Способ регулирования тока на выходе мостового транзисторного инвертора Советский патент 1987 года по МПК H02M7/538 

М:«)())отсиие относится к э. юктротсхпике ii можсг быть нсио.чьзоваио в системах автоматики и электропривода для преобразо- 15а1 ,;1Я liocroviiiHoi o нгифяжения в перемемпое и рсм-улироваиия тока нагрузки.

I.le.ib изобретения - повышение КПД и точности регулирования тока на выходе инвертора.

На фиг.1 показана диаграмма изменения 5ыходного тока; на фиг.2 - функциональная схема устройства, реализуюи его сно- соб.

VcTi iOHCTBo для регулирования тока в нагрузке мостового транзисторного инвертора содержит источник 1 входного сигнала, вьгход которого подключен к входам комиа- раторов 2-5, выход компаратора 2 под- ключе к .югическому инвертору б и аноду диода 7. а выход логического инвертора 6 - к днода 8. Катоды диодов 7 и 8 подключены к узлам 9 и 10 выдержки времени (к их унрав:1яюп1.им входам 11 и 12 соответственно). компаратора 3 под- к.1ючеп к форсирующему входу 13 устройства 9 выдержки времени, а выход компара- то|)а 4 -- к форсирующему входу 14 уст- ройсгва 10 выдержки времени. К выходу источника I входного сигиа/ia подключен также вынрямите.ть 15, вход которого под- к. почен к ре|-улнруюшим входа.м 16 и 17 узлов 9 и 10 выдержки времени соот- iH TCTiseHHo. Выходы уз. юв 9 и 10 выдержки времени и компаратора 5 подключены к входа.м .югнческого устройства 18, управляющего мостовы.м транзисториы.м инвертором 19, содержащим транзисторы 20-23, п унти- pOBanHiiie обратными диодами 24-27. В диагональ моста мостового транзисторного ин- Е ертора иос.тедовате, 1ьно включены цепь на- грузки 28 и датчик 29 тока, выход которого подк,чючен к вторым входам ко.мпара- торов 2 - 4.

Устройетво работает следующим образом.

Предположим, что открыты транзисторы 20 и 23 и в наг|)узке течет ток в поло- жительном направлении .меньший, чем заданное значение, а нротиво-ЭДС нагрузки Е направлена встречно току (мо.мент времени ti), тогда нод действием разност и ианря- жения источника нитания и нротиво-ЭДС ток нагрузки нарастает, при этом на выходах компараторов 2 и 5 присутствует положительный сигнал, а комиараторов 3 и 4 - отрицательный, па выходе уз. 1а 9 выдержки вре.мени -- единичный сигнал, а узла вы- .яержки времени 10 - ну;|евой (интервал времени h -til). Пос.те того, как ток иаг руз- ки U нарастет до заданного значения {.момент времени t:)), ошибка регу.чпровання меняет свой знак, на выходе ко.мпаратора 2 появляется отрицательный сигнал, тогда па выходе уз.1а 9 выдержки времени появляет- ся нулевой еигна.т, через логический инвертор 6 включается отсчет выдержки времени :1адавасмый уз. ю.м 10 выдержки времени. На

0

5 0 5 Q 5

0 r 0 5

входах логического устройства 18 устанавливается ко.мбинация сигналов, по которой оно запирает один из ренее вк, 1юченпых транзисторов, наприме). 23. Тогда нагрузка закорачивается через оставшийся включенным тра)зистор 20 и обратный диод 25, и ток нагрузки начинает cna;UiTb иод действием противо-ЭДС иа1 рузки (интерва.т времени ). Па выходе ко.мпаратора 2 восста- павливается положительный сигнал, отсчет выдержки времени узла 10 отменяется, но запускается отсчет выдержки вре.мени узла 9, после ок01 чания которого на выходе этого устройства появляется едипичный сигнал. После этого включается транзистор 23, и процесс повторяется, с те)й лишь разницей, что вместо транзистора 23 может быть выключен транзистор 20 (интервал времени

t:i-t.r,).

Пусть теперь противо-ЭДС наг рузки направлена согласно с током нагрузки, а начальные условия процесса остались те.ми же (момент вpeмe ш Ir,). Тогда noc.ie перехода тока нагрузки через заданное значение (момент времени t(i) и запирания транзистора 23 ток нагрузки нродолжает нарастать, протекая через транзисто|) 20 и обратный диод 25 (интервал в 1емени ti;--t). Поэтому отсчет выдержкн вре.чгени уз. юм 10 не отменяется.

После окончания отсчета на выходе узла И) выдержки време1-;и появляется единичный сигнал. На выходе .ioi-ического устройства 18 устанавливается комбинация сигналов, по которой опо выключается остав- пшйся включе11НЬ1. 1 транзистор 20 (.момент времени 1-). Ток нагрузки под действием разности напряжения источника нитапия и противо-ЭДС на1 рузки спадает, гпютекая по обратны.м диодам 25 и 26 (интервал времени tj-ts). При достижении током нагрузки заданр ого значения ошибка регу. жрова- ния .меняет знак, на выходе ко.мнаратора 2 появляется положнтельный сигнал, а на выходе узла 10 выдержки времени нулевой сигнал. Одновременно запускается отсчет выдержки времени узлом 9 (мо.мент времени t«). При этом логическое устройство 18 включает один из транзисторов 1О.ложите.:|ьного направления тока, наноимер транзистор 23, и весь процесс.повторяется (иитерва. 1Ы времени ts-1|.), till -t|;.) .

Если за время отсчета выдержки времени узла.ми 9 и.:|и 10 выдержки времени pei-улировапия выходит за допустимые пределы, то на выхо.те компаратора 3 (моменты времени Ь;, t|G) или 4 (моменты вре.мени ti-. 1,}, в зависимости от знака ошибки, появляется единичный сигна.л, что приводит к формировке отсчета выдержки вре.мени узлами 9 или 10 выдержки времени соответствеино. .Аналогично происходят процессы и при скачкообразно.м изменении выходного сигнала источника 1 входного сигнала.

Регудировка выдержек времени в функции выходного сигнала источника входного сигнала осуществляется через выпрями - те ль 15.

Из проведенного анализа следует, что пульсации тока уменьшены, КПл1 ве;1п;чен по отношению к известному.

Формула изобретения

1. Способ регулирования тока на выходе мостового транзисторного инвертора, HJIH которо.м и.змеряют значение и знак тока на выходе инвертора и сравнивают с заданным значением И знаком сигнала :-;адаиия тока, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и точности регчмировании тока на выходе инвертора, онределяют знак разности сигнала задания тока и CHi na.ia. нрч)- цорнионального току нагрузки, при появлении положительного знака разности снн- мают команду на включение одног О из транзисторов отрицате. ьного направления тока li вк,1Ючают отсчет вь держки времени TJ, но окончании которого снимают .чд на включение остававн1егося включенным траь:- зистора отрицательного направления тока ;i при положите:1ьном знаке сигнала тока включают два транзистора ноложител-.- ного нанравлен1 Я тока, а при отрицатель,- ном знаке снг на.ма задания тока оставляют

5

0

вь;ключе|1Н1 1 :и вес транл: сторы, при нояв.ю- н ии отрицательного знака разности снимарлп- команда iia вк/|;очение одно1-о из траиз ;. - горор, ноло 1ч1гге. ьного направ.тення тока и включают OTC iCT ыдержкн Bjic.MejiH г. окончании отог Ого снимают команд} ;м включение остававшегося включенны.м тран- з.чстора по..1ьного нанравления ток:; ; iipii отрицательном знаке сигна.ча задания тока вк:1.ючают два транзистора отрица- те. нанравления тока, а нри положительном знаке оставляют выключеннымн вес транзисторы, 1;ричем если изменение знака разности нро1К-ходит до окончания отсчета выде|) времени Т| или тз, то отсчет данног; выдер. времени отключают н включают отсчет другой выдержки времени, соответств юни и новому знаку разности.

2.(дюсоб но н. , отличающийся тем. чт;) дополнитель:чо из.меряют значение ука- разности, сравнивают его с наперед заданн|, пороговым значением Л н в случае нпевышення разностью атого Hopoi OBoro значения форс1 |п ют (лтчет выдержки времени. соот1 етств юни1 и данномч знаку разности.

3.Ciiocof) но нн. 1 н 2, отлинающипся тел;, что значення вьпержек времени Т| и tj и поро1 О Юго значения изменяют в функннн сигна. задания тока, начиная от неко- то1)ого инимал1)ного значения.

Изобретение относится к электротехнике и может быть иснользовано в системах автоматики и электропривода для преобразования постоянного напряжения в переменное и регулирования тока нагрузки. Цель - повышение КПД и точности регулирования тока на выходе инвертора. В изобретении измеряют значение и знак тока на выходе инвертора и сравнивают с заданным значением и знако.м сигнала задания тока. Затем необходимо определить знак разности сигнала задания тока и сигнала, пропорционального току нагрузки. Если появляется положительный знак разности, то необходимо снять команду на включение одного из транзисторов отрицательного направления тока и включить отсчет выдержки времени, после окончания которого команда на включение упомянутого транзистора снимается. При отрицательном знаке разности производят аналогичные операции с транзистором положительного направ,1ения тока с учетом соответствующей выдержки времени. Регулировка выдержки времени в функции вы.ходного сигнала осуществляется после его выпрямления, из-за чего уменьшаются пульсации тока. 2 з.п.ф-лы. 2 ил. i (Я со о со го )

аг. /

pu..2