульса,Включение и выключение транзисторовосуществляется в режиме включениятранзистора с общей базой, что значительно снижает мощность рассеиванияна коллекторах транзисторов в моментывключения и выключения,Принцип действия инвертора в режиме управления от источника управляющих импульсов заключается в следующем.Рассмотрим момент времени, когдатранзистор 6 открыт, а транзистор 7закрыт, Ток от источника 10 протекаетот конца обмотки 11 разделительноготрансформатора к ее началу и среднейточке силового трансформатора 1, затем через первичную обмотку 3 (от ееначала к концу) поступает на коллектор5161 транзистора 6, затем ток коллектора суммируется с током базы транзистора 6 и поступает на начало второй обмотки 8 разделительного трансформатора и замыкается на второй входной вывод источника 10. На вторичной обмотке 14 переключающего трансформатора 5 трансформируется напряжение, приводящее к протеканию тока базы транзистора 6, достаточного для его насыщения Пусть ток базы с начала обмотки 14 проходит через база-эмиттерную цепь транзисто" ра 6, затем суммируется с током коллектора транзистора 6 и через обмотку 8 разделительного трансформатора протекает на второй входной выод 9 источника 10 и через диод ограничителя 16 напряжения замыкается на конец обмотки 14 переключающего трансформатора 5. Намагничивания магнитопровода разделительного трансформатора не происходит из-эа протекания рабочих токов через обмотки 11 и 8 в противоположных направлениях. Кроме того, ток базы транзистора 6 определяется током коллектора и коэффициентом трансформации переключающего трансформатора, что позволяет добиться компенсации во всем диапазоне рабочих токов инвертора при соответствующем подборе числа витков обмоток трансформаторов, удовлетворяющем условию Нц и)1 + Ф8 Ъ 14где У - число витков обмотки 11;Н- число витков обмотки 8 разделительного трансформатора;У - число витков обмотки 3 (или. 4);И - число витков обмотки 14 пе(Фрекпючающего трансформатора 5,Управляющие импульсы с источника17 поступают на вторичные обмотки8 и 11 разделительного трансформатора и приводят к повышению потенциала эмиттеров транзисторов 6, 7и средней точки первичной обмотки 2силового трансформатора 1. Так какчисло. витков обмотки 11 больше числавитков обмотки 8, прирост напряжениясредней точки обмотки 2 выше, чемприрост напряжения на эмиттерахтранзисторов. Однако за счет обратной связи напряжение на обмотке 14,а следовательно, и на обмотке 3 пе 0570б реключающего трансформатора 5 увеличивается, в результате чего напряжение на первичной обмотке 2 трансФорматорадо момента начала закрытия транзистора 6 не изменяется,т,е. шунтирования нагрузкой инверто ра выхода источника управляющих импульсов не происходит. При увеличе 10 20 25 50 55 30 35 40 45 нии напряжения на обмотке 8 до значения, при котором напряжение на базетранзистора 6 начинает ограничиваться величиной верхнего уровня ограничения, начинается выключение транзистора 6, в результате чего из-зауменьшения тока в обмотке 3 переключающего трансформатора 5 напряжение на базе транзистора 6 начинает уменьшаться, что дополнительно ускоряет процесс закрытия транзистора 6. По окончании лавинообразногопроцесса закрытия транзистора навторичной обмотке 14 переключающеготрансформатора 5 эа счет размагничивания магнитопровода трансформатораиндуцируется напряжение, приводящеек протеканию тока по цепи: конецобмотки 14 - диод ограничения верхнего уровня напряжения диодного ограничителя 16 - второй входной вывод9 источника 10 - диод нижнего уровняограничения напряжения диодного ограничителя 15 и начало обмотки 14 .В результате на базе транзистора 6устанавливается отрицательное запирающее напряжение, а на базе транзистора 7 - положительное, по величине равное значению верхнего порога ограничения ограничителя 16, Однако транзистор 7 закрыт напряжениемна эмиттерах с обмотки 8. Во времядействия управляющего импульса с выхода источника 17 происходит размагничивание магнитопровсда трансформатора 5 через низкоомные участки диодов ограничителей уровней, что Приводит к. затягиванию во времени процесса размагничивания, т.е. к увеличению времени, когда на обмотке 14 индуцируется напряжение от размагничивания магнитопровода, Это позволя-. ет увеличивать длительность импульса управления, что необходимо при работе инвертора в стабилизаторах напряжения, работающих по принципу широтно-импульсной модуляции,При снижении напряжения на эмиттерах транзисторов 6, 7 в момент формирования заднего фронта управляющего1610570 Формула из обретения Составитель В. ХандогинТехред М.Дидьпс Корректор С, Черни Редактор А, Маковская Заказ 3744 Тираж 498 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 импульса происходит открытие транзистора 7, так как на его базе сохраняется положительный .отенциал, за счеттрансормирования напряжения иэ-эаразмагничивания магнитопровода наобмотке 14, Одновременно происходитнадежное запирание транзистора 6 иполное открьггие и насыщение транзистора 7. В дальнейшем процесс работыинвертора повторяется аналогично изложенному. При рассмотрении режимовработы инвертора, влиянием тока начального запуска инвертора через резистор 13 можно пренебречь, так какон выбирается значительно меньше минимальных рабочих токов инвертора исущественно на его работу не влияет. Двухтактный транзисторный инвертор, содержащий силовой трансформатор вторичная обмотка которого подсоединена к выходным выводам, и два транзистора, подключенных коллекторами к его первичной обмотке через первые обмотки переключающего. трансформатора, вторая обмотка которого подключена к базам транзисторов, причем 5ср едняя точка второй обмотки пер еключающего трансформатора через резистор соединена с первым входным выводом, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и расширения функциональных возможностей за счет уменьшения времени рассасывания неосновных носителей в области базы транзисторов, в 15 него введены источник управляющихимпульсов с разделительным трансформатором и два двухуровневых диод- ных ограничителя напряжения, подключенных к базам транзисторов и второму входному выводу, причем первая обмотка разделительного трансформатора включена между змиттерами транзисторов и вторым входным выводом, а другая обмотка этого транс форматора включена между средней точ"кой первой обмотки силового. трансформатора и первым входным выводом,