Устройство для управления мостовым транзисторным инвертором Советский патент 1988 года по МПК H02M7/537 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразовательной технике, и может быть использовано во вторичных источниках питания.

Целью изобретения является повышение надежности и снижение габаритов. На фиг,1 представлена электрическая схема устройства; на фиг, 2 - временные диаграммы, поясняющие ра- боту схемы.

Инвертор содержит силовые транзисторные ключи 1-4, входящие в состав мостового усилителя мощности,параллельно которым установлены диоды 5-8,

В диагональ мостового усилителя включена нагрузка 9, Задающий генератор 10 через формирователь 11 широт- но-модулированных импульсов напряже- ния подключен к первым входам первого элемента И 12 и второго элемента И 13, В эмиттерные цепи силовых транзисторных ключей включены импульсные трансформаторы 14-17,вторичные обмот- ки которых подключены к S-входам соответствующих RS-триггеров 18-21. Выход первого элемента И 12 соединен с входом элемента НЕ 22, первым входом элемента И 23 и R-входом RS- триггера 18, Выход элемента НЕ 22 соединен с первым входом элемента И 24 и R-входом RS-триггера 20. Выходы RS-триггеров 18 и 20 подключены соответственно к вторым входам эле- ментов И 23 и 24, вькоды которых через предварительные усилители 25 и 26 подключены к базовым цепям силовых транзисторных ключей 1 и 3,

Выход второго элемента И 13 соеди нен с первым входом элемента И 27, R-входом RS-триггера 19 и входом элемента НЕ 28, выход которого подключен к первому входу элемента И 29 и к R-входу RS-триггера 21, выходы RS- триггеров 19 и 21 подключены соответственно к вторым входам элементов И 27 и 29, выходы которых через предварительные усилители 30 и 31 подключены к базовым цепям транзисторных ключей 2 и 4, первый выход блока начальной установки 32 подключен к вторым входам элементов И 12 и 13, а второй вход к установочным входам RS-триггеров 18-21,

Устройство работает следующим образом.

При подаче первичного питания на входные клеммы инвертора блок 32 фор

мирует сигнал установки RS-триггеров 18-21, который поступает на их установочные входы, RS-триггеры 18 и 21 при этом переключаются в состояние, при котором на их выходах формируется разрещающий сигнал для элементов И 24 и 27, а RS-триггеры 19 и 20 - в запирающее состояние для элементов И 23 и 29. На время установки RS триггеров 18-21 элементы И 12 и 13 запираются сигналом, снимаемым с второго выхода блока 32 установки, с целью исключения сбоев в работе инвертора. Через время, задаваемое блоком 32, снимается сигнал с установочных входов RS-триггеров 18-21, а на вторых входах элементов И 12 и 13 появляется напряжение логической единицы, которым они открываются.

Задающий генератор 10 формирует последовательность прямоугольных импульсов, следующих с частотой преобразования мостового инвертора (диаграмма А, фиг,2), В формирователе 11 широтно-модулированных импульсов импульсы задающего генератора преобразуются в последовательность импульсов переменной длительности (диаграммы Б,В и г)э поступающих на управление мостовым усилителем мощности.

В случае, если нагрузка 9 имеет комплексный характер и может быть как индуктивной, так и емкостной,возникает необходимость пропускания емкостного или индуктивного тока,сдви- нутого по фазе относительно выходного напряжения инвертора, через правое или левое плечо мостового усилителя. При этом должно быть обеспечено открытое состояние одновременно двух силовых ключей: либо в диагонали моста, либо двух нижних, либо двух верхних, для получения паузы в промежутке между импульсами. Это приводит к появлению сквозных токов через правое или левое плечо мостового усилителя мощности, для устранения которых применена схема, устраняющая этот недостаток.

Так как принцип работы схемы устранения сквозных токов аналогичен для правого и левого плеча мостового усилителя, то рассмотрим ее работу на примере левой части схемы, куда входят элементы И 12, 24 и 23, элемент НЕ 22, RS-триггеры 18 и 20, транзисторные ключи 1 и 3 с предва-рительными усилителями 25 и 26 и импульсные трансформаторы 15 и 16. ;

Пусть в начальный момент времени i заперт силовой ключ 1, -а ключ 3 открыт сигналом управления, поступятощим через предварительный усилитель 26 на его базу с элемента И 24, При этом RS-триггер 20 находится в состоянии, при котором его выходной сиг- ю нал запирает элемент И 23. RS-триггер 18 находится в состоянии, при котором элемент И 24 открыт по своему второму входу.

Импульсный трансформатор 5 насыщен протекающим через него эмиттер- ным током ключа 3.

По окончании действия управляющего импульса на входе элемента И 24,

Таким образом, предлагаемое изоб ретение позволяет за счет исключени возможности протекания сквозных токов через инвертор повысить надежность его работы и снизить габариты устройства управления.

Формула изобретени

Устройство для управления мосто- вым транзисторным инвертором в эмит терные цепи транзисторов которого включены первичные обмотки импульс- 15 ных трансформаторов с нагрузкой,вкл ченной в диагональ моста, содержаще предварительные усилители, выходы которых предназначены для подключения к базовым цепям транзисторов и

25

30

35

а значит, и на базе ключа 3 (диаграм-20 вертора, задающий генератор, выход ма Д), начинается рассасывание носителей в его переходах, при этом ключ 3 находится в открытом состоянии. С элемента И 12 на первый вход элемента И 23 поступает сигнал логической единицы (диаграмма К), но элемент И 23 продолжает оставаться в запертом состоянии сигналом, снимаемым с, RS-триггера 20 (диаграмма И). Переход транзистора 3 в запертое состояние (диаграмма Е) вызывает появление на вторичной обмотке трансформатора I5 импульсного напряжения самоиндукции (диаграмма Ж), которое переключает RS-триггер 20 в состояние логической единицы. Элемент И 23 открывается и открывает ключ 1. Силовой ключ 3 при этом уже находится в запертом состоянии, поэтому сквозные токи отсутствуют. RS-триггер 18 передним фронтом импульса, снимаемого с элемента И 12, переключается в состояние, при котором элемент И 24 запирается по второму входу. По оконча НИИ действия управлякицего- импульса на базе ключа 1 (диаграмма Л) через промежуток времени, необходимый для рассасывания носителей в его переходах, прекращается эмиттерный ток (диаграмма М) и импульс трансформатора 14 (диаграмма Н) переключает RS-триггер 18. Элемент И 24 открывается, .чем обеспечивается подача управляюще,го импульса на базу транзистора I.

которого подключен к входу формиров теля щиротно-модулированных импульс напряжения, выходы которого подключ ны соответственно к первым входам первого и второго элементов И, вто рые входы которых подключены к выхо ду блока начальной установки, первы и второй элементы НЕ, входы которых подключены соответственно к выходам первого и второго элементов И, о т личающееся тем, что, с целью повьш ения надежности и снижения габаритов, оно снабжено первым, вторым, третьим и четвертым RS-триг герами, первым, вторым, третьим и четвертым элементами И, причем втор ная обмотка каждого из импульсных трансформаторов соединена с R-входом соответствующего RS-триггера,вы ход первого элемента И подключен к первому входу третьего элемента И и к R-входу первого RS-триггера, выхо которого подключен к первому входу четвертого элемента И, второй вход 45 которого подключен к выходу первого элемента.НЕ и к R-входу второго RS- триггера, выход которого подключен второму входу третьего элемента И, выход которого подключен к входу пе вого предварительного усилителя, вы ход четвертого элемента И подключен к входу второго предварительного ус лителя, выход второго элемента И подключен к первому входу пятого эл мента И и к R-входу третьего RS- триггера, выход которого подключен к первому входу шестого элемента И, второй вход которого подключен к вы ходу элемента НЕ и к R-входу четвер

40

50

Работа правой части схемы происходит аналогичным образом с фазовым сдвигом 180 относительно частоты опорного сигнала.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет за счет исключения возможности протекания сквозных токов через инвертор повысить надежность его работы и снизить габариты устройства управления.

Формула изобретения

Устройство для управления мосто- вым транзисторным инвертором в эмит- терные цепи транзисторов которого включены первичные обмотки импульс- ных трансформаторов с нагрузкой,включенной в диагональ моста, содержащее предварительные усилители, выходы которых предназначены для подключения к базовым цепям транзисторов ин-

вертора, задающий генератор, выход

которого подключен к входу формирователя щиротно-модулированных импульсов напряжения, выходы которого подключены соответственно к первым входам первого и второго элементов И, вторые входы которых подключены к выходу блока начальной установки, первый и второй элементы НЕ, входы которых подключены соответственно к выходам первого и второго элементов И, о т - личающееся тем, что, с целью повьш ения надежности и снижения габаритов, оно снабжено первым, вторым, третьим и четвертым RS-триг- герами, первым, вторым, третьим и четвертым элементами И, причем вторичная обмотка каждого из импульсных трансформаторов соединена с R-входом соответствующего RS-триггера,вы- . ход первого элемента И подключен к первому входу третьего элемента И и к R-входу первого RS-триггера, выход которого подключен к первому входу четвертого элемента И, второй вход которого подключен к выходу первого элемента.НЕ и к R-входу второго RS- триггера, выход которого подключен к второму входу третьего элемента И, выход которого подключен к входу первого предварительного усилителя, выход четвертого элемента И подключен к входу второго предварительного усилителя, выход второго элемента И подключен к первому входу пятого элемента И и к R-входу третьего RS- триггера, выход которого подключен к первому входу шестого элемента И, второй вход которого подключен к выходу элемента НЕ и к R-входу четвер

514397226

того RS-триггера, выход которого подключен к входу четвертого предва- подключен к второму входу пятого эле- рительного усилителя, второй выход мента И, выход которого подключен блока начальной установки подключен

к входу третьего предварительного усилителя, выход шестого элемента И

к входам начальной установки всех четырех RS-триггеров.

к входам начальной установки всех четырех RS-триггеров.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питания. Цель изобретения - повышение надежности и уменьшение габаритов. В начальный момент времени силовой ключ I заперт, ключ 3 открыт. Выходной сигнал триггера 20 запирает элемент И 23. Триггер 18 находится в состоянии, при котором элемент И 24 открыт. Импульсный трансформатор 5 насыщается эмиттер- ным током ключа 3. По окончании управляющего импульса ключ 3 находится в открытом состоянии. Элемент И 23 остается в запертом состоянии. Переход ключа 3 в запертое состояние вызывает появление на вторичной обмотке трансформатора 15 напряжения самоиндукции, которое переключает триггер 20. Открывается ключ 1, Силовой ключ находится в запертом состоянии, g поэтому сквозные токи отсутствуют. 2 ил.С/)

г л

Ж

и к я и

н а