Транзисторный инвертор

О П И С А Н И Е (11) 521642ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советских Социалистицеских Республик(43) Опубликовано 15.07 Государственный комет Совета Миниотров ССС оо делам изобретенийи открытий Бюллетень ф 2 53) УДК 621.314(45) Дата оп ования описания 10.09,76 Г. ф. Пазее 2) Автор изобретени нститут электродинамики АН Украинской СС(71) Заявител 54) ТРАНЗИСТОРНЫЙ ИНВЕРТ тходном транс нверторе е балласт нях каждого и буславливаетна управление. анзисторный инуправления с упи выходного Изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано в системах электропитания и электропривода промышленных установок и транспортных средств для преобразования постоянного напряжения в переменное или постоянное напряжение другого уровня. Известны транзисторные инверторы, в которых уменьшены сквозные токи, возникающие при переключении силовых транзисторов, и тем самым повышен к.п.д. ).11, В этих инверторах в базы силовых транзисторов включены насышаюшиеся дроссели. Благодаря этому отпирающий импульс базового тока протекает через отпираюшийся транзистор с задержкой, равной времени перемагничивания сердечника насыщаюшегося трансформатора. Это обеспечивает уменьшение сквозных токов. Недостатком таких инверторов является то, что время задержки отпирающего базового тока определяется параметрами насышаюшегося дросселя и величиной прикладываемого к нему напряжения и в процессе работы неизменно. В то же время длительность времени рассасывания избыточных носителей из областибазы запираемых транзисторов зависит атрежима работы силовых транзисторов и изменяется в процессе работы при изменении тока нагрузки инвертора. Из-за этого не удаетсяполностью устранить сквозные токи, величина которых изменяется при изменениитока нагрузки.10 Известен также транзисторный инвертор,содержащий блок управления с управляющимтрансформатором и выходной каскад с выходным трансформатором 21 В этом иверторедля устранения сквозных токов при переключе нии транзисторов параллельно входам транзисторов через диоды подключены дополнительные обмотки, расположенные на форматоре. Однако в таком ципиально необходимо налич,а 0 сопротивлений в базовых це силовых транзисторов, что о увеличение мошности потерь Кроме того, известен тр вертор, состоящий из блока 25 равляюшим трансформатором521642 3каскада с выходным трансформатором, в котором в базовые цепи силовых транзистороввключены последовательно дополнительныетранзисторы, входы которых подключены кдополнительным обмоткам, расположеннымна выходном трансформаторе инвертора 3.Однако в этом инверторе сквозные токиустранены не полностью. Это происходитзлотому, что выходное напряжение инверторасдвинуто по фазе по отношению к напряжениюна обмотках управляющего трансформаторана время, меньшее суммы времен запиранияи рассасывания запираемых транзисторовВ момент когда происходит перемена полярности выходного напряжения инвертора, открываются дополнительные транзисторы и 1 бна отпираемые силовые транзисторы поступает отпирающий импульс базового тока,а запираемые силовые транзисторы еще находятся в проводящем состоянии и черезних начинает протекать сквозной ток, аДля повышения к, и. д, путем устранения сквозных токов и уменьшения потерьмощности на управление при работе на нагрузку, изменяющуюся по величине, в предлагаемый инвертор введен токовый трансформатор, первичные обмотки которого включеныв силовую цепь выходного каскада, а вторичные обмотки соединены с входами управляющих транзисторов, включенных в базовые цепи силовых транзисторов. ЭОНа фиг, 1 изображена схема описываемого инвертора с выходным каскадом, выполненным по мостовой схеме; на фиг, 2,(.- - кривые напряжений и токов в выходныхи входных цепях силовых транзисторов ин- Эбвертора.К выходу блока 1 управления подключена первичная обмотка управляющего трансформатора 2, вторичные обмотки которогоподключены через управляющие транзисторы 403-6 ко входам силовых транзисторов 7-10выходного каскада 11, В цепи силовых транзисторов 7 и 8 включены первичные обмотки 12 и 13 дополнительного трансформатора 14 тока. К выходу инвертора подключена нагрузка 15,Инвертор работает следующим образом.Предположим, что в момент времени= Со(см. фиг. 2) транзисторы 7 и 10выхдного каскада 11 открыты и по ним 30протекает ток нагрузки 15, Через первичную обмотку 12 трансформатора 14 тока,включенную в коллекторную цепь транзистора 7, протекает ток в направлении от начала к концу. При этом к базам управляющих транзисторов 3 и 6 прикладываетсяотпирающее напряжение, а к базам управляющих транзисторов 4 и 5 - запирающеенапряжение. Величина базового тока управляющих транзисторов 3 и 6, а в течение 69 4следующего полупериода управляющих транзисторов 4 и 5 прямо пропорциональна величине коллекторного тока силовых транзисторов 7 и 8Мощность потерь на управление в предлагаемом инверторе, которая равна суммемощности потерь в базовых цепях управляющих транзисторов 3-6 и мошноти потерьв базовых цепях силовых транзисторов, находится в прямой зависимости от коллекторного тока силовых транзисторов, равноготоку нагрузки 15, Благодаря этому мощность потерь на управление при работе наизменяющуюся нагрузку уменьшается.В момент времени Ь ф 6 происходитперемена полярности управляющего сигнала, На базы транзисторов 7 и 10 черезуправляющие транзисторы 3 и 6 в инверсномнаправлении поступает запирающий сигнал.В транзисторах 7 и 10 начинается процессрассасывания, который заканчивается вмомент времени В = (см. фиг, 2 ф).После этого начинается процесс запираниятранзисторов 7 и 10, который заканчивается в момент времени 6 Ь. В течение промежутка времени а 1: -6 через транзистор 7 протекает ток (см. фиг. 2,д)и на концах всех обмоток трансформатора14 тока сохраняется э. д. с. той же полярности, что и до момента времени 6:1 .Транзисторы 3 и 6 в течение этого временипродолжают оставаться в открытом состоянии, что способствует поступлению запирающего сигнала на базы транзисторов 7и 10. Транзисторы 4 и 5 продолжают оставаться в запертом состоянии, что препятствует поступлению отпирающего сигнала на базы транзисторов 8 и 9, и эти силовые транзисторы продолжают оставаться взапертом состоянии. Благодаря тому, чтов течение промежутка времени Ь Ь да 1: -5 коллекторный ток транзисторов 8 и 9 (см,фиг. 2, ) равен нулю, сквозные токи в схеме полностью устраняются.Только в момент времени 1 Ь, когда транзисторы 7 и 10 полностью закроются и ток, протекающий через обмотку 14,трансформатора 14 тока, станет равнымнулю, э, д. с. на концах обмоток трансформатора 14 поменяет знак и транзисторы4 и 5 начнут отпираться, а отпирающийсигнал со вторичных обмоток управляющеготрансформатора 2 начнет поступать на базы транзисторов 8 и 9 и эти силовые транзисторы откроются (см, фиг, 2,5 промежутоквремени 618 -Ь,в ). На этом процесспереключения закончится. При следующейперемене голярности управляющего сигнала (промежуток времени Ы 1 - 1 ) процесс переключения в схеме протекает аналогично. Ток в нагрузке 15 (см. фиг.2,3)сдвигается по фазе относительно напряжения, поступающего с блока 1 управления, на время ЬЬ:ЧР 3; Ь - тгде Т иэ Р ТЪ - время рассасыв я неоснов х н ителей из области базы и время запирания силовых транзисторов, соответственно.Устранение сквозных токов, которые являются причиной повышенных динамических потерь мощности в силовых транзисторах и уменьшение потерь мощности на управление при работе инверторов на изменяюшуюся по величине нагрузку обеспечивают более высокий к. п. д. предложенного инвертора по сравнению с известным инвертором при работе на йагрузку, изменяюшуюся в широких-пределах. формула изобретения Транзисторный инвертор, содержашийвыходной каскад выполненный на силовых 5216426транзисторах, и блок управления с управляюшим трансформатором, вторичные обмотки которого соединены через управляющие транзисторы со входами силовых транзисторов, о т л и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью повышения к. п. д. путем устранения сквозных токов при переключении силовых транзисторов, в него введен токовый трансформатор, первичные обмотки которого включены в силовую цепь выходного каскада, а вторичные обмотки соединены со входами управляюших транзисторов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;151. Авт. св,169662, 1962.2. Авт. св.290407, кл. Н 02 т 7/52.3, Авт, св.470048, кл. Н 02 в 7/52,1972.521642 а фб,г. сн Заказ 4316/51 82 Подписно комитета Совета Мини тений и открытий Раушская наб., д. 4/5 Тираж осударственного о делам изобреМосква, Ж,стров СС 1303 филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,Составитель В, МоинРедактор А. Пейсоченко Техред Г. Родак Корректс