Инвертор Советский патент 1988 года по МПК H02M7/5375 

«

М т

ро

сх

СП

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть испоЛьзовано во вторичных источниках питания устройств автоматики и вычислительной техники.

Цель изобретения - повышение на- де сности путем исключения сквозных токов при расширении диапазона регулирования.

На чертеже приведена электрическая схема инвертора.

Инвертор вьтолнен по мостовой схеме на транзисторах 1-4, подсоединенных к блоку 5 управления, состоящему из четьфех идентичных формирователей 6 управляющих сигналов и широтно импулъсного модулятора (РММ) 7,

Трансформаторы 8 и 9 используются в качестве датчиков состояния транзисторов. Каждый трансформатор имеет одну первичную обмотку (вход датчика состояния) и одну вторичную обмотку со средней точкой (выход датчика состояния } нагруженную на активные сопротивления 10 и 11,

Первичная обмотка 12 трансформатора 8 через конденсаторы 14 емкостного делителя подключается к тран зисторам 1 и 2, а- первичная обмотка 13 трансформатора через другую пару конденсаторов 14 аналогичного емкостного делителя напряжения подключается к другой паре транзисторов 3 и 4.

С вторичных обмоток трансформаторов В и 9 снимается информация о напряжении смежной пары транзисторов, которая передается в блок 5 управления на входы компараторов15 формирователей 6. Выходы компараторов 15 формирователей 6 соединены с одними из входов схем И-НЕ 16, другие входы которых (информационные) соединены с соответствующими выходами управляющего импульса ШИМ 7, выходы схем И-НЕ 16 соединены с одними из входов RS-триггеров 17, вторые входы которых соединены с вторыми входами схем И-НЕ. Выходная диагональ моста подключена через выходной трансформатор I9 к выводам для подключения нагрузки. i

ИИМ 7 вырабатьшает сигналы управления, соответствующие номерам транзисторов 1-4, фазовый сдвиг между которыми осуществляется по принципу широтнп-импульсиой модуляции.

Выходные двуполярные сигналы усилителей 18 импульсов формирователя 6 соответствуют по длительности выходным сигналам триггеров 17.

Инвертор работает следующим образом.

Предположим в момент t, поданы управляющие импульсы на базы транQ зисторов 1 и 3, последние открьшают- ся и через них протекает ток, а на нагрузке появляется входное напряжение питания преобразователя. В момент t снимается отпирающий импульс

5 управления с транзистора 3 и подается запирающий импульс, но транзистор 3 остается в открытом состоянии до тех пор, пока не закончится процесс рассасывания неосновных носителей

0 его базы. Этот процесс заканчивается к моменту t,, когда восстанавливается база-эмиттерный переход. После момента tj начинает восстанавливаться напряжение на транзисторе. Сигнал,

5 снимаемый с вторичной обмотки трансформатора 9 и повторяющий изменение напряжения на выключающем транзисторе 3, поступает на вход компаратора 15 формирователя 6 импульсов. На вы0 ходе компаратора 15 формируется логический сигнал 1 в момент t , когда напряжение достигает величины уставки.

Сигнал компаратора поступает на

, один из входов схемы 16, на другой вход которой поступает импульс ШИМ 7. Выходной сигнал схемы 16 опрокидывает триггер 17 и формирует передний фронт отпирающего импульса транзис0 тора 4, задержанного относительно заднего фронта отпирающего импульса транзистора 3 на фремя t расе t воет - tj. После включения транзистора 4 организуется замыкание цепи

5 нагрузки через включаемый в инверсном включении транзистор 4 и включенный в прямом направлении транзистор I. На нагрузке имеет место пауза в выходном напряжении. Затем форми0 рователем 6 импульсов снимается отпирающий сигнал управления транзистора 1, но транзистор 2 включается через время t расе t JPCT транзистора 1 и т.д.

Таким образом, введение датчиков состояния транзистора, измеряющих непосредственно напряжение на транзисторах дает возможность подавать

включающий сигнал управления на очередной транзистор после полного выключения ранее включенного транзистора, смежного с ним, что обеспечивает полное исключение сквозных токов как в регулируемых, так и нерегулируемых мостовых и полумостовых транзисторных инверторах и повышает надежность последних.

Кроме того, транзисторы 1-4 до - полнительно нагружаются током намагничивания трансформаторов-датчиков 8 и 9, амплитуда которого в момент выключения не зависит от тока нагруз ки инвертора и скважности выходного напряжения. Это уменьшает время рас- сасьтания транзисторов 1-4, что позволяет увеличить диапазон регулирования инвертора в сторону малых углов проводимости транзисторов без сбоя нормального цикла их переключения.

В инверторе, работающем в режиме широтно-импульсной модуляции, имеет место режим, когда включается либо пара транзисторов 1, 4, либо 2, 3, тогда в выходном напряжении инвертора наступает пауза и ток через транзисторы инвертора обеспечивается запасенной энергией в индуктивности трансформатора 19. В этом режиме ток намагничивания трансформатора замыкается как через включенную пару транзисторов на одну пару из шин питания, так и через нагрузку. Если пауза длительная., то ток успевает снизиться до нуля, а транзисторы остаются во включенном состоянии без тока при поданных импульсах управления, т.ео переходят в режим глубоко- го насыщения с большой кратностью. Это приводит к существенному увеличению времени выключения транзистора при подаче на его вход запирающего импульса управления. Если время выключения транзисторов превосходит длительность импульса управления очередного транзистора, то наступает сбой : нормальной цикличности перекяю

чения инвертора.

Установка трансформаторов с воздушным зазором в качестве датчика позволяет осуществить загрузку транзисторов реактивным током, независимым от величины нагрузки и глубины регулирования инвертора, что позволяет нормировать время выключения силовых транзисторов, тем самым не

5 0

5 0 в 0 5

0

5

допуская сбоя пикл1гческого их переключения.

Формула изобретения

1.Инвертор, выпояненньй по мостовой схеме на транзисторах, одна диагональ которой присоединена к выходным вьшодам, а другая - к входным, зашунтированным первым емкостным делителем напряжения, средняя точка которого подключена к одному из входных вьшодов первого из двух датчиков состояния транзисторов, вторые входные вьшоды которых присоединены к соответствующим выходным выводам инвертора, а выходы упомянутых датчиков подключены к соответствующим блокирующим входам первых двух формирователей управляющих сигналов, информационные входы которых подключены к выходу широтно-импульсного модулятора, а выходы формирователей управляющих сигналов подсоединены к входам транзисторов противоположных плеч моста, отличающийс я тем, что, с целью повьш1ения надежности путем исключения сквозных токов при расширении диапазона регулирования, введены третий и четвертый формирователи управляющих сигналов, аналогичные первым двум, причем блокирующие входы формирователей управляющих сигналов для транзисторов смежных противофазных плеч подсоединены к парафазньм выходам датчиков состояния транзисторов этих плеч, а первый входной вьшод второго датчика состояния транзисторов подключен к средней точке введенного второго емкостного делителя напряжения, включенного параллельно первому.

2.Инвертор по П.1, отличающийся тем, что в качестве датчиков состояния транзисторов использованы трансфор1 аторы напряжения с. воздушным зазором.

3.Инвертор по П.1, отличающийся тем, что каждый из формирователей управляющих сигналов содержит компаратор, схему И-НЕ, RS- триггер и выходной усилитель, причем один из входов компаратора образует указанный блокирующий вход формирователя управляющих сигналов, а другой подключен к выводу для подключения опорного сигнала, выход компаратора

51418875

соединен с первым входом схемы И-ПЕ, первому входу R -трнггеря, выход ко- второй вход которой образует информа- торого через выходной усилитель мощ- ционный вход формирователя управляю- мости соединен с выходом фl:Jpмиpoвa- щих сигналов, а выход подключен к .. теля управляющих сигналов.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питания устройств автоматики и вычислительной техники. Цель изобретения - повьппе- ние надежности путем исключения сквозных токов при расширении диапазона регулирования. Инвертор выполнен по мостовой схеме на транзисторах 1-4. Вьшоды диагонали переменного тока подключены к одним из входов датчиков состояния транзисторов 8; 9 другие входы которых подключены к средним точкам емкостных делителей напряжения 14. Выходы указанных датчиков подсоединены к блокирующим входам формирователей управляющих сигналов 6, на информационные входы которых подаются сигналы с учла 7 ши- ротно-импульсного модулятора. Введение датчиков состояния транзисторов позволяет подавать включающий сигнал управления на очередной транзистор после полного выключения ранее включенного транзистора смежного с ним плеча как в регулируемых, так и во внерегулируемых преобразователях. 2 3.п. ф-лш, 1 ил. i (Л