Двухтактный инвертор

ОП ИКАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскииСоциалистическихРеспублик 748747по делан изобретений и открытий(72) Автор изобретения Московский ордена Ленина энергетический институт(54) ДВУХТАКТНЫЙ ИНВЕРТОР Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах электропитания и электропривоаа цля преобразования постоянного напряжения в переменное напряжение с частотой, опрецеляемой внешними синхронизируемыми импульсами.Известны схемы цвухтактных инверторов на транзисторах, работающие в автогенераторном режиме и синхронизируемые короткими импульсами Я и )21.Нецостатком известных устройств является их сложность. В одной схеме это выражается в необходимости использования дополнительного трансформатора в цепи синхронизации, а в другой - в слож ности основного трансформатора, соаержа(цего две обмотки обратной связи, и, кроме того, в необходимости использования не менее двух транзисторов в цепи синхронизации. Для второй схемы характерны также потери мощности в ба- зовых цепях этих транзисторов, так как необходимо эа счет энергии внешнего сигнала поддерживать их в открытомсостоянии все время, запирая лишь накороткое время коммутации силовыхтранзисторов.Известен также двухтактный инвертор, синхронизируемый внешними импульсами, содержащий силовые транзисторы, эмиттеры которых объединены, ивыходной трансформатор с одной обмот Окой положительной обратной связи, в котором введены два управляющих транзистора, включенных параллельно входу силовых транзисторов 3,Недостатком данного инвертора является наличие двух управляющих транзисторов, что снижает надежность.Цель изобретения - повышение нацежности инвертора.Эта цель достигается тем, что в двухтактном инверторе, содержащем силовыетранзисторы, эмиттеры которых объединены, а встречно-параллельно базо-эмиттерным переходам включены шунтирующиедиоды, выходной трансформатор, обмотка748747 20 3положительной обратной связи котороговключена между базами силовых транзисторов через ограничительные резисторы,и управляющий транзистор, эмиттер которого соединен .с эмиттерами силовыхтранзисторов, а база связана с выводомдля подключения источника управляющихимпульсов, каждый из указанных резисторов включен между базой силового транзистора и соответствующим выводом ука. занной обмотки, а коллектор управляющего транзистора соединен с выводамиэтой обмотки через введенные в схемуразделительные диоды. Кроме того,предлагается развитие схемы в части:введения последовательных Р-С цепочек,включенных между базой силового транзистора и коллектором управляющеготранзистора, с целью форсирования процессов запирания и отпирания силовыхтранзисторов; введения последовательныхС-З цепочек, включенных параллельноограничительным резисторам и подключенных средними точками к коллектору уп;равляюшего транзистора через вспомогательные диоды и резистор, с целью дополнительного повышения КПД; введениядополнительного транзистора, подключенного эмиттером к базе управляющеготранзистора,.а коллектором - через дополнительные резисторы к средним точкам Р-С или С-Д цепочек, с целью снижения мощности управляюших импульсов;введения вспомогательных транзисторов,включенных параллельно базо-емиттерному переходу транзисторов, с целью повышения КПД в режиме формирования навыходе инвертора паузы на нуле значительной длительности. 40На фиг, 1 показана основная схема; на фиг 2 и 3 - варианты исполнении схемы,В устройствах (см. фиг, 1 - 3) амиттеры силовых трнзисторов 1 и 2 соедине ны с шиной 3 питания, Коллекторы этих транзисторов подключены через секции 4 и 5 первичной обмотки выходного трансформатора 6 к другой шине 7 питания. Трансформатор 6 имеет обмотку 8 положительной обратной связи и вторичные обмотки, ккоторым подключены нагрузки.Базо-эмиттерные переходы силовых транзисторов 1 и 2 шунтированы ключевыми диодами 9 и 10. Базы силовых транзисторов 1 и 2 через ограничительные резисторы 11 и 12 подключены к соответствующим двум выводам обмотки 8,4Между выводами обмотки 8 включены последовательно-встречно два диода 1 3 и 1 4, а общая точка этих диодов непосредственно подключена к коллектору управляюшего транзистора 15, эмиттер которого соединен с эмиттерами силовых транзисторов, а база соединена с выводом для подключения источником 1 6 сигнала управления .В схеме на фиг. 2 в цепь синхронизации, содержашую элементы 13 - 15, дополнительно введены последовательные Р-С цепочки с конденсаторами 17 и 18 и резисторами 19 и 20, Первый вывод конденсатора 17 соединен с базой первого силового транзистора 1, а первый вывод конденсатора" 18 - с базой силового транзистора 2, Вторые выводы конденсаторов 17 и 18 подключены к коллектору коммутирующего транзистора 15 через резисторы 19 и 20, Кроме того, вторые выводы конденсаторов 17 и 18 связаны с коллектором дополнительного транзистора 21, эмиттер которого непосредственно соединен с базой транзистора 15, а база - через резистор 22 подключена к выводу для источника 16 сигналов управления. Связь вторых выводов конденсаторов 17 и 18 с коллектором транзистора 21 осуществлена через резисторы 23 и 24. Диоды 9 и 10 шунтированы вспомогательными транзисторами 25 и 26. Базы этих шунтирующих транзисторов через резисторы подключены к источнику 16 сигнала уп равления. Вторые выводы конденсатора 17 и 18 через диоды 27 и 28 связаны соответственно с первым и вторым выводами обмотки 8 и через другие диоды 29 и 30 подключены к общей точке двух резисторов 31 и 32, вторые выводы которых подключены соответственно к коллекторам транзисторов 15 и 21,Инвертор (см, фиг, 1) работает следующим образомОткрыт транзистор 1. Состояние насыщения этого транзистора поддерживается током обмотки 8 обратной связи, задаваемым через резистор 1 1. Одновременно с этим протекает ток через резистор 12 и диод 10, поддерживая запертое состояние другого силового транзистора 2.Если сигналом управления отпирается управляющий транзистор 15, то поступление отпирающего тока в базу силового транзистора 1 прекращается, таккак ток положительной обратной связи748747 10 15 20 25 5замыкается через диод 13 и выходную цепь транзистора 15, перешедшего в состояние насыщения под действием сигна ла управления.По окончании рассасывания заряда в базе силового транзистора 1 начинается снижение коллекторного тока этого транзистора. При этом за счет энергии маг-. нитного поля, накопленной в трансформаторе, изменяется полярность напряжений на его обмоткак, в том числе и на обмотке 8, Однако ток этой обмотки не поступает в базу силового транзистора 2, замыкаясь через диод 14 и выходную цепь транзистора 15. После его запирания этот ток начинает поступатЬ в базу силового транзистора 2, вызывая его отпирание. Далее процессы повторяются.Если сигналом управления поддерживать коммутирующий транзистор 15 в состоянии насыщения длительное время, то в течение всего этого времени невозможна генерация в схеме,так как цепь положительной обратной связи шунтиро вана выходной цепью управляющего транзистора.Использование транзисторов 25 и 26 в скеме (фиг, 2) позволяет уменьшить потери в силовых транзисторах от протекания неуправляемых токов коллектора в режиме работы схемы, когда генерация в ней прекращается на длительное время действием сигнала источника 16. В схеме на фиг. 2 конденсаторы 17и 18, введенные дополнительно в цепьсинкронизации по отношению к схеме нафиг. 1, заряжены токами, которые в один полупериод протекают через диод 13 ирезистор 19, поступая в базу силовоготранзистора 1, а в другой полупериод протекают через диод 1 4, резистор 20и поступают в базу силового транзистора 2. Протекание тока заряда конденса торов через управляющие цепи силовых транзисторов способствует облегчению этих коммутационных процессов и, в частности, облегчает самовозбуждение авто- генератора.При отпирании транзисторов 15 кон. денсаторы 17 и 18 разряжаются черезвыходную цепь коммутирующего транзистора и резисторы 19 и 20, создавая запирающие токи в базовых цепях силовых транзисторов 1 и 2, Это улучшает процесс .запирания силового транзистора,ранее работавшего в режиме насыщения, и расширяет, тем самым, рабочий диапа, зон частот инвертора 6Подключение дополнительного коммутирующего транзистора дает возможностьуменьшить ток сигнала управления, Приэтом необходимое смешение на его коллекторе создается за счет напряженияна конденсаторак 17 и 18,В схеме (см, фиг. 3) за счет диодныкцепей, содержащих диоды 27 - 30, предотвращено протекание тока разряда итока заряда конденсатора, неработающегов данный момент времени плеча инвертора, Если, например, транзистор 1 открытв момент поступления сигнала управления,а транзистор 2 заперт, то за счет разности потенциалов на базак силовых транзисторов 1 и 2, передаваемой через конденсаторы 17 и 18, диод 29 открыт, адиод 30 заперт, поскольку потенциал нааноде диода 29 выше, чем на аноде диода 30, а катоды диодов объединены.Предотвращение разряда и заряда одного из конденсаторов цепи синхронизации при каждой коммутации силовых транзисторов в схеме инвертора позволяетуменьшить потери мощности, т. е. повысить КПД схемы при сохранении прочихпреимуществ..Формула изобретения 1. Двухтактный инвертор, содержащийдва силовых транзистора, эмиттеры которых объединены, а встречно-параллельно базо-эмиттерным переходам включенышунтирующие диоды, выходной трансформатор, обмотка положительной обратной связи которого включена между базами силовых транзисторов через ограничительные резисторы, и управляющий транзистор, эмиттер которого соединен с эмиттерами силовых транзисторов, а база связана с выводом для подключения источника управляющих импульсов, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, каждый из указанных резисторов включен между базой силового транзистора и соответствующим выводом указанной обмотки, а коллектор управляющего транзистора соединен с .выводами этой обмотки через введенные в схему разделительные диоды,2. Инвертор по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения рабочих частот, между коллектором управляющего транзистора и базой каждого силового транзистора вкл 1 очена введенная в схему последовательная К-С цепочка.3. Инвертор по и, 1, о т л и ч а -ю щ й й С я тем,Во;"с целью повышения КПД, параллельно каждому иэограничйтельных резисторов включенавведенйая всхему йоследовательйаяЗС цейочка;а"точки соеКййенйя конден" "сатора и диода этих цепочек через вспо-.могательные диоды и дополнительныйезифтор- подключены к коллектору управляющего транзистора. 10 4. Инвертор по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что базо-эмиттерныепербходысиловых транзисторов шунтированы введенными в схему вспомогатель% ными транзисторами, базы которых связаны с базой управляющего транзистора,5, Инвертор по пп. 2 и 3, о т л ич а ю щ и й с я тем, что ввецен дополнительный транзистор, эмиттер которогосоединен с базой управляющего транзистора, коллектор подключен к средним точкам указанных цепочек через ввеценныев схему дополнительные резисторы, абаза соединена с выводом для подключения источника управляющих импульсов,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРЬ 411591, кл, Н 02 М 7/537, 1974,2, Авторское свидетельство СССРМ 494841, кл. Н 02 М 3/28, 1975.3. Патент фРГ % 2456779,кл. Н 02 М 3/335, 1976,,Составитель В. Моин Техред И. Асталош Корректор ор С, Лыж емч илиал ППП Патент", г. Ужгород, ул, Проект Гираж 78 ударственног изобретений Ж, Рауш аз 4381/19 ЦНИИПИ Гос по делам 113035, МосквПодписиомитета СССРоткрытийкая наб д, 4/