Инвертор

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскиСоциалистическихРеспублик 1970631(22) Заявлено. 2 М 780 (21) 2965172/24-07 Р 1 М Кп з Н 02 М 7/537 с присоединением заявки Нов Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения исследовательский институт управляющ вычислительных машин) Заявитель Нау 54) ИНВЕРТОР Ннвертор относится к преобраэоваельной технике, а .именно ко вторич- , ым источникам питания. известен преобразователь напряжения, содержащий подключенный к выходным. выводам усилитель мощности натранзисторах, включенных по Полумостовой схеме и управляемых с помощьютрансформаторов тока, связанных сколлекторами управляющих транзисторов, базовыми цепями соединенных свыходами управляющего узла, входамисоединенного с выходными выгодами,к которым подключен выход сглаживающего фильтра, входом соединенногос выходом выпрямителя, вход которого соЕдинен со вторичной обмоткойвыходного трансформатора усилителямощности,. узел блокировки при включении-выключении, входом соединенныйсо вспомогательным источником питания, а выходом - с базой блокирующего транзистора, эмиттер которого.соединен с эмиттерами, а коллекторчерез диоды . - с коллекторами управляющих транзисторов 13,Недостатком устройства являетсяотсутствие цепей, ограничивающих коллекторние токи силовых транзисторов при аварийном пропадании напряжениядополнительного источника питания.Наиболее близок к предлаГаемомуинвертор, по меньшей мере содержащийдва силовых транзистора, в управляющую цепь каждого из которых включентрансформатор тока с управлякидей об-моткой, подключенной к дополнительному источнику питания. через управляющий транзистор и ограничительныйрезистор, блок управления, соединенный с базами управляющих транзисторов., датчик тока перегрузки, входкоторого включен в коллекторные цепи силовых транзисторов, а выход соединен с входом узла защиты от перегрузок, выходом соединенный с базойблокирующего транзистора, эмиттеркоторого объединен с эмиттерамиуправляющих транзисторов, а коллектор через разделительные диоды соединен с коллекторами управляющихтранзисторов 21.Недостаток известного устройства 25 заключается в том, что при пропадании напряжения дополнительного источника питания из-эа отказа последнего в процессе работы устройствапрекращается воздействие управляю щего узла на работу силовых транзис 970611которых включены в коллекторные цепи транзисторов 2 и 3 соответственно, вторичные обмотки шунтированыбалластными резисторами 16 и 17 ичерез диоды 18 и 19 подключены квходу узла 20 защиты и эмиттеру дополнительного транзистора 21, базакоторого через резистор 22 соединена с одним иэ выводов источника 12питания. Выход узла защиты соединенс коллектором дополнительного транзистора 21, а также с базой блокирующего транзистора 23, подключенного параллельно транзисторам 10и 11 с помощью диодов 24 и 25. Эмиттеры транзисторов 10 и 11 через диоды 26 и 27 соединены с одним из выводов каждой из управляющих обмоток 6и 7 трансформаторов 4 и 5. Вторичныеобмотки трансформаторов 14 и 15 подключены также к базам транзисторов 10и 11 через диоды 28 и 29 и резисторы 30 и 31. На выходе инвертора может быть включен трансформатор 32,выпрямитель 33 и фильтр 34,Предлагаемый инвертор работаетследующим образом.Пусть сигналами с выходом Л и Бблока 13 управления управляющий транзистор 10 закрыт, а транзистор 11открыт. При этом силовой транзистор 2открыт, а транзистор 3 закрыт. Коллекторный ток транзистора 2 протекаетпо первичной обмотке трансформатора 14, и на резисторе 16, включенномв его вторичную обмотку, возникаетнапряжение, через диод 28 и резистор 30 воздействующее на базу управляющего транзистора 11. В результате транзистор 11 остается открытым,а силовой транзистор 3 - закрытымнезависимо от уровня сигнала на выходе Б блока 19 управления до техпор, пока протекает ток в цепи силового транзистора 2. Отпирание. управляющего транзистора 10 создает цепьшунтирования управляющей обмотки 6трансформатора 4 тока через диод 26и переход коллектор-эмиттер транзистора 10. В результате базбвая цепьтранзистора 2 обесточивается и онзапирается. После этого создаетсявозможность отпирания силового транзистора 3 и начинается обратное перемагничивание сердечника трансформатора 4. Аналогично работает второеплечо инвертораПри перегрузке на выходе инвертора в первичной обмотке трансформатора 14 или 15 тока протекает ток перегрузки, обусловливающий появленнена резисторе 16 или 17 напряжения,превышающего заданный уровень. Этонапряжение через диод 18 или 19поступает на вход узла 20 защиты,который срабатывает и открывает блокирующий транзистор 23, создающийчерез диоды 24, 25 и 26, 27 цепи торов через управляющие обмотки транс-, форматоров тока. При этом каждый силовой транзистор за счет положительной обратной связи, создаваемой коллекторной и базовой обмотками трансформатора тока, начинает работать 5 в автоколебательном режиме, определяемои временами перемагничивания по частному циклу сердечников трансформаторов, что приводит к возможности одностороннего насыщения выходного. 10 ,трансформатора, что также, в свою очередь, вызывает выход иэ строя силовых транзисторов.;Пель изобретения - повышение надежности путем уменьшения времени 15 восставноления за счет исключения выхода иэ строя силовых транзисторов инвертора при аварийном пропадании напряжения дополнительного источника питания. 20Укаэанная цель достигается тем, что в инверторе, содержащем по мень.шей мере, два силовых транзистора, в управляющую цепь каждого из которых включен трансформатор тока с управля ющей обмоткой, подключенной к доПолнительному источнику питания через управляющий транзистор и ограничительный резистор, блок управления, соединенный с базами управляющих транзисторов, датчик, тока перегрузки, вход которого включен в коллекторные цепи силовых транзисторов, а выход соединен с входом узла защиты от перегрузок, выходом соединенного с базой блокирующего транзистора, эмиттер которого объединен с эмиттером упраВ- ляющих транзисторов, а коллектор через разделительные диоды соединен с коллекторами управляющих транзисторов, введен дополнительный транзис тор, коллектор которого подключен к базе блокирующего танзистора, база через резистор соединена с одним из выводов дополнительного источника питания, а эмиттер - с выходом датчика тока перегрузки.На чертеже представлена принципиальная электрическая схема инвертора, полумостовой вариант дпя случая включения нагрузки через трансформатор, выпрямитель и фильтр.Инвертор содержит усилитель 1 мощности с силовыми трансформаторами 2 и 3, управляемыми с помощью трансформаторов 4 и 5 тока, Управляющие обмотки б и 7 трансформаторов 4 и 5 тока соответственно подключены через ограничительные резисторы 8 и 9 и управляющие транзисторы 10 и 11 к дополнительному источнику 12 питания. Базы управляющих 60 транзисторов 10 и 11 подключены к выходам А и Б блока 13 управления.Пнвертор включаЕт в себя датчик тока перегрузки в виде трансформаторов 14 и 15 тока, первичные обмотки 65Формула изобретения шунтирования управляющих обмоток 6 и 7 трансформаторов 4 и 5. В результате происходит запирание открытого силового транзистора,Поскольку выключение силового транзистора связано с шунтированием управляющих обмоток трансформаторов 4 и 5 тока, оно обеспечивается также и при отсутствии напряжения от дополнительного источника 12 на коллекторных цепях управляющих транзисторов 10 и 11. Предположим, что управляющий транзистор 10 закрыт, а транзистор 11 открыт, силовой. транзистор 2 открыт, 5 а транзистор 3 закрыт, и в это вре-. мя произошел отказ дополнительного источника 12, в результате чего пропало питающее напряжение на управляющих транзисторах 10 и 11, узле 20 защиты и блоке 13 управления. При этом открывается закрытый в нормальном режиме дополнительный транзистор 21, который оказывается включенным по схеме с общей базой эа счет связи его базового резистора 22 через цепи нагрузки источника 12 с его минусовым выводом.Ток вторичной обмотки трансформатора 14 через переход эмиттер-коллектор транзистора 21 30 отпирает транзистор 23, который через диоды 25 и 26 шунтирует обмотку 6 трансформатора 4, что вызывает спад тока силового транзистора 2 и уменьшение напряжения на резисто- . ре 16. Транзисторы 21 и 23 запираются и ток транзистора 2 снова нарастает до следующего отпирания транзисторов 21 и 23. Иожет иметь место несколько таких циклов до насыщения трансформатора 4. После этого транзистор 2 запирается, прекращается ток через диод 28 и резистор 30 в базу транзистора 11, который запирается, обусловливая отпирание силового транзистора 3. Коллекторный ток ,последнего трансформируется во вторичную обмотку трансформатора 15 и создает на резисторе 17 напряжение, достаточное для отпирания транзистора 21, коллекторный ток которого 50 отпирает транзистор 23, шунтирующий через диоды 24 и 27 обмотку 7 трансформатора 5. При этом коллекторный . ток транзистора 3 несколько спадает, напряжение на резисторе 17 умень шается, транзисторы 21 и 23 запираются и ток транзистора 3 снова нарастает до последующего отпирания транзисторов 21 и 23. Процесс продолжается до насыщения трансформатора 5, после чего цикл повторяется. Диодно-реэистивные цепи 28, 30и 29, 31 обеспечивают поочереднуюработу силовых транзисторов 2 и 3,исключаявозможность их одновременного открывания и выхода иэ строяиз-за возникновения сквозного тока.Коллекторные токи транзисторов 2и 3 ограничиваются на низком уровне, а частота их переключения уменьшается по сравнению с рабочей. В таком режиме инвертор может находиться.длительное время, причем мощностьрассеиваемая на силовых транзисторах, будет меньше, чем в нормальномустановивыемся режиме.Таким образом, изобретение позволяет повысить надежность инвертора,силовые переключающие транзисторыкоторого управляются от индивидуальных трансформаторов тока, путемуменьшения времени его восставноле-ния исключением выхода из строя силовых транзисторовпри аварийном пропадании напряжения дополнительногоисточника питания,Пнвертор, содержащий, по меньшеймере, два силовых транзистора, в управляющую цепь каждого из которыхвключен трансформатор тока с управляющей обмоткой, подключенной к дополнительному источнику питания через управляющий транзистор и ограничительный резистор, блок управления,соединенный с базами управляющих транзисторов, датчик тока перегрузки,входкоторого включен к коллекторныецепи силовых транзисторов, а выходсоединен с входом узла защиты отперегрузок, выходом соединенногос базой блокирующего транзистора,эмиттер которого объединен с эмиттерами управляющих транзисторов, а коллектор через разделительные диодысоединен с коллекторами управляющихтранзисторов, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышениянадежности, он снабжен дополнитель"ным транзистором, коллектор которогоподключен к базе блокирующего транэситора, база через резистор соединена с одним из выводов дополнительного источника питания, а эмиттерс выходом датчика тока перегрузки..сточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 595836, кл, Н 02 М 3/335, 1975.2Авторское свидетельство СССРР 817945, кл. Н 02 И 7/537, 1979.970611 тор линска Тираж 721твенного комитет бретений и откры Ж, Раушская акаэ ППП "Патент", г,ужгород, ул.Проектная,ил 72 ВННИПИ Государ по делам изо 113035, Москва