SU1721766A1

SU1721766A1 - Transistor inverter

Info

Publication number: SU1721766A1
Application number: SU904800227A
Authority: SU
Inventors: Дмитрий Васильевич Игумнов; Владимир Всеволодович Фомишкин; Владимир Анатольевич Масловский
Original assignee: Московский институт радиотехники, электроники и автоматики
Priority date: 1990-03-07
Filing date: 1990-03-07
Publication date: 1992-03-23

Abstract

Изобретение относитс к злектротехни- ке и может быть использовано в системах вторичного электропитани и автоматики. Цель изобретени - повышение КПД. Силовой бипол рный транзистор 1 управл етс с помощью трансформатора тока 2. В качестве пускового транзистора 4 использован МДП-транзистор, на затвор которого подаютс управл ющие импульсы положительной пол рности. При поступлении на затвор пускового транзистора 4 отрицательного управл ющего импульса он закрываетс и одновременно через диод 5 происходит запирание силового бипол рного транзистора 1. Трансформатор тока 2 вызывает форсировку запирани . Малые.динамические потери обусловлены быстродействием пускового транзистора 4, а малые статические потери - характеристикой насыщени силового бипол рного транзистора 1. 1 ил.The invention relates to electrical engineering and can be used in secondary power supply and automation systems. The purpose of the invention is to increase efficiency. The power bipolar transistor 1 is controlled by a current transformer 2. As a starting transistor 4, a MIS transistor is used, to the gate of which a control pulse of positive polarity is applied. When a negative control pulse arrives at the gate of the starting transistor 4, it closes and, at the same time, the power bipolar transistor 1 is locked through the diode 5. The current transformer 2 causes the lockout to be forced. Low. Dynamic losses are due to the speed of the starting transistor 4, and small static losses are due to the saturation characteristic of the power bipolar transistor 1. 1 Il.

Description

Изобретение относитс .к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитани и автоматики.The invention relates to electrical engineering and can be used in secondary power supply systems and automation.

Известны однотактные преобразова- тели посто нного напр жени с внешним возбуждением. Силова часть таких преобразователей может быть выполнена как на бипол рном, так и.на МДП-транзисторе, который включаетс в цепь первичной обмотки трансформатора. К вторичной обмотке трансформатора подключаетс выпр митель с фильтром, обеспечивающий на нагрузке посто нное напр жение. При использовании бипол рного силового транзистора возникают существенные потери энергии при его переключении, а также потери в цели управлени . При использовании силового МДП- транзистора повышаютс статические потери мощности.Single-ended DC-DC converters with external excitation are known. The power part of such converters can be made either on a bipolar or on a MIS transistor, which is connected to the primary winding of the transformer. A rectifier with a filter is connected to the secondary winding of the transformer, providing a constant voltage across the load. When using a bipolar power transistor, there is a significant loss of energy when it is switched, as well as a loss in control purpose. When using a power MOSFET, static power losses increase.

Наиболее близким к изобретению вл етс преобразователь посто нного напр жени , содержащий силовой транзистор, базоэмиттерна цепь которого подключена к вторичной обмотке токового трансформатора , первична обмотка которого включена в выходную цепь, блок управлени , причем параллельно силовому транзистору включены три транзистора - составной, управл ющий вход которого подключен к одному из входов блока управлени , пусковой, управл ющий вход которого подключен к дополнительному выходу блока управлени , и шунтирующий, управл ющий вход которого подсоединен к дополнительной обмотке токового трансформатора, включенной в про- тивофазе относительно его вторичной обмотки. Большие динамические потери в силовой части данного устройства не позвол ют получить высокий КПД, что и вл етс основным недостатком.Closest to the invention is a DC / DC converter containing a power transistor, the baso-emitter circuit of which is connected to the secondary winding of a current transformer, the primary winding of which is included in the output circuit, a control unit, and parallel to the power transistor there are three transistors - a composite, control input which is connected to one of the inputs of the control unit, the starting one, the control input of which is connected to the auxiliary output of the control unit, and the shunt, controlling stroke which is connected to an additional winding of a current transformer included in the pro- tivofaze relative to its secondary winding. The high dynamic losses in the power section of this device do not allow obtaining high efficiency, which is the main disadvantage.

Целью изобретени вл етс повышение КПД.The aim of the invention is to increase efficiency.

Указанна цель достигаетс в транэи- 5 сторном инверторе, содержащем силовой бипол рный транзистор, в цепь коллектора которого последовательно включена первична обмотка трансформатора тока, вторична обмотка которого одним выводом 10 соединена с эмиттером силового бипол рного транзистора и пусковой транзистор, -включенный параллельно силовому бипол рному транзистору за счет того, что в качестве пускового транзистора использован 15 МДП-транзистор, затвор которого подключен к управл ющему выводу инвертора и через введенный диод к базе силового бипол рного транзистора, к которой подключен другой вывод вторичной обмотки 20 трансформатора тока.This goal is achieved in a transistor inverter containing a power bipolar transistor, the collector circuit of which is connected to the primary winding of the current transformer, the secondary winding of which is connected by one pin 10 to the emitter of the power bipolar transistor and the starting transistor parallel to the power bipolar transistor transistor due to the fact that a 15 MOS transistor is used as the starting transistor, the gate of which is connected to the control terminal of the inverter and through the input diode to the ba e power bipolar transistor, which is connected to the other terminal of the secondary winding 20 of the current transformer.

На чертеже представлена принципиальна схема транзисторного инвертора.The drawing shows a schematic diagram of a transistor inverter.

Предлагаемый инвертор состоит из силового п-р-п-транзистора 1, трансформа- 25 торного тока2 и выходного трансформатораThe proposed inverter consists of a power pn-transistor 1, a transformer-25 tori current2 and an output transformer

3,МДП-транзистора с п-каналом 4 и диода 5. Трансформатор тока 2 имеет первичную 6 и вторичную 7 обмотки. Второй вывод первичной обмотки трансформатора 3 под- 30 ключей к первому выводу первичной обмотки трансформатора 2, второй вывод которой подключен к коллектору транзистора 1 и стоку МДП-транзистора 4. Первый вывод вторичной обмотки трансформато- 35 0а 2 подключен к минусовому входному выводу инвертора, эмиттеру транзистора3, MOS transistor with p-channel 4 and diode 5. Current transformer 2 has a primary 6 and a secondary 7 winding. The second output of the primary winding of the transformer 3 pod- 30 keys to the first output of the primary winding of the transformer 2, the second output of which is connected to the collector of transistor 1 and the drain of the MOS transistor 4. The first output of the secondary winding of transformer 35 0a 2 is connected to the minus input terminal of the inverter, emitter transistor

1 и истоку с подложкой МДП-транзистора1 and the source with the substrate of the MOS transistor

4.Второй вывод вторичной обмотки трансформатора 2 подключен к-базетран- 40 зистора 1 и аноду диода 5, катод которого подключен к затвору МДП-транзистора и4. The second output of the secondary winding of the transformer 2 is connected to the base-40 of the resistor 1 and the anode of the diode 5, the cathode of which is connected to the gate of the MOS transistor and

к выводу управлени . Первый вывод первичной обмотки трансформатора 3 подключен к плюсовому входному выводу 45 инвертора.to control conclusion. The first output of the primary winding of the transformer 3 is connected to the positive input terminal 45 of the inverter.

Инвертор работает следующим образом .The inverter works as follows.

Сигналы управлени , хак правило, до ж- ны быть двухпол рными. В некоторых слу- 50 ча х (при применении МДП-транзистора 4 с индуцированным каналом) возможно использование лишь однопол рных сигналов управлени . Длительность импульсов управлени может измен тьс . При поступле- 55 нии управл ющих сигналов Uynp первым переключаетс быстродействующий МДП- транзистор 4. Форсированное переключение транзистора 1 происходит за счет действи положительной обратной св зи, образуемой трансформатором тока 2.Control signals, hack, are usually bipolar. In some cases x 50 (when using an MIS transistor 4 with an induced channel), it is possible to use only single-pole control signals. The duration of the control pulses may vary. When 55 control signals are received, Uynp first switches the high-speed MOS transistor 4. The forced switching of transistor 1 occurs due to the action of positive feedback formed by current transformer 2.

При поступлении положительного импульса Uynp открываетс МДП-транзистор 4, в результате чего по первичным обмо.ткам трансформаторов 3 и 2 начинает протекать ток. Ток вторичной обмотки трансформатора 2 воздействует на базу транзистора 1, открыва его. Таким образом, ток первич- ной 6, а следовательно, и вторичной 7 обмоток трансформатора 2 возрастает, форсиру открывание транзистора 1.Upon receipt of a positive pulse, Uynp opens a MOSFET 4, with the result that a current begins to flow through the primary windings of the transformers 3 and 2. The current of the secondary winding of the transformer 2 acts on the base of the transistor 1, opening it. Thus, the current of the primary 6, and hence the secondary 7 windings of the transformer 2, increases, forcing the opening of the transistor 1.

При поступлении отрицательного импульса Uynp на затвор МДП-транзистора 4 и через диод 5 на базу транзистора 1 оба эти транзистора закрываютс . При этом уменьшение тока в первичной обмотке трансформатора 2 за счет цепи положительной обратной св зи через трансформатор 2 будет способствовать ускоренному закрыванию транзистора 1.When a negative pulse Uynp arrives at the gate of the MOS transistor 4 and through diode 5 at the base of transistor 1, both of these transistors are closed. In this case, a decrease in the current in the primary winding of the transformer 2 due to the positive feedback circuit through the transformer 2 will facilitate the accelerated closing of the transistor 1.

Дл управлени транзисторами 1 и 4 в устройстве требуетс маломощный сигнал, поскольку он непосредственно воздействует только на затвор МДП-транзистора 4, обеспечивающий большое входное сопротивление устройства по цепи управлени . Таким образом снижаютс потери в цепи управлени транзисторного инвертора.To control transistors 1 and 4, a device requires a low-power signal, since it directly affects only the gate of the MIS transistor 4, which provides a large input impedance of the device along the control circuit. In this way, the losses in the control circuit of the transistor inverter are reduced.

Малые динамические потери в силовой цепи обеспечиваютс высоким быстродействием МДП-транзистора 4, а малые статические потери энергии обеспечиваютс малым остаточным напр жением бипол рного транзистора 1. За счет небольших потерь энергии в цепи управлени и в силовой цепи как при переключении, так и в статическом состо нии повышаетс КПД. Формула изобретени Транзисторный инвертор, содержащий силовой бипол рный транзистор, в цепь коллектора которого последовательно включена первична обмотка трансформатора тока, вторична обмотка которого одним выводом соединена с эмиттером силового бипол рного транзистора, и пусковой транзистор, включенный параллельно силовому бипол рному транзистору, отличающийс тем, что, с целью повышени КПД, в качестве пускового транзистора использован МДП-транзистор, затвор которого подключен к управл ющему выводу инвертора и через введенный диод - к базе силового бипол рного транзистора, к которой подключен другой вывод вторичной обмотки трансформатора тока.Low dynamic losses in the power circuit are provided by the high speed of the MOS transistor 4, and small static energy losses are provided by the low residual voltage of the bipolar transistor 1. Due to small energy losses in the control circuit and in the power circuit both during switching and in the static state efficiency increases. Claims of the invention A transistor inverter containing a power bipolar transistor, in the collector circuit of which the primary winding of the current transformer is sequentially connected, the secondary winding of which is connected to the emitter of the power bipolar transistor, and the starting transistor connected in parallel to the power bipolar transistor, In order to increase the efficiency, a MOS transistor is used as the starting transistor, the gate of which is connected to the control terminal of the inverter and through This diode is connected to the base of the power bipolar transistor, to which another output of the secondary winding of the current transformer is connected.

Claims

Claim

A transistor inverter containing a power bipolar transistor, the collector circuit of which is connected in series with the primary winding of a current transformer, the secondary winding of which is connected to the emitter of a power bipolar transistor by one terminal, and a starting transistor connected in parallel> to a power bipolar transistor, characterized in that, in order to increase Efficiency, an MOS transistor is used as a starting transistor, the gate of which is connected to the control terminal of the inverter and through the entered diode to the base of forces ohm bipolar transistor, to which is connected the other terminal of the secondary winding of the current transformer.