Транзисторный инвертор с широтно-импульсной модуляцией

(23) Приоритет Н 02 М 7/537 ФЬаударатеенный комитет СИИ в делам изобретений н атерытнй.58(088,8) Дата опубликования описания 09, 09,82(72) Авторы изобретения В.ф. Худяков и А.П. Пакидов Ленинградский институт авиационного приб Заявитель 54) ТРАНЗИСТОРНЫЙ ИМПУЛЬСНОВЕРТОР С ШИРОТНООДУЛЯЦИЕЙ н в виде трансформающий элемент включенй обмотки этого трансэлемент выпол тора, а управ в цепь вториц рматора 1 ере а и еак Изобретение относится к преобразовательной технике, а именно к преобразователям, выполненным на полу" проводниковых приборах с управляющим электродом, и может быть использова" но во вторичных источниках питания радиоэлектронной аппаратуры, а также в устройствах автоматики и управляемого электропривода,По основному авт.св. Ю 696586 из"1 О вестен транзисторный инвертор, со- держащиЙ генератор прямоугольных импульсов и ведомый двухтактный генератор с выходными трансформаторами,.вы. 15 ходные обмотки которых соединены по- . следовательно, а каждая синхронизирующая обмотка трансформатора генератора прямоугольного напряжения связанаправляющим переходом соответствующ о транзистора ведомого генераторац з базовую обмотку этого генератор общий регулирующий элемент, и р тивный элемент, причем реактивный Недостаток известного устроиствасущественная зависимость диапазона регулирования выходного напряжения от температуры окружающей среды, выражающаяся в смещении границ регули-. рования, Указанный недостаток связан с тем, что величина фазового сдвига между выходными напряжениями генераторов определяется временем задержки выхода транзисторов ведомого генератора из насыщения (коэффициентом насыщения), изменяемым с помощью регулирующего элемента. Зависимость коэффициента усиления транзисторов от температуры также влияет на коэф" фициент насыщения (величину фазового сдвига), Причем при отрицательных температурах коэффициент усиления и вместе с ним величина задержки3 957уменьшаются, а при положительных теМпературах - увеличиваются, Таким образом, при изменении температуры границы регулирования выходного напряже"ния инвертора смещаются, что приводит зк сужению диапазона регулирования,Поэтому данный инвертор не может применяться в конверторах для стабилизации выходного напряжения в тех случаях, когда температура окружающей 1 Осреды изменяется в широких пределах.Для устранения этого недостатка приходится термЬстатировать транзисторыведомого генератора, что усложняетустройство и снижает его надежность. 15Цель изобретения - обеспечениетемпературной стабильности диапазонарегулирования выходного напряженияи расширение области применения устройства за счет увеличения области ра 26бочих температур.Для достижения указанной цели транзисторный инвертор снабжен блоком ре"гулирования базового тока транзисторов, включенным между базой и эмитте" 25ром каждого транзистора ведомого ге"нератора.При этом блок регулирования базового тока транзисторов может быть выполнен различными способами: в виде щтерморезистора; в виде последователь"но соединенных диода и термореэисто"ра, причем диод включен согласно с управляющим переходом транзистора ведомого генератора; в виде последовательно соединенных диода и термореэистора, между которыми вклюцены два резистора один из которых соединен .последовательно с терморезистором а другой подключен непосредственно к эмит" 4теру транзистора ведомого генератора.На фиг, 1 изображена схема транзисторного инвертора; на фиг. 2 (а,б, в, г) - варианты выполнения блокарегулирования базового тока,ФФТранзисторный инвертор выполненпо схеме с вольтодобавкой на переменном токе, Устройство содержит генератор 1 прямоугольных импульсов идвухтактный транзисторный ведомыйгенератор 2, выполненный на транзисторах 3 (4), трансформаторы 5 (6) указанных генераторов соответственно свыходными обмотками 7 (8) и нагруз"ку 9, соединенные последовательно,синхрониэирующие обмотки 10 (11) трансформатора генератора прямоугольныхимпульсов; соединенные последовательно с обмотками 12 13) обратной связи трансформатора ведомого генератора и базовым резистором 14 (15),подключенным к базе того же транзистора 3 (4), согласующий трансформатор 16, первичные полуобмотки 17 и 18которого включены между эмиттеромтранзистора 3 (4) ведомого генератора и синхрониэирующей обмоткои 10(11),Вторичная обмотка 19 согласующеготрансформатора включена параллельнорегулирующему элементу 20, Блок 21регулирования базового тока подключенмежду базой и эмиттером каждого транзистора 3 и Я ведомого генератора. Нафиг. 2 показаны различные варианты выполнения блока регулирования базовоготока, причем для простоты показаноего подключение к одному из транзисторов ведомого генератора. Данныйблок может быть выполнен: в виде терморезистора 22 (фиг. 2 а); в видепоследовательно соединенных диода 23и терморезистора 22 (фиг. 2 б), причем диод 23 включен согласно с управляющим переходом транзисторов 3 ив виде последовательно соединенныхдиода 23 и терморезистора 22 (фиг,2 в)причем между диодом и терморезистором включены два резистора 24 и 25,.один из которых соединен последовательно с терморезистором 22, а другой 25 подключен непосредственно к эмиттерам транзисторов 3 и 4. Другой пример подключения блока 21 регулирования базового тока транзисторов параллельно соединенным последовательно базовому резистору 14 (15) и управляющему переходу транзисторов 3 (Я) ведомого генератора представлен на фиг. 2 г,Транзисторнйй инвертор работает следующим образом.Импульсное двухполярное напряжение, снимаемое с выходной обмотки 8 трансформатора 5 генератора прямоугольных импульсов, выполненного, например, по схеме Ройера, алгебраически суммируется с отстающим на велицину фазового сдвига напряжением на. выходной обмотке 7 трансформатора 6 ведомого генератора 2 и прикладывается к нагрузке 9. Суммарное напряжение на нагрузке 9 представляет собой двух. полярные прямоугольные импульсы, ширина которых зависит от фазового сдвига между напряжениями, снимаемыми с выходов генераторов. Допустим, что транзистор 3 открыт и насыщается, а5957 транзистор 6 закрыт, За счет отпирающих напряжений на синхронизирующей обмотке 10 и обмотке 12 обратной свя" зи формируется ток через базовый резистор 1 ч, управляющий переход тран- ь эистора 3 и первичную полуобмотку 17 согласующего трансформатора 16. Некоторая часть этого тока протекает через блок 21 регулирования базового тока транзисторов. В базовой области 1 О транзистора 3 накапливается избыточный заряд, Для транзистора 1. напряже" ния на синхронизирующей обмотке и обмотке обратной связи являются запирающими, Напряжение на нагрузке 9 равно сумме напряжений, снимаемых с выходов обоих генераторов. При переключении генератора 1 прямоугольных импульсов изменяется полярность напряжения на выходной обмотке 8 (на- И пряжение на нагрузке 9 становится рав. ным нулю) и синхронизирующих обмотках 10 и 11. Ток в базовом резисторе 11 становится равным нулю, и за счет рекомбинации в базе транзисто- И ра 3 начинается процесс рассасывания. Транзистор 1 остается в области отсечки из-за блокирующего действия обмотки 13 обратной связи, Длительность процесса рассасывания избыточного зв заряда, определяющая величину задеря ки выхода транзистора из насыщения, зависит от коэффициента насыщения и постоянной времени рассасывания, После окончания этого процесса транзистор 3 выходит в область активного ре" жима и запирается. Одновременное отпирание транзистора 1 и переход его в насыщение совпадает с изменением полярности напряжения на обмотках 12 и 13 обратной связи и выходной обмотке 7 трансформатора ведомого генератора, Напряжение на нагрузке 9 изменяет свою полярность. Через базовый резистор 15 протекает так за счет напряжений, снимаемых с синхронизирую щей обмотки 11 и обмотки 13 обратной связи. В дальнейшем процессы протека" ют аналогично. За счет изменения сопротивления регулирующего элемента 20 вносимого в цепи управления транзис- торами ведомого генератора через согласующий трансформатор 1 б, происходит регулирование амплитуды базового тока (коэффициента насыщения) и, как следствие, времени задержки выходаЯ из насыщения этих транзисторов (Фазового сдвига между напряжением на выходах обоих генераторов), Кроме.того,базовый ток транзисторов 3 и 1 зависит от тока, потребляемого блоком 21 регулирования баэового тока транзисторов, т.е. от его внутреннего сопротивления, с уменьшением которого большая часть тока, протекающего через базовые резисторы 1 ч и 15, проходит вне управляющих переходов транзисто" ров 3 и 1. И наоборот, с увеличением этого сопротивления базовый ток транзисторов 3 и М возрастает вместе с коэффициентом их насыщения. Таким об" разом, температурные изменения коэф" фициента усиления транзисторов ведомого генератора компенсируются изменением величины тока, потребляемого блоком 21 регулирования базового тока транзисторов, если его внутреннее сопротивление будет зависеть от темпе" ратуры. Блок 21 регулирования базового тока транзисторов может быть выпал" нен в виде терморезистора 22(фиг, 2 а), имеющего близкую к линейной зависимости сопротивл. ния от температуры при отрицательном температурном коэф" фициенте сопротивления (ТКС). После"довательное включение диода 23 и терморезистора 22 (Фиг. 2 б) исключает воэможность протекания уравнительных то" ков в цепях управления и позволяет использовать общин для обоих транзис" торов терморезистор. Необходимая нелинейность зависимости ТКС терморезиИ Тора 22 (Фмг. 2 в) от температуры до.1 стигается последовательно-параллельным включением резисторов 24 и 25.Обеспечение температурной стабильности диапазона регулирования выходного напряжения инвертора достигается тем, что изменение коэффициента усиления транзисторов -3 и 1 ведомого генератора при различных температурах окружающей среды компенсируется пропорциональным; воздействием на величину базового тока этих транзисторов за счет зависимости внутреннего сопротивления блока регулирования базо. вого тока транзисторов от температуры, Так, при снижении температуры происходит уменьшение коэффициента усиления транзисторов. Одновременное увеличение сопротивления терморезис" тора 22 при неизменном токе через базовый резистор 11 или 15 приводит к возрастанию базового тока, что позволяет сохранить практически постоянным коэффициент насыщения транзисторов 3 и 1 ведомого генератора.Таким образом, стабилизируются величина фазового сдвига между напряжениями на выходах обоих генераторов и диапазон регулирования выходного напряжения инвертора при различных тем- ю пературах окружающей среды. Нелинейная зависимость коэффициента усиления транзисторов 3 и ч от температу" ры, выражаюшаяся в более существенном изменении этого параметра в области 0 отрицательных температур, достигается усилением влияния терморезистора в данной области температур на базо" вый ток транзисторов за счет включения диода 23 и резисторов 21 и 25.Достигаемый эффект позволяет использовать предлагаемый регулируемый ин": вертор на высоких (до сотен килогерц) частотах при значительных изменениях температуры окружающей среды с сохра- В нением диапазона регулирования выходного напряжения без применения термостатирования транзисторов ведомого генератора, т,е, без усложнения уст" ройства и снижения его надежности.формула изобретения1. Транзисторный инвертор с широт 36но-импульсной модуляцией по авт.св.У 696586, о т .л и ц а ю щ и й с ятем, цто, с целью обеспечения температурной стабильности диапазона ре-.гулирования выходного напряжения,инвертор снабжен блоком регулирования базового тока транзисторов, вклю"ценным между базой и эмиттером каждого транзистора ведомого генератора.2. Инвертор по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что блок регулирова"сия базового тока транзисторов выполнен в виде терморезистора.3. Инвертор по и, 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что блок регулирования базового тока транзисторов вы"полнен в виде последовательно соединенных диода и терморезистора, причемдиод включен согласно с управляющимпереходом транзистора ведомого .генератора.4, Инвертор по и. 3, о т л и ч аю щ и й с я тем, цто.между диодоми терморезистором включены два резистора, один из которых соединен последовательно с терморезистором, а другой подключен непосредственно к эмиттеру транзистора ведомого генератора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРйф 696586, кл. Н Р 2 М 7/537 1977. Дзятко Ревакто Заказ 6 т тСоставиЛ. Филь Техред Т20/57 Тираж 7ВНИИПИ Государпо делам изо113035 Москва Жет аате т йа тв т Л ееилиал ППП "Патент" твенного бретений Я Раш г. Уж го Корректор АПодпи сйоекомитета СССРи открытийкая наб. д. 4/5т а е в т в т ю а ав в т аиоду ул. Проектная,