Управляемый транзисторный инвертор

Союз Советсинн

Социалистичесинк

Республик

О П И C А Н И Е ()963127

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19.04.78 (2! ) 2607143/24 2 с присоединением заявки М (23 ) Приоритет

Опубликовано 30.09.82. Бюллетень М 36

Дата опубликования овисания 30.09.82 (51)NL. Кл.

Н 02 М 7/537

Ввуйврстккннык tt

СССР ав делам нзобрвтеннй н вткрытнй (53) УДК 621.314. . 58:62 1.374. . 5(088.8) (72) Автор изобретения

"""ЧОЮЗЙ""

А, Н. Якушкин

ТЕХГЖ ; Ф "

МБЛИФТ4М (71) Заявитель (54) УПРАВЛЯЕМЫЙ ТРАНЗИСТОРНЫЙ

ИНВЕРТОР

Изобретение относится к электротехнике, в частности к транзисторным инверторам, и может быть использовано для преобразования постоянного напряжения в переменное напряжение прямоугольной

5 формы в системах электропитания аппаратуры.

Известны транзисторные инверторы, содержапже мультивибратор с магнитными связями 1о

В этих устройствах переключение транзисторов мультивибратора происходит после насьпцения трансформатора, при этом через транзисторы проходят большие пики тока, вызывающие снижение надежности работы транзисторов и увеличение. динамических потерь. Кроме того, недостатками таких устройств являются низ кая стабильность частоты при воздействии дестабилижруюших факторов и несиммет- 2о рия формы выходного напряжения, которая возникает за счет разброса параметров транжсторов, базовых резисторов, несимметричности папуабмоток трансформатора и несимметричных свойств нагрузки. Несимметрия формы выходного напряжения инвертора приводит к увеличению мощности потерь в статическом преобразователе и уменьшению его КПД.

Наиболее близким к предлагаемому является управляемый транжсторный инвертор, также содержаший выходной мультивибратор с магнитными связями, состояший из двух транзисторов, трансформатора и резисторов, включенных между базами транзисторов и соответ-. ствуквцими обмотками обратной связи, и блок управления, состоящий из задающего генератора и триггера. В указанном инверторе для снижения динамических потерь в транзисторах мультивибратора и повышения надежности их работы входной зажим инвертора соединен через дроссель,. шунтированны и обратна-включенным возвратным диодом, с зажимом цепи питания выходного мультивибратора и со входом блока управления (двухтакт ного возбудителя). Наличие дросселя в

Выходное напряжение снимается с выходной обмотки 24 трансформатора 3;

Устройство работает следующим образом.

При подключении к входным зажимам

16 и 17 источника постоянного напряжения в результате флюктуаций, а. также неизбежной ассиметрии схемы, ток в одной

А из ее половин нарастает несколько быстрее, чем в другой. Происходит лавинообразный процесс, в результате которого .один из транзисторов (например 1} оказывается насыщенным, а другой транзистор (2) - закрытым. Это состояние схемы поддерживается соответствующими напряжениями на обмотках 8 и 9 обратной связи трансформатора 3 до поступления синхронизируюшего сигнала с выхода триггера 11 на управляемый ключ 20, шунтирующий в этом случае обмотку 8

963127 обратной связи. При этом открывании ключа 20 к переходу база-эмнттер транзистора 1 через диод 18 прикладывается напряжение предварительно заряженного конденсатора 12, причем полярность этого напряжения является закрывающей для транзистора 1. Благодаря этому препятствуется насьпцение сердечника и наступает регенеративный процесс, в результате которого транзистор 1 закрывается, а транзистор 2 открывается.

Аналогичные процессы происходят в сле; дующем полупериоде. Таким образом, переключение транзисторов 1 и 2 происходит в- момент появления импульсов на задающего генератора 10, а длительностьемкостью конденсаторов 22 и 23. Коэффициент деления базовых резисторов 4, 5 и 6, 7 определяется типом ключей

20 и 21 и транзисторов 1 и 2. Для наюшего генератора 10 должна быть больше собственной частоты колебаний мультивибратора с магнитными связями. Beличина емкости конденсаторов 22 и 23 выбирается из условия обеспечения замкнутого состояния ключей 20 и 21 в течение времени рассасывания неосновных носителей в базах транзисторов 1 и 2.

В предлагаемом управляемом транзистором инверторе исключаются пики коллекторного тока транзисторов 1 и 2 мультивибратора с магнитными связями, поскольку трансформатор 3 работает без захода в насьпцение. При этом отсутствуют допоцнительные элементы в цепи питания инвертора и соответствующие цепи питания препятствует протеканию больших пиков тока через транзисторы мультивибратора в момент насьпцения сердечника трансформатора, уменьшая тем самым динамические потери в них 5 и повышая надежность их работы. Однако энергия, накапливаемая в дросселе при протекании по нему тока, рассеивается в возвратном диоде, и суммарные потери в этом устройстве не уменьша- 10 ются.

Недостатком указанного инвертора является невысокий КПД.

Цель изобретения — повышение КПД управляемого транзисторного инвертора. 15

Поставленная цель достигается тем, что в управляемый транзисторный инвертор, содержащий выходной мультивибратор с магнитными связями, состоящий из двух транзисторов, трансформатора и резисто- 20 ров, включенных между базами транзисторов и соответствующими обмотками обратной .связи, и блок управления, со.стоящий из задающего генератора и триггера, введены диоды, управляемые ключи 25 и между резисторами и базами транзистсзров параллельные R С -ц еeп и, при этом между точкой соединения резисторов в цепи базы каждого из транзисторов и соответствующим входным зажимом инвер- 5О тора подсоединены последовательно вклю- ченные диод и управляемый ключ, а входы управляемых ключей соединены с выходами триггера.

На чертеже показан предлагаемый инвертор. выходе триггера 11, частота следования

Устройство содержит выходной мульти- которых определяется рабочей частотой вибратор с магнитными связями, состоящий из транзисторов 1 и 2, трансформатора 3 и резисторов 4, 5 и 6, 7, включенных межыг базами транзисторов 1 и

2 и соответствующими базовыми обмотками 8 и 9 обратной связи, блока управ- дежной работы устройства частота задаления, состоящего из задающего генератора 10 и триггера 1lг Параллельно резисторам. 5 и 7 подключены соответственно конденсаторы 12 и 13. Коллекторные обмотки 14 и 15 подсоединены к входному зажиму 16 инвертора, а эмиттеры транзисторов - соответственно к

50 зажиму 17. При этом в каждом из плеч мультивибратора между зажимом 17 и точкой соединения базовых резисторов

4 и 5 (или 6 и 7} подсоединены последовательно включенные диод 18 (или 19) и управляемый ключ 20 (вж. 21), а

55 входы управляемых ключей 20 и 21 соединены с выходами триггера 11. соответственно через конденсаторы 22 и 23.

5 9631 потери в них. Это приводит к повышению

КПД устр- йства. Уменциается мощность, потребляемая от блока управления, от которого требуется короткий импульс длительностью, равной времени рассасыве-5. ния неосновных носителей в базовой области открытого транзистора 1 (2), а энергия для запирания ранее открытого транзистора 1 (2) берется не от блока управления, а от конденсатора 12 (13), заряженного в предыдуший полупериод под действием напряжения базовой обмот ки 8 (9) обратной связи трансформатора 3. Резисторы 4 и 6 являются ограничительными для токов через управляемые

, ключи 20 и 21 и диоды 18 и 19 от действия напряжений обмоток 8 и 9 обратной связи в моменты поступления импульсов от блока управления. Стабильность частоты управляемого транзисторного инвертора определяется стабильностью. частоты задающего генератора (мультивибратора) 1О блока управления, которая макет быть сделана достаточно высокой, а кроме того, она может быть засинхронизирована от внешнего устройства.

Использование предлагаемого изобретения позволяет повысить КПД и стабюп ость частоты инвертора, а также синхнизировать его работу с другими им- 30 пульсныьи устройствами и осуществлять

Ыввное регулирование частоты в пщю ких пределах.

27 6

Таким образом, включение ранее открытого транзистора мультивибратора с магнитными связями в момент действия импульсов на выходе триггера (при этом используется энергия, накопленная в конденсаторах, шунтируюших один из базовых резисторов) цо насыщения сердечни-, ка трансформатора исключает пики кол лекторного тока без дополнительных эле» ментов в цепи питания инвертора и приводит к повышению КПД устройства.

Формула изобретения

Управляемый транзисторный инвертор, содержащий выходной мультивибратор с магнитными связями, состоящий из двух транзисторов, трансформатора и резисторов, включенных между базами транзисто. ров И соответствующими обмотками об ратной связи, и блок управления, состоя- . щий из задающего генератора и триггера, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, в него введены диоды, управляемые ключи и между резисторами и базами транзисторов параллельные

R С -ц е п и, при этом между точкой соединения резисторов в цепи базы каждого из транзисторов и соответствующим входным зажимом инвертора подсоединены последовательно включенные диод и управляемый ключ, а входы управляемых ключей соединены с выходами триггера. г)63 1 27

Зь/ха/

Составитель А. Самсонов

Редактор Ю, Середа ТехредЕ.Харитончвк Корректор В. Бутяга

Заказ 7530/78 Тираж 721 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4