Мостовой транзисторный инвертор
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при проектировании вторичных источников питания. Цель - повышение быстродействия. Инвертор выполнен по мостовой схеме на силовых транзисторах 1 - 4, зашунтированных обратными диодами 9 - 12. Управляющие входы силовых транзисторов 1 - 4 подсоединены к силовым цепям дополнительных транзисторов 5 - 8. Введение цепей нелинейной отрицательной обратной связи, состоящих из зарядных 33, 34 и разрядных 35, 36 диодов и конденсаторов 37, позволяет осуществить автоматическое ограничение степени насыщения силовых транзисторов 1 - 4. Дополнительное уменьшение времени выключения силовых транзисторов 2 - 4 достигается за счет подачи на их базы запирающих импульсов. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (19) (1l) А2 щ) Н 02 М 7/5387
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
r1O ИЗОБРЕТЕНИЯМ И, ОТКРЦТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1051675 (21) 4499920/24-07 (22) 31. 10.88 (46) 15. 08.90. Бюп. И - 30 (72) В. С. Уманский (53) 621. 314. 58 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
У 1051675, кл. Н 02 М 7/5387, 1982. (54) МОСТОВОЙ ТРАНЗИСТОРНЫЙ ИНВЕРТОР (57) Изобретение относится к электротехнике и м.б. использовано при проектировании вторичных источников питания. Цель — повышение быстродействия.. Инвертор выполнен по мостовой схеме на силовых транзисторах 1-4, 2 зашунтированных обратными диодами 912.. Управляющие входы силовых транзисторов 1-4 подсоединены к силовым, цепям дополнительных транзисторов 58. Введение цепей нелинейной отрицательной обратной связи, состоящих иэ зарядных 33, 34 и разрядных 35, 36 диодов н конденсаторов 37, позволяет осуществить автоматическое ограничение степени насыщения силовых транзи+ сторов 1-4. Дополнительное уменьшение времени выключения силовых транзисторов 2-4 достигается эа счет подачи на нх базы запирающих импульсов.
1 ил.
3 1585892
Изобретение относится к электротехнике, может быть использовано преимущественно в преобразователях постоянного напряжения в постоянное, другой величины и является усовершенЮтвованием изобретения по авт. св.
В 1051675.
Цель изобретения — повышение быстродействия. 10
На чертеже представлена принципи= альная электрическая схема инвертора.
Мостовой транзисторный инвертор
1одержит силовые и-р-и-транзисторы
1-4, дополнительные и-р-и-транзисторы 5-8, обратные диоды 9-12, блоки
13-16 управления, диоды 17-20, рези-.— сторы 21-24 и нагрузку 25.
В мостовой инвертор введены источник 26 постоянного напряжения, допол- о нительный диод 27, зарядный дроссель
28, а также идентичные цепи 29-32 нелинейной отрицательной обратной связи (по числу силовых транзисторов).
Каждая из этих цепей содержит первый
33 и второй 34 зарядные диоды, первый
35 и второй 36 разрядные диоды, конденсатор 37 и разрядный резистор 38.
-При этом диоды 9-12 шунтируют соответствующие силовые транзисторы 1-4, О блоки 13-16 соединены с базами сило,вых ключей. Базы и-р-и-транзисторов
5 и 7 верхних плеч через резисторы 21 и 22 соединены с катоцами диодов 18 и 20. Базы и-р-и-транзисторов 6 и 8 нижних плеч через резисторы 23 и 24 35, соединены с анодами диодов 17 и 19 в верхних плечах.
Отрицательный полюс источника 26 подключен к отрицательному входному 40 выводу. К положительному полюсу ис-точника 26 через дроссель 28 подключены аноды каждого из зарядных диодов 33, катоды которых соединены непосредственно с анодами соответствующих разрядных диодов 35. Последние через соответствующие конденсаторы
37 подключены к точкам соединения катодов соответствующих разрядных диодов 36 с анодами зарядных диодов 50
34. Катоды последних соединены с эмич . терами соответствующих силовых транзисторов 1-4, которые через соответствующие разрядные резисторы 38 подключены к анодам соответствующих дио 55 дов 36 и к базам транзисторов 1-4.
При этом между эмиттерами силовых транзисторов 2 и 4 нижних плеч и отрицательным входным выводом включен в проводящем направлении дополнитель ный диод 27.
Инвертор работает следующим образом (рассмотрим симметричный закон коммутации).
С приходом положительных импульсов от блоков 14 и 15 отпираются транзисторы 2 и 3. Ток нагрузки 25 протекает по цепи: положительный входной вывод — силовой транзистор 3 - диод
19 — нагрузка 25 — диод 18 — силовой транзистор 2 — диод 27 — отрицательный входной вывод, транзистор 5 отпирается и шунтирует выход блока 13 управления и базовую цепь транзистора
1. Благодаря этому включение транзистора 1 невозможно до тех пор, пока открыт транзистор 2, что исключает возможность протекания сквозного тока через левую (по схеме на фиг. 1) стойку инвертора.
При отпирании транзистора 5 на базу транзистора 1 передается отрицательный запирающий импульс с амплитудой, примерно равной Е Ь = Е g — Е, где
Е,4 и Š— соответственно падения напряжения на открытых диоде 18 и транзисторе 5, при этом Е + >, Ея. Наличие запирающего импульса Е д„обеспечивает уменьшение времени выключения транзистора 1.
Аналогично при отпирании транзистора 3 отпирается и-р-п-транзистор 8, он шунтирует выход блока 16 и цепь базы транзистора 4.
В результате исключается возможность включения транзистора 4 до тех пор, пока открыт транзистор 3; зто аналогично предыдущему исключает воэможность протекания сквозного тока через правую стойку инвертора.
При отпирании транзистора 8 на базу транзистора 4 (в отличие от известного устройства) передается отрицательный запирающий импульс с амплитудой E „ = Eg — Еа. где Egr и Ее— соответственно падения напряжения на открытых диоде 27 и транзисторе 8, при этом Egg 7 Е8. Наличие запирающего импульса Е цп обеспечивает уменьшение времени выключения транзистора
4 (что не достигается в известном устройстве) °
При отпирании транзистора 2 начи-, нается резонансный заряд конденсатора
37 в цепи 29 по контуру: источник 26— дроссель 28 — диоды 34 и ЗЗ вЂ” диоды
17 и 18 — транзистор 2 — диод 27.
158.589
Конденсатор 37 в цепи 29 заряжается
4 до максимального напряжения, примерно равн.-.ro Е т = 2 Е дь — (Е z + Е +
+Е е Е +Е, +Е )).. P,, где
Е», Е, 7, Е в и Š— соответст Г 5 венно падения напряжения на открытых диодах 33, 34, 17, 18 и 27; Е e6 - напряжение источника 26; Š— напряжение на открытом транзисторе 2 (напряжение Е у источника 26 выбирается намного меньшим,чем напряжение иа" входных выводах, поэтому при запертых транзисторах 1-4 диоды 33 заперты). Одновременно вследствие понижения .потенциала коллектора транзистора
2 отпирается диод 35 н цепи 30. При этом происходит разряд ранее заряженного конденсатора 37 и н цепи 30 по контуру: диод 35 — промежуток коллектор — эмиттер транзистора 2 — резистор 38 - диод 36, диод 34 при этом заперт. Ток заряда конденсатора 37, протекающий через резистор 38 и базаэмиттерный переход транзистора 2 направлен навстречу току, поступающему от блока 14 управления. Поэтому результирующий ток базы транзистора 2 уменьшается. Это уменьшение выражено тем больше, чем меньше падение напряжения на промежутке коллектор — змитер тер транзистора 2, т.е. чем больше степень его насыщения. В результате степень насыщения поддерживается бо лее или менее постоянной, например, при изменении температуры окружающей 35 среды или при нестабильности амплитуды импульсов запуска. Аналогичные процессы происходят и в базовой цепи транзистора 3, через резистор 38 в цепи 31 протекает ток разряда менее заряженного конденсатора 37. В резуль тате достигается существенное уменьшение времени выключения транзисторов
2и3.
В следующем цикле, когда закаичи- 45 ваются импульсы, поступающие от блоков 14 и 15, под действием управляющих импульсов, поступающих от блоков
14 и 15, под действием управляющих импульсов, поступающих от блоков 13 50 и 16, включаются транзисторы 1 и 4.
При этом отпираются транзисторы 6 и
7, которые шунтируют аналогично описанному выходы блоков 14 и 15, при
2 6 этом на базы транзисторов 2 и 3 подаются отрицательные запирающие импуль сы. Ток через нагрузку 25 протекает в направлении, противоположном направлению тока н предыдущем цикле.
Далее при попеременном включении транзисторон 2-4 процессы повторяются, Применение дросселя 28 позволяет повысить КПД процессов заряда конденсаторов 37 н цепях 29-32. " Резисторы
39-42, шунтирующие промежутки база— эмиттер транзисторов 5-8, обеспечина" ют более стабильный режим работы при колебаниях величины обратного тока коллектора.
Формула и з обр ете ния
Ио сто ной тра нзис тор ный и нв ертор по ант. св. 11 1051675, отличаюшийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены источник постоянного напряжения, дополнительный диод, зарядный дроссель, а также идентичные цепи нелинейной отрицательной обратной связи, каждая из которых содержит первый и второй зарядные диоды, первый и второй разрядные диоды, конденсатор и разрядный резистор, при этом отрицательный вывод источника постоянного напряжения подключен к отрицательному входному выводу, а положительный нынод через зарядный дроссель подключен к анодам первых зарядных диодов, катоды каждого из которых соединены .с анодами соответствующих первых разрядных диодов и через соответствующие конденсаторы подключены к точкам соединения катодов соответствующих вторых разрядных диодов с анодами соответствующих вторых зарядных диодов, катоды которых соединены с эмиттерами соответствующих силовых транзисторов, которые через соответствующие разрядные резисторы подключены к анодам соответствуюпщх вторых разрядных диодов и к базам транзисторов, при этом соединение эмиттеров силовых транзисторов нижних плеч с отрицательным входным выводом осуществляется через прямо-... смещенный дополнительный диод.
