Полумостовой инвертор

Союз СоветскикСоцналксткйескккРеснубакк ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ии 9041 59(23) Приоритет Н 02 М .7/537 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытийОпубликовано 070282 Бюллетень М 5 Дата опубликования описания 070282(72) Авторы изобретени С.Васки В.Г.Шалим фравляюцихН и довательски ычислительн инстит машин) Заявитель 4) ПОЛУМОСТОВОЙ ИНВЕРТ и м Изобретение относится к преобразовательной технике и может найти применение в системах вторичного электропитания для преобразования постоянного тока в переменный с по ощью транзисторных инверторов.Известен генератор, использующий включение конденсатора параллельно нагрузке инвертора, причем последовательно с конденсатором может быть включен резистор, служащий для ограничения коллекторных токов силовых транзисторов при перезарядке конденсатора, т.е.используется последовательная НС-цепочка П 1Известен также стабилизированный конвертор, содержащий мостовой транзисторный усилитель мощности, в диагональ которого включена первичная обмотка выходного трансформатора, вторичная обмотка которого через выпрямитель и фильтр соединена с выходом, узел защиты, выполненный на трансформаторе тока, выходная обмотка которого через выпрямитель подключена к одному из входов узла управления транзисторами лостового усилителя мощности, другой вход которого подключен к выходу конвертора, и последовательную йС-цепочку уменьшения динамических потерь, ричем трансформатор тока снабжен дополнительной обмоткой, включенной последовательно с йС-цепочкой, образо. вавшаяся цепь подключена параллельно входной обмотке выходного трансфорлатора, а первичная обмотка токового трансформатора крайними выводами соединена с коллекторами транзисторов смежных плеч мостового усилителя мощности, а средним выводом - со входной шиной питания 21.Даное устройство позволяет исключить в мостовом усилителе мощности искажения выходного сигнала датчика тока перегрузки переэаряда йС-цепочки для уменьшения динамических потерь силовых транзисторов. Однако оно не может быть использовано в по лулостовом инверторе.Наиболее близок к предлагаемомупо технической сущности полумостовой инвертор, содержащий два силовых транзистора , в управляющую цепь каж дога из которых включен трансформатор тока с управляющей обмоткой, подключенной к дополнительному источнику питания через управляющий транзистор и ограничительный реэис тор, блок управления, соединенный сбазами управляющих транзисторов,и узел защиты от перегрузок, выходом соединенный с базой блокирущеготранзистора, эмиттер которого объединен с змиттерами управляющих транзис-.торов, а коллектор через разделительалые диоды соединен с коллекторамиуправляющих транзисторов, причем датчик тока перегрузки выполнен в видедвух трансформаторов тока, первичнаяобмотка каждого из которых включена 10последовательно с силовыми трансформатором, а вторичная - шуитированабалластным резистором и подключенако входу узла защиты через первыйдиод и к базе соответствующего управляющего транзистора через второйдиод и дополнительный резистор 3 .Недостаток известного устройстваискажение входного сигнала датчикатока перегрузки импульсным током перезаряда конденсатора ВС-цепочки.На переднем фронте сигнала имеет место всплеск, который не позволяетиспользовать схему узла защиты отперегрузки с воздействием на широтномодулированный управляющий сигнал вкаждом полупериоде для увеличенияскважности переключения силовых транзисторов,Цель изобретения - расширение функциональных воэможностей полумостового финвертора, содержащего ВС-цепочкууменьшения динамических потерь силовых транзисторов, эа счет исключенияискажения выходного сигнала датчикатока перегрузки токами перезаряда 35конденсатора ВС -цепочки.Указанная цель достигается тем,что. в полумостовом инверторе, содержащем два силовых транзистора, вуправляющую цепь каждого иэ которых 40включен трансформатор тока с управляющей обмоткой, подключенной к вспомогательноглу источнику питания черезуправляющий транзистор и ограничительный резистор, блок управления, соединенный с базами управляющих транзисторов, и узел защиты от перегрузок,выходом соединенный с базой блокирующего транзистора, эмиттер которогообъединен с эмиттерами управляющихтранзисторов, а коллектор через раздельные диоды соединен с коллекторамиуправляющих транзисторов, датчик тока перегрузки, выполненный в видедвух трансформаторов тока, каждый иэКоторых содержит .первичную обмотку,включенную последовательно с силовымтранзистором, вторичную обмотку, шунтированную балластным резистором ичерез диод подключенную ко входу узла защиты, и дополнительную обмотку, бОпоследовательная ВС-цепочка уменьшения динамических потерь поцключаетсяк выходу инвертора через две параллельные цепи, каждая иэ которых включает в себя дополнительно введенный б 5 диод и дополнительную обмотку одногоиз трансформаторов тока датчика токаперегрузки, причем диоды включенывстречно, а дополнительная и первичная обмотки каждого трансформаторатока включены последовательно в противофазе.На чертеже представлена принципиальная электрическая схема инвертора,Полумостовой инвертор содержитусилитель 1 мощности с силовыми транзисторами 2 и 3, управляемыми с помощью трансформаторов 4 и 5 тока.Управляющие обмотки б и 7 трансформаторов 4 и 5 тока соответственноподключены через ограничительные резисторы 8 и 9 и управляющие транзисторы 10 и 11 к вспомогательному источнику 12 питания. Базы транзисторов 10 и 11 подключены к выходам Ли Б блока 13 управления. Инверторвключает в себя датчик тока перегрузки в виде трансформаторов 14 и 15тока, первичные обмотки которых включены последовательно с транзисторами2 и 3 соответственно, вторичные обмотки шунтированы балластными резисторами 16 и 17 и через диоды 18 и 19подключены ко входу узла 20 защиты,а дополнительные обмотки 21 и 22через дополнительно введенные диоды23 и 24 и ВС-цепочку 25 подключенык выходу инвертора,Выход узла защиты соединен с базой блокирующего транзистора 26, подключенного параллельно транзисторам10 и 11 с помощью диодов 27 и 28.База транзистора 26 подключенатакже к источнику 12 питания черезузел 29 блокировки при пуске и привыключении, При выходе инвертора может быть включен трансформатор 30,выпрямитель 31 и Фильтр 32.Инвертор работает следующим образом.При пуске, когда нарастающее напряжение источника 12 питания еще недостигло установившейся величины,транзистор 2 б открыт сигналом изузла 29 блокировки.При этом цепи управляющих обмотоктрансформаторов б и 7 тока оказываются подключенными к источнику 12через диоды 27 и 28 и переход коллектор-эмнттер насыщенного транзистора 26, чем предотвращается возможность одновременного включения силовых. транзисторов 2 и 3 независимоот состояния управляющих транзисторов 10 и 11.При достижении номинального напряжения источника 12 прекращаетсянасыщение транзистора 26 выходнымтоком узда 29. Транзистор 26 запирается и в дальнейшем не оказываетвлияния на работу инвертора в установившемся режиме, Лналогично работает устройство также при снижении,входного напряжения в процессе выключения инвертора.Прн перегрузке на выходе инвер.тора в первичнои обмотке трансфориаторов 14 или 15 тока протекает ток перегрузки, обусловливающий появление на резисторах 16 и 17 напряжения, превьзаающего заданный уровень. Это напряжение через диоды 18 н 19 поступает на вход узла 20 защиты, который срабатывает и открывает транзистор 26, создающий через диоды 27 и 28 цепь поступления ,тока в управляющие обмотки 6 и 7.;В результате происходит эапираниеоткрытого Силового транзистора. При возникновении сквозного тока в аварийной ситуации(например, при пробое одного из транзисторов усилителя мащности илн отказе в схеме управления) ток проходит через первичные обмотки обоих трансформаторов 14 и 15 тока, выходные сигналы которых через диоды 18 и 19 поступают на вход быстродействующего узла 20 защиты. В дальнейшем происходит описанная выше блокировка переключения силовых транзисторов.При отпирании силового транзистора, например ,2 ток поступает в нагрузку, а также по цепи: первичная обмотка трансформатора 4 - первичная обмотка - дополнительная обмотка 21 трансформатора 14 - диод 23, резистор идет на переэаряд конденсатора ВС -цепочки 25.Поскольку первичная н дополнительная обмотка трансформатора 14 токавключены встречно, на выходном резисторе 16 датчика тока перегрузкине вырабатывается сигнал, пропорциональный току перезаряда конденсатора ЙС -цепочки. При запирании силового транзистора 2 энергия, накопленная в конденсаторе ВС-цепочки,через диод 24 и дополнительную обмотку 22 трансформатора 15 поступает в нагрузку, вследствиечего происходит спад коллекторного токатранзистора 2 при относительно низком коллекторном напряжении и существенно снижается мгновенная мощностьпри выключении.Аналогично работает устройствопри открывании силового транзистора 3.Таким образом, предлагаемое техническое решение;обеспечивает расширение. функциональных воэможностейустройства, поскольку отсутствие ис Формула изобретения транзисторов, и узел защиты от пере 20 грузок, выходом соединенный с ба 2 30 35 40 45 кажения выходного сигнала датчикатоМ перегрузки за счет тока перезаряда конденсатора ЙС-цепочки дляуменьшения динамических потерь,шунтирующей выход инвертора, позволяетприменить любую схему узла защитыбез снижения быстродействия интегрирования. Полумостовой инвертор, содержащий два силовых транзистора, в управляющую цепь каждого иэ которых включен трансформатор тока с управляю-.щей обмоткой, подключенной к вспомогательному источнику питания через управляющий транзистор и ограничительный резистор, блок управления,соединенный с базами управляющих зой блокирующего транзистора,эмиттер ,которого объединен с эмиттерамн управляющих транзисторов, а коллектор че-рез разделительные диады соединен с коллекторами управляющих транзисторов, причем датчик тока перегрузки, выполнен в виде двух трансформаторов тока, каждый иэ которых содержит пер. вичную обмотку, включенную последовательно, с силовым транзистором, вторичную обмотку,шунтнрованную балластным резистором и через диод подключенную ко входу узла защиты, и дополнительную обмотку, последовательную ВС-цепочку, о т л н ч а ющ н й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, кС-цепочка подключена к выходу инвертора через две параллельные цепи, каждая из которых включает в себя дополнительно введенный диод и дополнительную обмотку одного из трансФорматоров тока датчика тока перегрузки, причем диоды включены встречно, а дополнительная и первичная обмотки каждого трансформатора тока включены последовательно в противоФазе. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Сб."Электронная техника вавтоматикеф, Под ред. Ю.И.Конева,вып. 2.И.,ф Советское радио", 1971,с. 71, рис.1 б.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2777499/24-07,кл. Н 02 И 7/537, 19793. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2711140/24-07,кл. Н 02 И 7/537, 1979904159 ель Н.Ци Фанта сканКор дактор Л.Пчелин Тира;:. /1осударс",в:.нн елам изс:.:Рет сква,л,-.5, Ра с 1303 а ент р Филиал тная,Заказ 158/45ВНИИПИ Составиткая Техре3 8 Подого комитета СССРений и открытийушская набд.4/5 г.Ужгород ул ктор Е. Рошко