Устройство для управления двухтактным транзисторным инвертором Советский патент 1991 года по МПК H02M7/48 

О

сэ со ел

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике. Цель изобретения - повышение надежности работы инвертора за счет обеспечения контроля порядка подключения транзисторов инвертора. Одновременно обеспечивается улучшение массогабарит- ных и энергетических показателей инвертора. Устройство для управления двухтактным транзисторным инвертором содержит тактовый генератор 1, триггер-распределитель 2 и два элемента И-НЕ 4.5. В отличие от известного, оно снабжено IK-триггером контроля 3 и элементом НЕ 7. Выход первого элемента И-НЕ 4 подключен к установочному входу 3 триггера контроля 3, выход рого подключен к установочному входу S триггера-распределителя 2. 2 ил. -5 &

Фиг.1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной тех- нике, и может быть применено при реализации однофазных двухтактных транзисторных преобразователей постоянного тока в переменный.

Цель изобретения - повышение надежности работы инвертора за счет обеспечения контроля порядка подключения транзисторов инвертора.

Схема устройства приведена на фиг.1, а временные диаграммы, поясняющие принцип работы устройства, - на фиг.2.

К выходу тактового генератора 1 подключены (см.фиг.1) счетные входы триггера - распределителя 2, триггера контроля 3 уровня выходного напряжения инвертора и по одному входу двух схем ЗИ-НЕ 4,5 формирования управляющих сигналов инвертора. Прямой выход триггера 2 подключен к входу схемы ЗИ-НЕ 4, а инверсный - к входу схемы ЗИ-НЕ 5. Управляющий вход I триггера контроля 3 подключен к информацион- ному входу 6 от датчика выходного напряжения инвертора. Управляющий вход триггера контроля 3 подсоединен к информационному входу 6 устройства через инвертор логического сигнала 7. К прямому выходу триггера 3 подключены походному входу схемы 4,5 и установочный вход S активного низкого уровня триггера 2. Выход схемы ЗИ-НЕ4 подключен к установочному входу активного низкого уровня триггера 3. Временные диаграммы логических сигналов устройства приведены на фиг.2. Здесь Ui - выходной сигнал тактового генератора 1, U2, из - напряжения прямых выходов триггеров 2, 3; IM, Us - напряжения на выходах схем 3 И-НЕ 4,5, Ue - напряжение на управляющем входе.

Устройство работает следующим образом.

Когда напряжение на выходе инвертора U меньше заданного Do, напряжение Об на входе 6 (управляющий вход I триггера контроля 3) соответствует логической единице, а выходное напряжение Уз триггера контроля 3 соответствует высокому логическому уровню. При этом схема контроля не препятствует нормальной работе триггера-рас- пределителя 2 и схем 3 И-НЕ 4, 5, заключающейся в том, что состояние выходных напряжений триггера 2 изменяется при спаде импульсного напряжения генератора 1 с высокого на низкий логический уровень в попеременном формировании в течение высокого логического уровня напряжения тактового генератора схемами 4 или 5 управляющих сигналов низкого логического уровня напряжения. Если после спада напряжения тактового генератора Ui (см.фиг.2) на нулевой логический уровень, напряжение на прямом выходе триггера- распределителя Da устанавливается с уровнем логической единицы, то после восстановлений высокого уровня тактового напряжения Ui на всех трех входах схемы 3. И-НЕ 4 устанавливаются единичные логические сигналы, а выходное управляющее на0 пряжение 1М схемы 4 равно нулю, Это соответствует включенному состоянию одного плеча силовой схемы инвертора (на фиг.1 не изображена). Поскольку на инверсном выходе триггера 2 при этом формирует5 ся нулевой сигнал U2, выходное напряжение Us схемы 5 равно логической единице, а управляемое этим напряжением другое плечо силовой схемы инвертора выключено. После очередного спада тактового

0 напряжения Ui до нуля состояние триггера 2 снова изменится, т.е. напряжение на прямом выходе U2 будет соответствовать логическому нулю. При востановлении высокого уровня тактового напряжения это будет оп5 ределять наличие единичного напряжения U4 на выходе схемы 4. На всех трех входах схемы 5 при этом будут единичные сигналы, а выходное напряжение Us схемы 5 будет нулевым, т.е. включится второе плечо сило0 вой схемы инвертора. Во время нулевого значения тактового напряжения Ui выходное напряжение обеих схем 4 и 5 равно логической единице, т.е. оба плеча силовой схемы выключены. Эта пауза исключает воз5 можность перекрытия при переключениях плеч силовой схемы инвертора, когда возникают сквозные токи в силовой схеме. Длительность паузы должна быть малой по сравнению с периодом переключений плеч

0 инвертора. Поэтому тактовое напряжение Ui должно быть с большой длительностью высокого уровня и многократно меньшей длительностью нулевого уровня, При изменении напряжения Ue на входе 6 на нулевой

5 логический уровень (одновременно устанавливается триггера 3) в середине высокого уровня тактового напряжения Ui (см.фиг.2)триггерЗ может переключиться на соответствующий нулевой уровень

0 только на второе после этого события изменение тактового напряжения Ui с высокого на низкий уровень. Это связано с тем, что двухтактный управляемый триггер переключается в соответствующее сигналам управ5 ляющих входов I, К состояние по информации в момент изменения тактового напряжения с нулевой на единичный логический уровень. Однако из-за связи выхода схемы 4 с установочным входом 5 триггера 3, переключение его состояния возможно

только при наличии в момент изменения тактового напряжения Ui с нулевого на единичный уровень напряжения высокого уровня на выходе схемы 4, т.е. при выключенном первом плече силовой схемы инвертора (см.фиг.2). Таким образом, з ситуации, изображенной на фиг.2, переключение триггера 3 происходит только на третий импульс низкого уровня сигнала 1Н после момента изменения состояния Ue. При этом в течение предшествующего положительного импульса тактового генератора LH на выходе схемы 4, как было указано, имеется единичный сигнал, на выходе схемы 5 - нулевой сигнал, включающий второе силовое плечо инвертора (см. 1)4, Us на фиг.2). Поскольку при спаде выходного напряжения Кз триггера 3 на ноль запрещается формирование включающих нулевых сигналов на выходах схем 4 и 5, последним выключается второе силовое плечо, которое было последним включено нулевым выходным сигналом Us схемы 5. Действие связи с выхода схемы 4 на установочный вход S триггера 3 заключается в том, что обеспечивает при всех возможных ситуациях выключение последним второго силового плеча инвертора. После спада из на ноль и сохранения Us равным нулю переключение триггера 2 прекращается, а за счет связи с выхода триггера 3 на установочный вход S триггера 2 сигнал Ua прямого выхода последнего поддерживается равным логической единице. При U U0 сигнал Ue становится равным единице, а при снижении тактового напряжения Ui с высокого на низкий уровень, если это событие () установлено по изменению тактового напряжения Ui с нуля на единицу, происходит переключение триггера 3 на единицу и снятие установочного сигнала с триггера 2. Однако переключение триггера 2 происходит только на следующий спад тактового импульса Ui с единицы на ноль. Так.мм образом, после установки из 1 и высоком напряжении тактового напряжения Ui выходное напряжение Щ схемы 4 становится равным нулю, т.е. включается первое силовое плено инвертора. Указанная связь с выхода триггера 3 на установочный вход S триггера 2 и обеспечивает во всех случаях пуск инвертора с включения первого силового плеча. При отключении силовой

части инвертора от сети и последующем подключении необходимо предварительно установить высокий уровень напряжения на входе б, чем обеспечивается выключение и подключение с упорядоченной последовательностью переключения силовых плеч. Упорядочение пуска и выключения инвертора позволяет исключить подключение обмоток трансформатора обеих силовых плеч

инвертора без предварительного перемаг- ничивания, что могло бы привести к недопустимому насыщению сердечника трансформатора. Таким образом повышается надежность работы двухтактного инвертора. Одновременно гарантированная последовательность переключений силовых плеч при запуске инвертора позволяет снизить примерно на 30-40% его массогабарит- ные показатели, улучшить энергетические

показатели инвертора за счет -устранения сквозных токов.

Формула изобретения Устройство для управления двухтактным транзисторным инвертором, содержащее

тактовый генератор, триггер-распределитель и два элемента И-НЕ, выходы которых предназначены для подключения к управляющим входам ключей инвертора, причем выход тактового генератора подключен к

счетному входу триггера-распределителя, прямой выход которого связан с первым входом первого элемента И-НЕ, а инверсный выход подключен к первому входу второго элемента И-НЕ, отличающеес я тем, что, с целью повышения надежности работы инвертора за счет обеспечения контроля порядка подключения транзисторов инвертора, оно снабжено IK-триггером контроля и элементом НЕ, входом подключенным к информационному входному выводу и управляющему входу триггера контроля, выходом - к управляющему входу К триггера контроля, счетный вход которого соединен с выходом тактового сенератора и вторыми

входами элементов И-НЕ, а их третьи входы объединены и подключены к установочному входу S триггера-распределителя и выходу IK триггера контроля, установочный вход 5Г которого подключен к выходу первого злемента И-НЕ, первый вход которого соединен с выходом триггера распределителя непосредственно.

Фие.1