Устройство для управления транзисторами стойки инвертора

(51)5 Н 02 И 7/53 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНА ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(;Д СР СО1 Зева ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ РИ ГКНТ СССР.(71) Научно-производственное объединение "Лазерная техника" Ереванского государственного университета (72) Г.Г,Антонян(54) УСТРОЙСТВО ДЛЧ УПРАВЛЕНИЧ ТРАНЗИСТОРАМИ СТОЙКИ ИНВЕРТОРА(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при разработке источников вторичногоэлектропитания радиоэлектронной аппаратуры, например транзисторных инверторов. Цель изобретения - повьппениебыстродействия и уменынение мощностиуправления инвертором. Устройство содержит задающий генератор 1 прямоугольных симметричных импульсов напряжения с транформаторлым выходом 2 и157703 1 два формирователя сигналов управления.Каждый формирователь включает в себятранзистор 12(13), эмиттер которогопредназначен для подключения к базетранзистора 10(11) стойки инвертора,диоды 14-17, один из которых 14(15)подключен к баэа-коллекторному переходу этого же транзистора 10(11), адругой 16(17) подключен анодом к эмит теру транзистора 12(13)., база которого подключена к первому резисто-,ру 20(21), Устройство также. содержитузел 3 Формирования прямоугольныхнесимметричных импульсов напряжения,Изобретение относится к электоотех: )О нике, в частности к преобразовательной т-.хинке, и может бьг ь использовано и;, разработке источников вторичного -ектропитания ра ноэлектро "ной апп-:. - ,ратуры, например трат."ис гсрьг инвер- .,",5 торов с регулируемой методом широтно- импульсной модуляции выходной мощ ностью.Целью изобретения явпяется увеличение быстродействия и уменьшение мощности управления инвертором.йа Фиг. 1 приведена электрическая схема устройства для управления транзисторами стойки инвертора; на Фиг.2 - ,временные диаграммы, поясняющие принцип его работы.Устройство для управления транзисторами стойки инвертора (на Фиг.1 его схема обведена пунктиром) содержит задающий генератор 1 прямоугольных д симметричных импульсов напряжения, трансформатор 2, подключенный к его выходу, узел 3 Формирования прямоугольных несимметричных импульсов напряжения, выполненный с двумя паРа Фазными выходами и синхронизированный от задающего генератора 1. К каждому выходу узла 3 Формирования подключен вход импульсных усилителей 4 и 5, нагруженных трансформаторами 6 и 7 соответственно. Указанные трансФорматоры снабжены раэмагничивающими обмотками, соединенными с диодами 8 и 9 возвратного тока, Устройство управления включает в себя два Формирователя, подключенных к входу силовых транзисторов 10 и 11 стойки инвертора,Формирователи содержат транзисторы 12 и 13, диоды 14-19, резисторы 20-: к выходам которого подключены два импульсных усилителя 4,5, Вторичные обмотки выходных трансформаторов 6,7импульсных усилителй подключены к управляющему переходу транзисторов 12,.13.К база"эмиттерному переходу транзисторов 10, 11 стойки инвертора подключеныцепочки из последовательно включенныхконденсатора 24,25 и диодов 18,19,шунтированных резисторами 22,23. Вторичные обмотки 2.1 и 2,2 задающего генератора 1 выполнены с отпайкой, подключенной к колектору транзистора 12(13). 1 з.п, Ф-лы, 2 ил,23 и конденсаторы 24 и 25. Эмиттеры транзисторов 12 и 13 образуют выводы устройства и соединены с базами транзисторов 10 и 11 и с выводами обмоток 6.1 и 7,1 соответстг:.-нно, Оставшийсявободным вывод каждой из обмоток б. (7, 1) через резистор 20(21) связан с базой соответствующего транзистора 12(13). Точка соединения базы транзистора 12 и резистора 20 подключена к аноду диода 14, а точка соединения базы транзистора 13 и резистора 21 к аноду диода 15, Катоды диодов 14 и 15 соединены с коллекторами силовых транзисторов 10 и 11 стойки инвертора соответственно. Коллекторы транзисторов 12 и 13 соединены с отводами вторичных обмоток 2.1 и 2,2 соответственно, причем один из крайних выводов обмотки 2.1 соединен с катодом диода 16, а другой - с эмиттером транзистора 10 и с одним из выводов конденсатора 24. Аналогичным образом один из крайних выводов обмотки 2.2 соединен с катодом диода 17, а другой - с эмиттером транзистора 11 и с выводом конденсатора 25, Свободные выводы каждого из конденсаторов 24 и 25 соединены с анодами диодов 18 и 19 зашунтированных резисторами 22 и 23 соответственно. Точка соединения катода диода 18 и резистора 22 подключена к аноду диода 1 Ь и эмиттеру транзистора 12, а точка соединения катода диода 19 и резистора 23 подключена к аноду диода 17 и эмнттеру транзистора 13.В промежутке времени, когда полярность напряжения на обмотке 2.1 по отношению к эмиттеру силового транзис1577031 5тора 10 стойки инвертора имеет положительное (открывающее) значение, на вход усилителя 4 поступает импульс, момент спада которого совпадает с моментом спада напряжения на указанной обмотке. Аналогичным образом, на вход усилителя 5 поступает импульс при положительном значении напряжения (относительно эмиттера силового транзис ц тора 11) на обмотке 2.2. газировка обмоток 2, 1 и 2,2 предполагает противофазность напряжений на них (положительному значению напряжения на одной из указанных обмоток соответствует отрицательное значение напряжения на другой), а импульсы на разных выходах узла 3 формирования сдвинуты относительно друг друга на половицу периода ,напрякения на выходе задающего гене- Ю ратора 1.Таким образом, в течение .времени воздействия выходных импульсов узла 3 1 формирования ца вход. усилителей 4 и 5 соответствующие транзисторы 10-13 25 находятся в проводяцем состоянии. Ь промежутке времени провоДящего состояния режим силового транзистора 10 (11) стойки ицвертора поддерживается на грани цасьицеция с целью .увеличения 30 быстродействия прц его запирации и, следовательно, уменьшении коммутационных потерь в цем, Указанный режим си - лового,трацзистора 10(11) обеспечивается целицеццой отрицательной обратной связью с его коллектора на базу через соответствующий диод 14(15) и база-эмцттерцый переход транзистора 12(13), находящегося в проводящем состоянии. Благодаря указанной отри цательной связи устанавливается такое значение тока базы силового транзистора 1.0(11) стойки инвертора, равного коллекторцому току соответствующе- . го транзистора 12(13), при котором 45 выполняется указанное условие.В течение времени, когда напряжение на обмотке 2.1 или 2.2 имеет отрицательное значение, к эмиттер-базовому переходу соответствующего сило-., вого транзистора 10(11) прикладывается запирающее напряжение через ди- . од 16(17), Одновременно происходит заряд конденсатора 24(25). Значение указанного отрицательного напрякения выбирается близким к максимально допустимому значению отрицательного напряжения на управляющем переходе силового транзистора 10(11) с целью 6уменьшения тока утечки через закрытый силовой транзистор, В промежутке времени, когда напряжение на одной из обмоток 2.1 или 2,2 имеет положительное значение, а соответствующий транзистор 12(13) находится в закрытом состоянии, к база-эмиттерному переходу силового транзистора 10(11) прикладывается отрицательное напряжение с конденсатора 24(25) через резис" тор 22(23) . Диоды 18 и 19 предотвращают отрицательньп всплеск напряжения, превышающего амплитуду напряжения на обмотках 2.1 и 2.2 в момент спада напряжения на входе силового транзистора.На фцг.2 приведены временные диаграммы напряжений: на обмотке 2.1 (Б ,), на вторичной обмотке 6.1 (0,) и база-эмиттерцом переходе силового транзистора 10 (Нз ,), Напряжения на обмотках 2.2 и 7.1, на база-эмиттерном переходе силового транзистора 11 имеют аналогичный характер изменения во времени и сдвинуты на половину периода выходного напряжения задающего генератора 1.по отношению к напряжениям Н ,И ,и 0 .соответственно.Магнитное состояние магнитопроводов трансформаторов б и 7 восстанавливается после спада импульса на входе соответствующего усилителя 4(5) путем возврата избыточной энергии этих трансформаторов 6 и 7 к источнику питания усилителей через диоды 8 и 9. Благодаря этому любое значение продолжительцости рабочего такта может быть установлено за один полупериод работы транзисторов, как это показано ца фиг. 2 пунктирными линиями.Таким образом, данное устройство обеспечивает минимально возможную инерционность управления инвертора,благодаря применению однотактных импульсных усилцтелец с трансформаторным выходом, выходные трансформаторы которых снабжены размагничивающей обмоткой, соединенной с диодом возвратного тока.Значение напряжения на отводе каждой из вторичных обмоток 2.1,2,2 выбрано близким к значению суммы напряжений прямого падения на база-эмиттерцых переходах транзистора 12(13) Формирователя и силового транзистора 10( 11) . В результате этого в течение рабочего времени инвертора напряжение на база-коллекторном перехо 1577031де транзистора 12(13), находящегося 9 проводящем состояниии, приблизительно равно нулю и, следовательно, мощность, рассеиваемая этим транзистоюм сводится к минимально возможному. значению мощности, рассеиваемой на его база-эмиттерном переходе, Это позволяет уменьшить выходную мощность задающего генератора 1 прямоугольных симметричных импульсов (мощность управления) и не применять теплоотвод для транзистора 12(13), что ,приводит также к облегчению констРукции устройства.Формула изобретенияУстройство для управления транзисторами стойки инвертора, содержа- щее задающий генератор прямоугольных симметричных импул сов напряжения ,с трансформаторным выходом и дна Фо - . ;ярователя сигналов появления, кях; - дый из которых включает в себя трах . 25 зистор, эмиттер которого лредназна. - чен для подключения к базе транзистора стойки инвертора и подключен к аноду первого диода, первый резис" тор, одним выводом соединный с базой 30 транзистора и анодом второго диода, ,катод которого предназначен для подключения к коллектору транзистора стойки .инвертора, а один из концов вторичной обмотки упомянутого трансформатора - для подключения к его эмиттеру, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения быстродействия и уменьшения мощности управления, оно снабжено узлом формирования прямоугольных несимметричныхимпульсов напряжения с двумя выходами и синхронизирующим входом, обеспечивающим регулирование задержкипереднего Фронта импульсов, двумя импульсными усилителями с выходнымитрансформаторами, третьим диодом, зашунтированным вторым резистором иконденсатором, соединенным с упомянутым концом вторичной обмотки трансформатора и анодом третьего диода,катод которого подключен к эмиттерутранзистора, упомянутые импульсныеусилители подключены к выходам узлаформирования прямоугольных несимметричных импульсов напряжения, синхронизирующий вход которого подключензадающему генератору, причем вторичные обмотки выходных трансформатороимпульсных усилителей включены междуэ-ттером транзисто;. з и вторым ньг.эдом первого резистора, а вторичныеобмотки первого трансформатора выполнены с отводами,.подключенными к коллекторам соответствующих транзистороьи свободными концами - к катоду первого диода. 2. Устройство, по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что импульсные усилители снабженыдиодом возвратного тока, а их выходные. трансформаторы снабжень 1 размагничивающей обмоткой, соединенной с соответствующим диодом возвратного тока.1577031 Составитель А.ЧесноковТехред М.Дидьпс Корректор С.Шев тор С.Пекарь Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Уж ул. Гагарин Заказ 1853 Тираж 498 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СЧСР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5