Транзисторный инвертор

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 11817910(72) Авторы изобретения В. С. Руденко, В. А. Попов, В. Д, Гулый и В. Г. Мор овО ;4Киевский ордена Ленина политехнический ин итут"-- им, 50-летия Великой Октябрьской социалистическо ревоЖщии.(54) ТРАНЗИСТОРНЫЙ, ИНВЕРТОР 1Изобретение относится к преооразовательной технике, к транзисторным преобразователям постоянного напряжения, работающим на повышенных частотах, где существенную роль играют динамические потери мощности, существенно снижающие надежность устройства.При инвертировании постоянного напряжения группы ключевых транзисторов работают в противофазе. При этом из-за разного времени включения и выключения силовых транзисторов, в особенности высокочастотных, наблюдается явление сквозных токов, когда источник питания закорачивается через уже открытый и еще не запертый ключевые транзисторы на время, обусловленное, в основном, временем рассасывания неосновных носителей в базе запирающегося транзистора, С повышением частоты переключения доля потерь, вносимая сквозными токами, возрастает, что приводит к уменьшению КПД инвертора.Известны транзисторные инверторы, содержащие ключевые противофазные транзисторы с токоограничительными резисторами в базовых цепях и предоконечный усилитель с трансформаторным выходом, в которых уменьшение или устранение сквозныхтоков достигается путем введения форсируемой или регулируемой задержки отпирающего сигнала на ключевой транзистордо полного или частичного запирания закрывающегося транзистора инвертора 1,2 и 3,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является транзисторный инвертор, содержащий блок управления с трансформаторным выходом, свя 1 О занный с управляющими входами транзисторов двухтактного усилителя мощности,два вспомогательных трансформатора, однииз обмоток каждого из которых с последовательно соединенным вентильным элементом шунтируют один из переходов соответственных транзисторов усилителя мощностии подсоединены с токоограничительнымирезисторами к другим своим обмоткам собратно включенными вентильными элементами 4.Недостатками известного устройства являются большие массогабаритные показатели и большие потери мощности в управляющем и вспомогательных трансформаторах.Цель изобретения - уменьшение массо- габаритных показателей и повышение надежности устройства.Поставленная цель достигается тем, что другие обмотки вспомогательных трансформаторов с обратно включенным вентильным элементом шунтируют токоограничительный резистор соответственного транзистора.С целью обеспечения активного запирания включающегося транзистора на время рассасывания неосновных носителей в базе запирающегося эмиттерный переход каждого транзистора шунтирован вентильным элементом в прямом направлении и последовательно соединенной с ним одной обмоткой вспомогательного трансформатора.В качестве вентильных элементов обычно 5О15 применяются диоды и переходы транзисторов.На фиг. 1 представлена упрощенная схема стойки транзисторного инвертора; на фиг. 2 - эпюры напряжений схемы.Стойка транзисторного инвертора со 20 держит противофазные ключевые транзисторы 1 и 2, которые управляются по базовым цепям через токоограничительные резисторы 3 и 4 напряжением прямоугольной формы обмоток 5 и 6 управляющего трансформа тора 7. Вспомогательный трансформатор 8 подключен так, что обратно включенный диод 9 (10) и последовательно соединенная с ним обмотка 11 (12) шунтируют резистор 3 (4), а эмиттерный переход транзистора 1 (2) шунтирован диодом 13 (4) в прямом направлении и последовательно соединенной с ним обмоткой 15 (16).Рассмотрим принцип устранения сквозных токов в стойке инвертора, состоящей из транзисторов 1 и 2 (фиг. 1).35Пусть в исходном состоянии транзистор 2заперт, а транзистор 1 открыт. При этом на обмотках трансформатора 7 предоконечного усилителя действуют напряжения, полярность которых на фиг, 1 показана без скобок. Напряжения на обмотках вспомога тельного трансформатора 8 практически равны нулю, так как напряжение на резисторе 3 отсекается от обмотки 11 вентилем 9, а на цепочку, состоящую из последовательно соединенных вентиля 13 и обмотки 15, дей 45 ствует напряжение прямосмещенного эмиттерного перехода транзистора 1, величина которого недостаточна для отпирания вентиля 13, При изменении полярности управляющих напряжений 05 и 3 в (фиг. 2) (полярность на фиг, 1 дана в скобках) эмиттерный переход транзистора 1 в интервале рассасывания неосновных носителей 1 р, (фиг. 2) продолжает оставаться открытым.Вследствие этого практически все напряжение обмотки 5 выделяется на резисторе 3 и через открытый вентиль 9 прикладывается 55 к обмотке 11 вспомогательного трансформатора 8 с полярностью, указанной на фиг. 1 в скобках. Полярность включения обмоток трансформатора 8 такова,что напряжение, трансформируемое в обмотку 16 через вентиль 14, прикладывается в запирающем направлении к эмиттерному переходу транзистора 2 и задерживает его отпирание на время 1 за= 1 р (фиг. 2).По истечении времени рассасывания (, эмиттерный переход транзистора 1 запирается и напряжение на обмотках вспомогательного трансформатора 8 становится равным нулю, Под действием напряжения на обмотке 6 транзистор 2 отпирается и схема приходит ко второму квазиустойчивому состоянию, противоположному исходному.Таким образом, в схеме осуществляется автоматическая задержка отпирающего сигнала на время рассасывания неосновных носителей в базе запирающегося транзистора, в результате чего сквозные токи устраняются.Положительный эффект достигается применением дешевых, надежных, не снижающих общую электробезопасность изделия, диодно-трансформаторных цепей, работающих при низких действуюших напряжениях, не прервышающих напряжения обратно- смещенных эмиттерных переходов ключевых транзисторов.Схема практически не требует настройки и начинает работать сразу же при включении вспомогательного трансформатора с соблюдением полярности, указанной на фиг. 1.В транзисторных инверторах, где регулирование выходного напряжения осуществляется изменением длительности паузы на нуле, применение схемы приводит к увеличению КПД во всех режимах нагрузки и к существенному снижению уровня генерируемых радиопомех.Из предлагаемой схемы можно исключить вспомогательные обмотки 15 и 16 и вентили 13 и 14, В этом случае в интервале рассасывания неосновных носителей в базе транзистора 1 (2) напряжение, трансформируемое из обмотки 11 (12) в обмотку 12 (11), частично компенсирует .напряжение управления обмотки 6 (5), в результате чего напряжение между эмиттером и базой транзистора 2 (1) близко к нулю, т. е. имеет место пассивное запирание транзистора 2 (1) на время 1 р, (1 Р,).Формула изобретения1.Транзисторный инвертор, содержащий блок управления с трансформаторным выходом, связаниый с управляющими входами транзисторов двухтактного усилителя мощности, два вспомогательных трансформатора, одни из обмоток каждого из которых с последовательно соединенным вентильным элементом шунтируют один из переходов соответственных транзисторов усилителямощности с токоограничительными резисторами и подсоединены к другим своим обмоткам с вентильными элементами, отличающийся тем, что, с Мелью уменьшения массогабаритных показателей и увеличения надежности, другие обмотки вспомогатель 5 ных трансформаторов с обратно включенным вентильным элементом шунтируют токоограничительный резистор соответственного транзистора.2. Транзисторный инвертор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью увеличения надежности схемы,эмиттерный переход каждого из транзисторов шунтирован одной из упомянутых обмоток вспомогательного трансформатора с вентильным элементом, включенным в прямом направлении. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР290407, кл. Н 03 Г 3/26, 1970.2. Конев Ю. И. Сб. ЭТвА,3, М.,Советское радио, 1972, с. 51 - 56.3. Авторское свидетельство СССР550758, кл. Н 02 М 7/537, 1977.4. Авторское свидетельство СССР по заявке2575356, кл. Н 02 М 7/5371978.8179 О и Составитель Т. Ершова ехред А. Бойкас Корректо ираж 730 Подписи едактор Н. Кузнецовааказ 1461/74ВНИИПИ Госупо делам113035, Москва,Филиал ППП Пате ДК дарственизобретЖ - 35,нт, г. го ий й 1 О окомитета СССР и открытий шская наб д. 4/5 од, ул. Проектная,