Полумостовой инвертор

 

Использование: преобразование постоянного напряжения в переменное синусоидальное напряжение для систем вторичного электропитания и электропривода. Силовые ключи 1, 2 выполнены в виде СИТ-транзисторов и управляются выходным сигналом промежуточного усилителя 10. При включении отпирающего 17 или запирающего 18 транзистора к входу силового ключа 1 (2) подключается выход источника отпирающего напряжения на диодах 15, 16 или источника запирающего напряжения на диодах 12, 13 соответственно. Узлы 8 и 9 задержки отпирания обеспечивают исключение сквозных токов во время рассасывания электрического заряда в переходе затвор-исток силовых ключей 1, 2. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 02 M 7/5387

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4718494/07 (22) 11.07,89 (46) 07.09.92. Бюл. М 33 (71) Институт электродинамики АН УССР (72) Г.А,Москаленко, Н,С.Комаров, Ю.В.Руденко и А.В.Козлов (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 1008870, кл. Н 02 М 7/537, 1981.

2. Коссов О.А. Усилители мощности на транзисторах в режиме переключений. И.:

Энергия, 1971, с. 186, 3, Авторское свидетельство

N- 1029360, кл. Н 02 М 7/537, 1981. (54) ПОЛУМОСТОВОЙ ИНВЕРТОР (57) Использование: преобразование постоявного напряжения в переменное синусоиИзобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано преимущественно при создании транзисторных преобразователей с синусоидальной формой выходного напряжения.

Известны транзисторные преобразователи с синусоидальной формой выходного напряжения (1,2), выполненные по мостовым и полумостовым схемам инвертора, содержащие силовые ключи и блок управления, каждый из парафазных выходов которого соединен с цепью управления силового ключа. Недостатком этих преобразователей является возникновение сквозных токов через силовые ключи-транзисторы — обусловленных накоплением электрического заряда в базовой области полупроводниковых проиборов к моменту их переключения, ...5U ÄÄ 1760618 Al дальное напряжение для систем вторичного электропитания и электропривода, Силовые ключи 1, 2 выполнены в виде СИТ-транзисторов и управляются выходным сигналом промежуточного усилителя 10. При включении отпирающего 17 или запирающего 18 транзистора к входу силового ключа 1 (2) подключается выход источника отпирающего напряжения на диодах 15, 16 или источника запирающего напряжения на диодах 12, 13 соответственно. Узлы 8 и 9 задержки отпирания обеспечивают исключение сквозных токов во время рассасывания электрического заряда в переходе затвор-исток силовых ключей 1, 2. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наиболее близким по существу технического решения к заявляемому устройству С является схема полумостового инвертора (3), содержащая два силовых ключа и блок управления, каждый из парафазных выходов которого соединен с входом узла задержки отпирания, выходом соединенного с цепью управления силового ключа.

Недостатком данного инвертора явля|(Ь ется наличие сквозных токов, обусловленных накоплением заряда в базовой области полупроводниковых приборов, При отпирании одного из транзисторов через него про- ОО такает ток нагрузки и ток коллектора второго транзистора, в базе которого накоплен избыточный заряд. Очевидным путем снижения мощности динамических потерь, вызванных сквозными токами, является применение бь,стродействующих силовых приборов для снижения величины накоп1760618 ленного заряда, Особенно эффективно использование для данной цели полевых транзисторов, Однако, особенность работы инверторов с выходным напряжением синусоидальной формы не позволяет таким образом добиться существенного повышения

КПД, Так как в инверторе используются рекуперационные диоды, работающие в течение всего интервала непроводящего состояния транзистора, то к моменту отпирания последних возникают сквозные токи, обусловленные накоплением заряда в базовой области полупроводниковых диодов, что вызывает перегрузки полевых транзисторов, снижает КПД и надежность устройства.

Целью изобретения является повышение

КПД и расширение области использования путем обеспечения широтно-импульсного регулирования выходного напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в полумостовом инверторе, содержащем два силовых ключа и блок управления, каждый из парафазных выходов которого соединен с входом узла задержки отпирания, выходом соединенного с цепью управления силового ключа, в цепи управления силового ключа включен последовательно введен. ный промежуточный усилитель, а в качестве силового ключа использован СИТ-транзистор, причем промежуточный усилитель выполнен в виде согласно-последовательно соединенных источников отпирающего и запирающего напряжения, подключенных к управляющему входу СИТ-транзистора через соответственно отпирающий и запирающий транзистор, последний иэ которых шунтирован обратно включенным диодом, в качестве источников отпирающего и запирающего напряжения использованы трансформаторно-выпрямительные узлы, а выход источника запирающего напряжения шунтирован введенным фильтрующим конденсатором, На чертеже представлена структурная схема следящего инвертора, Инвертор содержит два силовых транзистора 1, 2, два конденсатора 3, 4, включенные по полумостовой схеме LC-фильтр 5 и нагрузку 6, блок 7 управления, каждый из парафазных выходов которого соединен с входом узлов 8, 9 задержки отпирания, выходом соединенных через промежуточные усилители 10, 11 с цепью управления силового ключа, причем каждый из промежуточных усилителей содержит согласно-последовательно соединенные источник запирающего напряжения, выполненный в виде трансформаторно-выпрямительного узла на диодах 12, 13, шунтированного на выходе конденсатором

10 15

14, источник отпирающего напряжения. выполненный в виде выпрямителя на диодах

15, 16, отпирающий (17) и запирающий (18) транзисторы, один из которых (запирающий) шунтирован обратно включенным диодом 19. В качестве блока управления используется широтно-импульсный модулятор, на выходе которого вырабатывается двухполярный импульсный сигнал с коэффициентом заполнения от 0 до 1; в качестве узла задержки отпирающего сигнала — схема одновибратора и логическая схема несовпадения, Следящий инвертор работает следующим образом. Для силовой части характерно два режима работы дросселя

LC-фильтра; режим накопления и режим отдачи энергии в нагрузку. В случае когда направление тока в дросселе i совпадает с показанным на фиг,1 режиму накопления энергии соответствует закрытое состояние транзистора 2 и открытое состояние транзистора 1. На фиг.2 изображены временные диаграммы импульсного напряжения LLI|4Mсигнала Оу, сигналов управления F> силового транзистора 1 и Fz силового транзистора

2, напряжение U» на зажимах фильтра 5 и тока дросселя ь. После запирания транзистора 1 управляющим сигналом Fz отпирается транзистор 2 с задержкой времени t, задаваемой узлом задержки 9, Величина Т выбирается из условия Т>>Тр, где Tp — время рассасывания электрического заряда в переходе эагвор — исток после запирания транзистора 1. После полного рассасывания заряда в транзисторе 1 начинается режим отдачи энергии дросселя в нагрузку через источник запираю цего напряжения для транзистора 2 и переход затвор-сток транзистора 2. В таком состоянии схема находии тс я в течении в р е м е н и Т>-Т р. П р и поступлении отпирающего сигнала на транзистор 2; последний работает в инверсном режиме при отрицательных токах стока.

Этот интервал работы-режим отдачи энергии-продолжается и после поступления на транзистор 2 запирающего сигнала. Указанный .интервал сопровождается передачей энергии через источник запирающего сигнала транзистора 2 и переход затвор-сток транзистора 2, Процесс накопления энергии начинается при поступлении отпирающего сигнала на транзистор 1. Далее этот процесс повторяется, Аналогично протекают процессы в инверторе и при противоположных направлениях тока дросселя.

Формула изобретения

1. Полумостовой инвертор,содержащий два силовых ключа и блок управления, каждый из парафазных выходов которого соеди1760618 нен с входом узла задержки отпирания, выходом, соединенного с цепью управления силового ключа, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и расширения области использования путем обеспечения широтно-импульсного регулирования выходного напряжения, в цепь управления силового ключа включен последовательно введенный промежуточный усилитель, а в качестве силового ключа использован СИТтранзистор, 2. Инвертор по и, 1, отл и ч а ю щи и с я тем, что промежуточный усилитель выполнен в виде согласно-последовательно соединенных источников отпирающего и запирающего напряжения. подключенных к управляющему входу СИТ-транзистора через соответственно отпирающий и запирающий

5 транзистор, причем последний шунтирован обратновключенным диодом, 3. Инвертор по и. 2, отл ич а ю щи и с я тем, что в качестве источников отпирающего и запирающего напряжения использованы

10 трансформаторно-выпрямительные узлы, а выход источника запирающего напряжения шунтирован введенным фильтрующим конденсатором.