Способ управления @ -фазным транзисторным инвертором Советский патент 1985 года по МПК H02M7/48 

Изобретение относится к электро технике, в частности к преобразова тельной технике,и может быть испол зовано для управления транзисторны ми инверторами с пониженными весогабаритными показателями для источ ников электропитания. Цель изобретения - повышение быстродействия и снижение коммутационных потерь. На фиг.1 изображены временные д аграммы,поясняющие способ и работу устройства, его реализующего; на фиг. 2 - функциональная схема устр ства для реализации способа управления; на фиг. 3 - мостовой инвертор с квазисинусоидальным выходным напряжением. Функциональная схема устройства для реализации данного способа (фиг.2) содержит задающий генератор 1, к которому последовательно подключены формирователь 2 импульс по срезу, делитель 3 частоты и счетчик 4, первый дешифратор 5, по ключенный к делителю 3 частоты, второй и третий дешифратор 6 и 7, подключенные к выходам счетчика 4. Т-триггер 8, к прямому выходу кото го непосредственно, а к инверсному выходу через элемент И 9 подключен усилитель 10 мощности с выходным трансформатором 11 и вторичньми обмотками 12.1-12.2 га, пусковой RS - триггер 13,.к прямому выходу которого подключен R -вход триггер 8 и второй вход элемента И 9, а на выходе установлен тумблер 14, формирователи 15.1-15.ш импульсов управления транзисторов инвертора, предназначенные для подачи на ба за-эмиттерные переходы, элемент И 16, подключенный входами к выходам задающего генератора 1 и первого дешифратора 5, элементы И 17.1-17. т, подключенные к входам формирователей I8.1-18.m вспомогательных импульсов управления, выходные трансформаторы I9.1-I9.m формирователей 18.1-18.m с двумя вторичными обмотками 20,1-20.ш, подключенными через диоды 22.1-22. 23.1-23.m к переходам база-коллектор силовых транзисторов инвертора Инвертор (фиг.З) собран на полностью управляемых транзисторах 24.1-24.3 и 25.1-25.3. Способ управления заключается в том, что задают время необходимое для восставновления транзистора. Для каждой фазы инвертора фиксируют, моменты переключения транзисторов, затем формируют вспомогательные импульсы управления, предназначенные для подачи на база-коллекторные переходы транзисторов, длительность которых равна заданному времени. Указанную последовательность операции осуществляют следующим образом. Формируют импульсы опорной высокочастотной последовательности. Длительности импульсов опорной высокочастной последовательности импульсов (фиг.1,р) задают равными времени, необходимому для восстановления транзисторов.По срезу опорных импульсов формируют вторую опорную высокочастотную последовательность импульсов (фи.1б). Путем деления частоты второй опорной высокочастотной последовательности импульсов с принятым (фиг. 1)коэффициентом деления, равным пяти, выделяют последовательность импульсов несущей частоты модуляции (фиг.16), из которой формируют in логических сигналов управления соответственно для каждого плеча инвертора. Так, для примера (фиг. 1 г, g , е ) приведены логические сигнао1Ы управления трехплечевым мостовым инвертором с трехступенчатым выходным напряжением (фиг.Ы). Моменты переключения транзисторов в каждой фазе фиксируют в соответствии с несущей частотой модуляции. Формируют дополнительные сигналы управления, каждый из которых равен по длительности периоду несущей частоты модуляции. Фронт и срез импульсов дополнительного сигнала соответствуют моментам переключения транзисторов фазы инвертора. Так, дополнительный сигнал управления для первого сигна.ла управления (фиг.1 ) приведен на фиг. и в моменты времени t,, t, ta, t, tj, t фиксирует моменты переключений транзисторов. Формируют второй опорной последовательностью импульсов дополнительную последовательность импульсов несущей частоты модуляции (фиг. 1и), опережающую каждый раз на Т д период опорной частоты основную последовательность импульсов несущей

3

частоты модуляции. Путем сравнения первой опорной высокочастотной последовательности импульсов (фиг.1р), и дополнительной последовательности импульсов несущей частоты модуляции (фиг.1и) выделяют вспомогательную последовательность импульсов несущей частоты модуляции (фиг. 1 к). Путем сравнения вспомогательной последовательности импульсов несущей частоты модуляции соответственно с каждым из m дополнительных сигналов управления формируют по каждый фазе инвертора вспомогательную последовательность импульсов, предназначенную для подачи после усиления в качестве вспомогательных импульсов управления на база-коллекторные переходы транзисторов. Так, например, после сравнения вспомогательной последовательности импульсов несущей частоты модуляции (фиг. Ik) с дополнительным сигналом управления первого плеча инвертора (фиг. 1;) выделяют вспомогательную запирающую последовательность импульсов фиг. 1д) для база-коллекторных переходов транзисторов первого плеча инвертора. Фронты импульсов сформированной последовательности t., tj, tj, tl,, tj, tg фиксируют моменты, опережающие моменты переключения транзисторов фазы на время из восстановления .

Прицип работы устройства реализации предлагаемого способа управления состоит в следующем.

Задающий генератор 1 формирует опорную высокочастотную последовательность импульсов с длительностями импульсов, равными времени, необходимому для восстановления транзисторов инвертора, а формирователь 2 - вторую опорную последовательность импульсов. Сигналы первых двух блоков приведены соответственно на фиг. 1а,S .

К выходу формирователя 2 подключен счетньш вход триггера 8. К его прямому выходу непосредственно а к инверсному через элемент 9 подключен усилитель 10, На вторичных обмотках выходного трансформатора 11 формируется по две гальванически развязанных последовательности прямоугольных импульсов наполнения для формирователей, К прямому выходу триггера 13 подключены R-вход триг855504

гера 8 и второй вход элемента 9, который по команде Пуск и Стоп разрешает или запрещает формирование последовательности прямоугольных 5 импульсов наполнения . По команде Авария триггер 13 мгновенно запрещает выработку последовательности прямоугольных импульсов наполнения и тем самым снимает управляющие

10 импульсы с силовых ключей инвертора, реализуя сетевую загциту ключей инвертора и нагрузки от развития аварийных токов и напряжений.. Делитель 3 частоты и первый

15 дешифратор 5 на своих выходах соответственно формируют последовательность импульсов несущей частоты модуляции и дополнительную последовательность импульсов несущей

20 частоты модуляции, диаграммы которых приведены на фиг. 1Ь, ч Элемент И 16, подключенный к задающе- му генератору 1 и дешифратору 5, вырабатывает вспомогательную последовательность импульсов несущей частоты модуляции, график которой приведен на фиг. 1 1с .

Второй и третий дешифраторы 6 и 7, подключеные к выходу счетчика 4,

0 формируют соответственно вторую последовательность сигналов управления для каждого плеча инвертора и дополнительную последовательностьсигналов управления.

На выходах элементов И 17 после сравнения сигналов с дешифратора 7 и элемента И 16 формируется вспомогательная последовательность импульсов. Данные сигналы после усиления с помощью формирователей I8.1-18,m поступают с вторичных обмоток 20.1-20.ш выходных трансформаторов 19.1-19,тв качестве вспомогательных импульсов управления

5 на база-коллекторные переходы силовых транзисторов инвертора.

Таким образом, формируются моменты переключения каждого транзисторного плеча и на интервалах, равных

0 времени восстановления транзисторов, формируются вспомогательные импульсы управления на переходах база-коллектор обоих транзисторов каждого плеча инвертора. По отношению к закрытому транзистору он не оказывает влияния на его состояния. По отношению к открытому транзистору, который находится в режиме насыщения.

вспомогательный импульс выводит транзистор из области насьпдения в режим слабого насьпцения, либо на границу активной области и области насьпдения. Длительность времени, необходимо для восстановления транзисторов, выбирается в зависимости от инерционных свойств транзистора в области насыщения. Одновременно с окончанием воздействия на переходы база-коллектор вспомогательных импульсов управления прои ходит реверс импульсов управления

на переходах база-эмиттер. В результате переключения транзисторного пле ча осуществляется без сквозных токов, так как процессы спада и нарастания токов в противофазно-переключаемых транзисторах начинаются одновременно, тем самым исключается повышение коммутационной перегрузки силовых транзисторов инвертора. Из-за отсутствия запаздывания тока силовых транзисторов относительно импульсов управления повьшается быстродействие инвертора.

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ т-ФАЗНЫМ ТРАНЗИСТОРНЫМ ИНВЕРТОРОМ; заключающийся в том, что для каждой фазы формируют импульсы управления, предназначенные для подачи на база-кол- л Vi S Vt iniJiiiiiiriinniniiiiinniiiiiiniiiuiHiHiHiiiiiiiiiiiniii ппрппппппппппГ1 t. Ten Uv Tete 9 и. .3r Ut X UH лекторные переходы транзисторов инвертора, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и снрскения коммутационных потерь, задают время, необходимое для восставновления транзисторов, для каждой фазы фиксируют моменты переключения транзисторов и моменты, опережающие моменты переключения на Заданное время восставновления, а на интервале между двумя указанными зафиксированными моментами формируют вспомогательные импульсы, управления, предназначенные для подаi чи на б аз а-коллекторные переходы транзийторов соответствующей фазы инвертора. 1 00 tn СП СД ZF/

f о

- о