Двухтактный транзисторный инвертор Советский патент 1987 года по МПК H02M7/537 

t1

Изобретение относится к электротехнике, к преобразовательной технике и может быть использовано в устройствах вторичного электропитания электронной аппаратуры.

Цель изобретения - повышение надежности путем обеспечения защиты от импульсных помех.

На чертеже представлена схема инвертора.

Инвертор содержит силовые транзисторы 1 и 2, выходной трансформато 3 с датчиком полного тока 4, выходы которого подключены ко входам 5 и 6 блока управления силовыми транзисторами 7, который содержит триггер 8, прямой и инверсный выходы которого через ключевые усилители 9 и 10 подключены к управляющим цепям силовых транзисторов 1 и 2, а счетный вход связан через конденсатор 11 с общей шиной и через цепь 12 из параллельно соединенных резистора и диода - с выходом элемента ИЛИ 13, первый и второй входы которого подключены ко входам 5 и 6 блока управления силовыми транзисторами 7, В некоторых случаях применения для обеспечения условий мягкого самовозбуждения и получения паузы на нулевом уровне выходного напряжения, инвертор содержит также реле напряжения 14, вход которого через выпрямитель 15 подключен к обмотке 16 выходного трансформатора 3, а выход через первый 17 и второй 18 диоды связан с S и R-входами триггера 8, каждый из которых присоедине через конденсатор 19 или 20 к общей шине и через цепи 21 и 22 из парал лельно соединенных резистора и диода соответственно к прямому и инверсному выходам триггера. Кроме того, инвертор содержит элемент И-НЕ 23,связанный своими входами с выходами тригера 8, а выходом через третр1й 24 и четвертый 25 диоды с S- и R-входами триггера 8,

Коллекторы силовых транзисторов 1 и 2 через элемент И 26 связаны с третьим входом элемента ИЛИ 13.

Инвертор работает следующим образом.

Допустим, что на прямом выходе RS-триггера 8 имеет место потенциал соответствующий логической единице, а на инверсном выходе - потенциал логического нуля. Эти потенциалы через ключевые усилители 9 и 10 управ

5

0

5

612

5

0

5

0

0

5

2

ляют силовыми транзисторами 1 и 2 таким образом, что транзистор 1 заперт, а транзистор 2 пасьпцен, и его коллекторный ток протекает через пер-: вичную обмотку трансформатора 3. К концу полупериода сердечник трансформатора переходит в состояние насыщения. В этот момент на выходах датчика полного тока (магнитного пояса) 4 появляются импульсы напряжения. Эти взаимноинвертированные импульсы поступают на первый и второй входы элемента ИЛИ 13 и один из них (положительной полярности) проходит на выход элемента ИЖ 13 и через цепь 12 из параллельно соединенного резистора и диода поступает на счетный вход триггера 8, при этом конденсатор 11 быстро заряжается через диод цепи 12 и напряжение на счетном входе триггера возрастает. Триггер 8 переходит в противоположное состояние по положительному фронту указанного напряжения. Для подготовки очередного срабатывания триггера 8 по счетному входу необходимо, чтобы потенциал на указанном входе перешел в состояние логического нуля. Этот процесс определяется экспоненциальным разрядом конденсатора 11 через резистор цепи 12. Если в какой-либо момент до установления на счетном входе триггера 8 потенциала логического нуля на выходе элемента ИЛИ 13 появится сигнал помехи, то преждевременного опрокидывания триггера 8 не произойдет, а только затянется процесс разряда конденсатора 11. После опрокидывания триггера .8 насыщается силовой транзистор 1, запирается транзистор 2 и происходит намагничивание сердечника трансформатора 3 в противоположном направлении вплоть до насыщения сердечника. Тогда появляются импульсы на вьгходах магнитного пояса, но уже противоположной полярности. К этому моменту времени конденсатор 11 уже разрядился, поэтому положительный импульс с выхода магнитного пояса проходит по первому или второму входам элемента ИЛИ 13 на его выход, происходит очередное опрокидывание триггера 8 и процесс пoвfopя;eтcя. Та- ким образом происходит переключение силовых транзисторов 1 и 2, управляе- Mijix триггером 8 по сигналам с датчика полного тока 4 через элемент ИЛИ 13.

313

в предлагаемом инверторе сигнал с выхода магнитного пояса управляет через элемент ИЛИ 13 триггером 8.Если в этот момент появляются сигналы помех на выходе магнитного пояса, то они также проходят через элемент ИЛИ но с некоторым запаздыванием по отношению к основному сигналу. Эти помехи не вызывают опрокидывания триггера, так как еще не окончился раз- ряд конденсатора 11, и входное напряжение на счетном входе триггера не пришло в состояние логического нуля. Таким образом., в предлагаемом инвен- торе за счет выбора постоянной времени цепи 12 из резистора и конденсатора 11 удается избежать влияния помех на выходе магнитного пояса.

Фазировка первичной обмотки трансформатора и обмотки магнитного пояса может быть произвольной.

Обеспечение выхода инвертора в режим самовозбуждения после подключения электропитания осуществляется в процессе нарастания напряжения на выходе выпрямителя 15.При сравнительно малом напряжении на выходе выпрямителя 15 реле напряжения 14 не срабатывает и на его инвертированном выходе имеет место положительное на- пряжение.Это напряжение запирает диоды 17 и 18 и триггер 8 находится в режиме автоколебательного мультивибратора. При этом в цепь обратной связи триггера 8- поочередно подключают- ся параллельно соединенные резисторы и диоды цепей 21 и 22 совместно с врбмязадающими конденсаторами 19 и 21. Для обеспечения режима мякого самовозбуждения необходимо исключить все случаи устойчивого состояния.

Во избежание указанного устойчивого состояния напряжения с инвертированного и неинвертированного выхо- дов триггера 8 подаются на входы элемента И-НЕ 23. При наличии на входах элемента И-НЕ 23 логических единиц на его выходе образуется напряжение логического нуля, которое через диоды 24 и 25 запирает R- и S-входы триг- гера 8, разряжая конденсаторы 19 и 20. При этом триггер устанавливается в нормальное состояние с единичным напряжением на одном выходе и нулевым на другом, один из конденсаторов, например 19, дополнительно разряжается через диод цепи 21, а другой конденсатор 20 заряжается через резис-

124

тор цепи 22, и устанавливается рассмотренный процесс автоколебаний.

В случае, если при работе триггера 8 по счетному входу произойдет сбой и автоколебания в инверторе сорвутся, то напряжение на выходе выпрямителя 15 уменьшится, реле напряжения 14 переходит в исходное- состояние, триггер 8 начинает работать в режиме мультивибратора с запуском по S- и R-входам, инвертор выходит в режим автоколебаний, напряжение на выходе выпрямителя 15 начинает возрастать, - ,и после срабатьгоания реле напряжения 14 триггер 8 переходит в режим запуска по счетному входу от датчика полного тока 4. Таким образом, обеспечивается режим самовозбуждения инвертора.

Для получения паузы на нулевом уровне выходного напряжения в предлагаемом инверторе могут быть использованы ключевые усилители 9 и 10, в которых имеются цепи задержки. Запирание каждого силового транзистора происходит в момент образования очередного фронта на выходе триггера 8, а отпирание происходит с некоторой задержкой. На выходах магнитного пояса импульсы появляются как в начале,так и в конце каждой паузы. Первый из этих импульсов, проходит через элемент ИЛИ 13 и цепь 12 на счетный вход триггера 8, вызывая своим положительным фронтом его опрокидывание.Второй импульс является сигналом помехи.Предотвращение ложного срабатывания триггера из-за помехи осуществляется следующим образом. Положительное напряжение с коллекторов силовых транзисторов 1 и 2 подается на входы элемента И 26, выходной сигнал которого поступает на третий вход элемента ИЛИ 13. Отрицательный фронт сигнала на выходе элемента ИЛИ 13 образуется только после окончания действия ш.пульса на его третьем входе. На счетном входе триггера 8 отрицательный фронт еще более затянут из-за наличия шунтирующего конденсатора 11 и резистора цепи 12. Поскольку триггер 8 может сработать только после образования на его счетном входе уровня логического нуля, то триггер оказывается нечувствительным к сигналам помехи.

Таким образом, введение в блок управления инвертора с датчиком полного

1;юо()

тока дополнительно триггера, счетный вход которого .шунтирован конденсатором, а сигнал с датчика полного тока подается через элемент ИЛИ и параллельно включенных резисторы и диод, обеспечивают защиту устройства от собственных импульсных помех, что повышает надежность работы инвертора.

Формула изобретения

Двухтактный транзисторный инвертор, содержащий силовые транзисторы, выходной трансформатор с датчиком полного TOKaj выходы которого подклюРедактор И, Сегляник Заказ 1158/55

Составитель И, Войтович

Техред М.Хрданич Корректор И. Муска

Тираж 661 . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, 1-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г Ужгород, ул. Проектная,4

12f-чр.иы к входам блока управления снло-- выми транзисторами, о т л и ч а га щ и и с я тем, что, с целью повышения надежности путем обеспечения защиты от импульсных помех, блок управления силовыми транзисторами содержит триггер5 прямой и инверсный выходы которого через ключевые усилители подключены к управляющим депям силовых транзисторов, а счетный вход связан через конденсатор с общей шиной и через цепь из параллельно соединенных резистора и диода с выходом элемента ИЛИ, первый и второй входы которого подключены к входам блока управления силовыми транзисторами.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано во вторичных источниках питания. Цель изобретения - повышение надежности путем обеспечения защиты от импульсных помех. Инвертор содержит транзисторы (Т) 1 и 2, трансформатор 3 с датчиком тока 4, блок управления 7. Введение в блок управления 7 триггера 8, счетный вход которого шунтирован конденсатором 11,а сигнал с датчика тока 4 подается через элемент ИЛИ 13 и параллельно включенные резистор и диод 12, обеспечивает защиту инвертора от собственных импульсных помех, 1 ил. (Л с со о о а to