Транзисторный инвертор

(53) УДК 621.314. 572(088 8) с присоединением заявк Ьвудерствавьй квинте СССР23)ПриоритетОпубликовано 05,06,80. Бюллетень ЭЬ 21 Дата опубликования описания 05,06.80 ения йа,йал и етхрити 72 Автори зобретени(54) ТРАНЗИСТОРНЫЙ ИНВЕРТОР преобразэ- мы инвертора. При этом, помймо обесыть исполь- печения распределения напряжения между анин и алек- транзисторами плеча, появляется возмож я постояв- ность формирования ступенчатого аппрокуровня в симирующего синусоиду выходного напряжения инвертора 3.н Недостатком этого инвертора являет, ся большое количество секций источника япитания и невозможность работы на активно-индуктивную нагрузку.Бель изобретения - упрощение устройверторы, в допустимой в каждом оединенных Для обес 0 еления наи и именяс р1 или мат 5 схемы Изтор, содеводов длисточникэти выво с Изобретение относится квательной технике и может бзовано в системах электрониттропривода дпя преобразованиного напряжения повышенногопеременное напряжение.Известны транзисторные икоторых, с целью повышениявеличины входного напряжениплече, включено несколько споследовательно транзисторов,печения равномерного распредряжения межву транзисторамются уравнительные резисторыуравнительные обмотки трансфоП ко это приводит к усложнению и к снижению ее КПЙ.стен также транзисторный инверржащий несколько входных воя подключения нескольких секций а питания и диоды, соединяющие ды с точками соединения транв в каждом плече мостовой схеПостачто в трщем полуединеннытранзистточки соебой к вхназначенточникавыводовные диод вленная цель достигается тем, анзисторном инверторе, содержа- мосты с М последовательно соми в каждом плече основными орами и диоды, подключающие динения транзисторов между соодным выводам инвертора, предным для подключения секций испитания, кОличество указанных принято равнымй + 1, указаны;соединены в Й - 1 цепочек,739699ф состоящих из двух согласно-последовательно соединенных диодов, крайние выводы цепочек подключены между точками соединенияй -го и (и +1)-го транзистора смежных плеч полумоста, а средний вывод этой цепочки подключен к входному выводу,предназначенному для соединения и -ой и (о + 1)-ой секции источника питания.Для улучшения выравнивания напряже ния на транзисторах встречно-параллель- щ но диодам включаются дополнительные транзисторы.. На фиг. 1 показан вариант предлагаемой мостовой схемы при й = 3; на фиг 2 - вариант полумостовой схемы приЙ 4; на фиг. 3 - диаграммы коммутации транзисторов.Инвертор (фиг. 1) содержит транзисторы 1-12, включенные по мостовой схеме с тремя последовательно соединенными транзисторами в каждом плече. Вьход моста соединен с нагрузкой 13, а вход моста подключен к источнику питания, состоящему из трех секций с напряжениями О, О, 0 З . Секции источника 25 питания подключены к входным выводам14-17 инвертора, Между точкой соединения первого и второго транзистора (1 и 2) верхнего плеча полумоста и точкой соединения первого и второго транзистора(4 и 5) нижнего плеча этого полумоста включена первая цепочка иэ согласно-последовательно соединенных диодов 18 и 19. Между точкой соединения второго и третьего транзистора (2 и 3) верхнего плеча з 5 полумоста и точкой соединения второго и третьего транзистора (5 и 6) нижнего плеча полумоста включена вторая цепочка из согласно-последовательно соединенных диодов 20 и 21. Аналогично включены це-о почки диодов 22 и 23, 24 и 25 вдругомполумосте инвертора. Средний вывод первой цепочки диодов каждого полумоста подключен к входному выводу 15, предназначенному для соединения первой и втоф 5 рой секции источника питания, а средний вывод второй цепочки диодов каждого полумоста подключен к входному выводу16, предназначенному для соединения второй и третьей секции источника питания. 5 О При увеличении числа транзисторов в плече соответственно увеличивается чйсло цепочек диодов и число секций источника55 питания, а соединения между ними производятся аналогично описанному.Устройство работает. следующим об- разом. В один полупериод, например, открывают- ются транзисторы 1-3, 10-12, а вфдругой 4-9. Напряжения, приложенные к закрытым транзисторам, фиксируются с помощью диодов на уровне напряжений секций источника.Например, при открытых транзисторах 1-3 напряжение на транзисторе 6 не может быть больше, чем 0, так как открывается диод 21, а напряжение на транзисторах 6 и 5 не может быть больше 0 + Оз, так как. открывается диод 19. Если 0 = О Оз и необходимо выровнять напряжение на всех транзисторах плеча, то для того, чтобы на транзисторе 5 не было перенапряжения, при токе утечки транзистора 6, большем чем транзистора 5 или 4, необходимо включить резистор 26, обеспечивающий прохождение тока несколько большего, чем разность между токами утечки транзисторов 6 и 5 (или 4). Из аналогичных соображений выбирается резистор 27. В отличие от схемы с. обычными выравнивающими резйсторами, через которые необходимо пропустить ток, на порядок превышающий максимальный ток утечки . транзистора, в предлагаемой схеме через транзистор достаточно пропустить ток, равный максимальному току утечки транзистора, т, е, мощность, рассеиваемая в резисторах, уменьшается в 5-10 раз. Кроме того, резко уменьшается количество резисторов (в инверторе по фиг. 1 - втрое)Для обеспечения выравнивания напряжения на транзисторах без использования резисторов предлагается схема инвертора по фиг. 2. Инвертор для примера выполнен по полумостовой схеме с четырь мя последовательно соединенными транзисторами в каждом плече (1-3, 28 и 4-6, 29). Точки соединения транзисторов подключены к входным выходам 15, 16 и 30 инвертора с помощью диодов 18-21, 31 и 32, соединенныхв трицепочки по схеме, описанной в инверторе по фиг. 1.Встречно-параллельно каждому диоду включены дополнительные транзисторы 33-38. Инвертор (фиг, 2) работает аналогично инвертору по фиг. 1. Однако для лучшего выравнивания напряжения между транзисторами одновременно с основными транзисторами одйого плеча полумоста (например, 1-3 и 28) открываются дополнительные транзисторы, соединенные с основными транзисторами (4-6 и 29) другого плеча полумоста,5 7396 При этом напряжение, приложенное к транзистору 29, всегда равно 0, к транзистору 6 - О, транзистору 5 -0 транзистору 4 - О, так как дополнительный транзистор с диодом образует ключ с двусторонней проводимостью, подключающий основной транзистор к секции источника питания.Если дополнительные транзисторы обеспечивают только функции выравнивания напряжения, они рассчитываются на весьма малый ток. Если же необходимо выполнение инвертора со ступенчатой формой выходного напряжения, работающего на активно-индуктивную нагрузку, то некоторые из дополнительных транзисторов должны быть рассчитаны на тот же ток, что и основные транзисторы, Например, если применить транзисторы 35 и 36, такие же как основные транзисто- р ры и обеспечить алгоритм коммутации транзисторов, показанный на фиг. 3, то выходное напряжение инвертора имеет двухступенчатую форму аппроксимирующую синусоиду, а напряжение на каждом 2 из транзисторов не превышает напряжения одной .из секций источника питания, т. е. в четыре раза меньше полного напряжения источника питания (между выводами 14 и 17). Если задача выравни- ЗО вания напряжения отсутствует, а необходимо улучшить форму выходного напряжения, то выбирая соотношение между напряжениями 0 . О.ОЗ:О,как 1;2:4:8, можно получить 16-ти ступенчатую кривую выходного напряжения.Диоды 39-46 обеспечивают работу инвертора на активно-индуктивную нагрузку. 99 6 формула изобретения Транзисторный инвертор, содержащийполумосты с М последовательно соединенными в каждом плече основными транзисторами и диоды, через которые точкисоединения основных транзисторов междусобой подключены к входным выводаминвертора, предназначенным для подключения секций источника питания, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения, количество указанных выводовравно М + 1, указанные диоды соединены в И - 1 цепочек, в каждой из которыхвключено согласно-последовательно двадиода, крайние выводы каждой цепочкивключены между точкой соединения-го и (о + 1)-го (где о = 1, 2,3,), транзисторов одного плеча и аналогичной точкой соединения транзисторов другого плеча полумоста, причем направление проводимости диодов противоположно направлению проводимости транзисторов, а средний вывод упомянутойцепочки подключен к входному выводу,предназначенному для соединения г 1 -ойи ( О + 1)-ой секции источника питания.2. Иивертор по п. 1, о т л и ч а кщ и й с я тем, что встречно-параллельно указанным диодам включены дополнительные транзисторы.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент ФРГ Мо 1244941,кл. 21 б 12/03, 1965.2. Авторское свидетельство СССРМо 311314, кл. Н 02 М 1/18, 1970,3. Патент США Мо 3227889,кл, 307-81, 1966,739699 ГСоставитель Б, КаржавовТехред Ж. Кастелевич Корректор Т. Сквор Редвктср С, Таранен 3084/9 -Тираж 783 ПодписиИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Зак филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4