CS240720B1

CS240720B1 - Wiring of the excitation circuit of the transistor inverter's output stage

Info

Publication number: CS240720B1
Application number: CS846422A
Authority: CS
Inventors: Ivan Konecny
Original assignee: Ivan Konecny
Priority date: 1984-08-24
Filing date: 1984-08-24
Publication date: 1986-02-13
Also published as: CS642284A1

Abstract

Řešení se týká oboru průmyslové elektroniky. Řeší zapojení budicího obvodu koncového stupně tranzistorového střídače, pomocí kterého je možné přechodně zvýšit výkon koncového stupně tranzistorového střídače. Podstatou zapojení je využití proudového zesilovače, pomocí kterého lze přechodně zvýšit budicí proud tranzistorů v koncovém stupni střídače a tím zvýšit přechodně výkon střídače. Oproti známým zapojením, která využívají např. proudové zpětné vazby ve střídači, je zapojení schematicky jednoduché a výrobně levné a nenáročné. Zapojení lze použít zejména v průmyslové výkonové elektronice při realizaci výkonových tranzistorových střídačů a měničů napětí.The solution relates to the field of industrial electronics. It solves the connection of the excitation circuit of the final stage of a transistor inverter, by means of which it is possible to temporarily increase the power of the final stage of the transistor inverter. The essence of the connection is the use of a current amplifier, by means of which it is possible to temporarily increase the excitation current of the transistors in the final stage of the inverter and thereby temporarily increase the power of the inverter. Compared to known connections, which use, for example, current feedback in the inverter, the connection is schematically simple and inexpensive and undemanding in production. The connection can be used mainly in industrial power electronics in the implementation of power transistor inverters and voltage converters.

Description

Řešení se týká oboru průmyslové elektroniky.The solution relates to the field of industrial electronics.

Řeší zapojení budicího obvodu koncového stupně tranzistorového střídače, pomocí kterého je možné přechodně zvýšit výkon koncového stupně tranzistorového střídače.It solves the wiring of the transistor inverter output stage by means of which it is possible to temporarily increase the output stage of the transistor inverter.

Podstatou zapojení je využití proudového zesilovače, pomocí kterého lze přechodně zvýšit budicí proud tranzistorů v koncovém stupni střídače a tím zvýšit přechodně výkon střídače. Oproti známým zapojením, která využívají např. proudové zpětné vazby ve střídači, je zapojení schematicky jednoduché a výrobně levné a nenáročné.The essence of the connection is the use of a current amplifier, by means of which it is possible to temporarily increase the excitation current of the transistors in the output stage of the inverter and thereby temporarily increase the inverter performance. Compared to the known circuitry, which uses eg current feedback in the inverter, the circuitry is schematically simple and cheap and easy to manufacture.

Zapojení lze použít zejména v průmyslové výkonové elektronice při realizaci výkonových tranzistorových střídačů a měničů napětí.The connection can be used especially in industrial power electronics for the implementation of power transistor inverters and voltage converters.

Vynález se týká zapojení budicího obvodu koncového stupně tranzistorového střídače, pomocí kterého je možné přechodně zvýšit výkon koncového stupně tranzistorového střídače. Zapojení lze zejména využít při realizaci tranzistorových střídačů pro napájení asynchronních motorů s kotvou nakrátko.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a wiring circuit for an output stage of a transistor inverter by means of which the output stage of a transistor inverter can be temporarily increased. The connection can be used especially in the realization of transistor inverters for feeding short-circuit asynchronous motors.

Pro realizaci střídačů středních výkonů se ve střídačích většinou využívají výkonové bezkontaktní spínače realizované pomocí výkonových blpolárních tranzistorů. Oproti tyristorovým střídačům jsou v této výkonové kategorii tranzistorové střídače schematicky jednodušší a odpadají u nich problémy spojené s nucenou komutací bezkontaktních spínačů.For the implementation of medium power inverters, inverters mostly use contactless power switches realized by power blpolar transistors. Compared to thyristor inverters, transistor inverters in this power category are schematically simpler and eliminate the problems associated with forced commutation of contactless switches.

Nevýhodou tranzistorových střídačů na rozdíl od tyristorových střídačů je, že budicí proud tranzistorů výkonového stupně střídače je úměrný kolektorovému proudu tranzistorů výkonového stupně střídače. V tranzistorových střídačích, ve kterých je třeba po přechodnou dobu zvýšit výkon koncového stupně, např. při rozběhu asynchronního motoru s kotvou nakrátko napájeného strídačem, se doposud navrhují budicí obvody pro maximální požadovaný výkon koncového stupně, nebo se používají obvody pro proudovou zpětnou vazbu mezi výstupem střídače a budičem střídače.A disadvantage of transistor inverters, unlike thyristor inverters, is that the drive current of the inverter power stage transistors is proportional to the collector current of the inverter power stage transistors. In transistor inverters where transient output power needs to be increased temporarily, for example when starting an asynchronous squirrel-cage motor with an inverter, drive circuits are still proposed for the maximum required output power, or current feedback circuits between the output are used inverter and inverter driver.

Nevýhodou prvého způsobu je zvýšení rozměrů, hmotnosti a ceny prvků budicích obvodů střídače, trvalý výkon budiče je přitom roven maximálnímu požadovanému příkonu koncového stupně střídače. Tento maximální příkon je potřebný přitom pouze po dobu, která tvoří nepatrnou část doby trvalého chodu střídače.The disadvantage of the first method is an increase in the dimensions, weight and cost of the inverter excitation circuit elements, while the continuous exciter power is equal to the maximum power requirement of the inverter output stage. This maximum power requirement is only required for a period which forms a small part of the inverter's continuous run time.

Nevýhodou obvodů pro proudovou zpětnou vazbu mezi koncovým stupněm střídače a budičem je nutnost použití proudového . transformátoru, který je v oblasti využívaných průmyslových kmitočtů obtížně realizovatelný a je rovněž využitý pouze při přechodném zvýšení výkonu střídače.A disadvantage of the current feedback circuits between the output stage of the inverter and the driver is the necessity to use current. a transformer that is difficult to implement in the field of used industrial frequencies and is also used only for a temporary increase in inverter power.

Výše uvedené obtíže řeší zapojení budicího obvodu koncového stupně tranzistorového střídače podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že první vývod sekundárního vinutí budicího transformátoru je připojen do společného uzlu, kde jsou vzájemně propojeny anoda první diody, první vývod prvního rezistoru a vstup proudového zesilovače, druhý vývod sekundárního vinutí budicího transformátoru je propojen se společným zemnicím vodičem, na společný zemnicí vodič je dále připojena zemní svorka proudového zesilovače a emitor výkonového spínacího tranzistoru střídače, katoda první diody je připojena do společného uzlu, kde jsou vzájemně propojeny druhý vývod prvního rezistoru, první vývod druhého rezistoru a katoda druhé diody, druhý vývod druhého rezistoru je propojen s bází výkonového spínacího tranzistoru, výstup proudového zesilovače je připojen na anodu druhé diody, napájecí svorka proudového zesilovače je vyvedena na vnější svorku.The aforementioned difficulties are solved by connecting the output stage of the transistor inverter of the transistor inverter according to the invention, characterized in that the first output of the secondary winding of the excitation transformer is connected to a common node where the anode of the first diode, the first output of the first resistor and the current amplifier are connected. the second output of the secondary winding of the excitation transformer is connected to a common ground conductor, the ground amplifier ground terminal and the inverter power switching transistor are connected to the common ground conductor, the first diode cathode is connected to a common node where the second terminal of the first resistor is connected second resistor terminal and second diode cathode, second second resistor terminal is connected to power switching transistor base, current amplifier output is connected to the second diode anode, current terminal the amplifier is connected to the external terminal.

Zapojení budícího obvodu koncového stupně tranzistorového střídače podle vynálezu umožňuje po přivedení stejnosměrného napětí na napájecí svorku proudového zesilovače přechodně zvýšit budicí proud báze výkonového spínacího tranzistoru střídavě a tím zvýšit rovněž okamžitý výstupní výkon střídače, který je potřebný např. pro rozběh asynchronního motoru s kotvou nakrátko.The connection of the output stage of the transistor inverter of the transistor inverter according to the invention makes it possible to temporarily increase the excitation current of the base of the power switching transistor alternately, and thus also to increase the instantaneous output power of the inverter needed for short-circuiting asynchronous motor.

Po rozpojení vstupu, výstupu, nebo napájení proudového zesilovače je báze výkonového spínacího tranzistoru střídače buzena trvale nižším proudem, kterému odpovídá trvalý nižší výstupní výkon střídače. Oproti doposud známým zapojením budicích obvodů koncového stupně tranzistorového střídače umožňuje zapojení podle vynálezu snížit rozměry a hmotnost budicího transformátoru koncového stupně střídače a vyhnout se případnému použití rozměrných a těžkých proudových transformátorů. Zapojení podle vynálezu je energicky úsporné, protože zvýšený budicí proud báze výkonového spínacího tranzistoru střídače je dodáván pouze po dobu potřebnou pro zvýšení výkonu tranzistorového střídače.After disconnecting the input, output, or power supply of the current amplifier, the base of the power switching transistor of the inverter is driven by a permanently lower current, which corresponds to the permanently lower output power of the inverter. In contrast to the prior art circuitry of the transistor inverter output stage, the circuit according to the invention makes it possible to reduce the dimensions and weight of the inverter output stage drive transformer and to avoid the use of large and heavy current transformers. The circuit according to the invention is energy-efficient because the increased excitation current of the base of the power switching transistor of the inverter is only supplied for the time required to increase the power of the transistor inverter.

Vynález je blíže objasněn pomocí připojeného výkresu na obr. 1, který znázorňuje zapojení budicího obvodu koncového stupně tranzistorového střídače podle vynálezu.The invention is illustrated in greater detail with reference to the accompanying drawing in FIG. 1, which illustrates the wiring of the output stage of the transistor inverter according to the invention.

Zapojení budicího obvodu koncového stupně tranzistorového střídače podle obr. 1 pracuje tak, že bipolární budicí signál obdélníkového tvaru na sekundárním vinutí 2 budicího transformátoru 1 budí kladnou půlvlnou pres první diodu 4 a druhý rezistor 6 výkonový spínací tranzistor 7. Při zapojení půlvlně budicího obdélníkového signálu je na přechod báze—emitor výkonového spínacího tranzistoru 7 přes první rezistor 5 a druhý rezistor 6 přiloženo napětí, kterým je výkonový spínací tranzistor 7 urychleně uzavírán. Na sekundární vinutí 2 budicího transformátoru 1 je dále připojen, vstup IQ proudového zesilovače 9, který lze realizovat jedním nebo dvěma tranzistory. Výstup 12 proudového zesilovače 9 je přes druhou diodu 8 a druhý rezistor 6 připojen na bázi výkonového spínacího tranzistoruThe wiring of the output stage of the transistor inverter of FIG. 1 operates in such a way that the rectangular bipolar excitation signal on the secondary winding 2 of the excitation transformer 1 drives a positive half-wave across the first diode 4 and the second resistor 6. a voltage is applied to the base-emitter of the power switching transistor 7 via the first resistor 5 and the second resistor 6 by which the power switching transistor 7 is rapidly closed. Further, the input 10 of the current amplifier 9, which can be realized by one or two transistors, is connected to the secondary winding 2 of the excitation transformer 1. The output 12 of the current amplifier 9 is connected via a second diode 8 and a second resistor 6 based on a power switching transistor

7.7.

Výstupní proud proudového zesilovače 9, tekoucí z výstupu 12 přes druhou diodu 8 a přes druhý rezistor 6 do báze výkonového spínacího tranzistoru 7 je násobkem proudu, který teče do vstupu 10 proudového zesilovače 9. Tento výstupní proud se přičítá ik proudu, který teče do báze výkonového spínacího tranzistoru 7 při kladné půlvlně budicího signálu generovaného na sekundářů 2 budicího transformátoru 1. Zvýšením bázového proudu výkonového spínacího tranzistoru 7 lze zvýšit jeho kolektorový proud a tím i výstupní výkon střídače.The output current of the current amplifier 9 flowing from the output 12 through the second diode 8 and through the second resistor 6 to the base of the power switching transistor 7 is a multiple of the current flowing into the input 10 of the current amplifier 9. This output current is added to the current flowing into the base For example, by increasing the base current of the power switching transistor 7, it is possible to increase its collector current and hence the output power of the inverter.

Proudový zesilovač 8 lze zapnout např.The current amplifier 8 can be switched on e.g.

⁵ připojením napájecího napětí na svorku 13. Využitím přídavného proudového zesilovače 9 pro přechodné zvýšení bázového proudu výkonového spínacího tranzistoru 7 lze přechodně zvýšit výkon střídače, např. ipro rozběh asynchronního motoru při schematické jednoduchosti zapojení, kdy na rozdíl od známých zapojení není třeba zvyšovat rozměry a hmotnost budicího transformátoru, ⁵ powering the attachment brackets 13 utilizing the current amplifier 9 for temporarily increasing the base-current power transistor 7 may temporarily increase the power of the inverter, e.g. ipro starting of an asynchronous motor in a schematic diagram of simplicity, which, unlike the known connection is not required to increase the size and excitation transformer mass,

Claims

SUBJECT

Output circuit of the transistor inverter output circuit characterized in that the first terminal of the secondary winding (2) of the excitation transformer (1) is connected to the first common node (15), where the anode of the first diode (4) is connected. ) and an input (10) of the current amplifier (9), wherein the second output of the secondary winding (2) of the excitation transformer (1) is connected to a common ground conductor (3), the ground terminal (11) is further connected to the common ground conductor current amplifier (9) and resp. use current transformers to. introduce current feedback.

In addition to the above applications, the wiring of the transistor inverter output stage of the transistor inverter can also be used in single- and double-acting converters and inverters where a temporary increase in their output power is required.

BACKGROUND OF THE INVENTION the emitter of the power switching transistor (7), the cathode of the first diode (4) is connected to a second common node (16), where the second terminal of the first resistor (5), the first terminal of the second resistor (6) and the cathode of the second diode ), wherein the second terminal of the second resistor (6) is connected to the base of the power switching transistor (7), the output (12) of the current amplifier (9) is connected to the anode of the second diode (8); it is led out to the outer terminal (13).