Устройство для управления однофазным мостовым инвертором напряжения Советский патент 1991 года по МПК H02M7/48 

Изобретение относится к электро- ехнике и может быть использовано для управления однофазными мостовыми инверторами напряжения.

Целью изобретения является повышение надежности.

На Лиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - диаграммы, поясняющие .его работу.

Устройство (фиг„ 1) содержит задающий генератор 1, Фазосдвигающий блок 2, делитель 3 частоты, распределитель 4 импульсов, выходные каскады 5 и датчик 6 полярности тока инвертора. Устройство управляет автономным инвертором 7 напряжения.

Устройство работает следующим об- разоМо

Импульсы U (фиго 2,6) с выхода задающего генератора 1 поступают на вход Ла осдвигающего блока 2 и преобразуются в импульсы U (Аиг„ ,в), имеющие Лазовый сдвиг относительно импульсов U,,, определяемый величиной напряжения управления Uu. Импульсы U 4 и U 2 совместно с импульсами 1Тз (Лиг. 2,г), снимаемыми с выхода делителя 3 и следующими с частотой, в два раза меньшей частоты импульсов Ui, а также импульсы ЪТ4 и U$- (Лиг. 2,д,е) с выходов датчика 6, соответствующие положительной и отрицательной полуволнам тока нагрузки инвертора 7, поступают на выход распределителя 4, который формирует четыре последовательности импульсов К«,...,К4 (фиг. 2,ж,з,и,к), соот05Јъ

ОЭ

ветствующие зонам проводимости силовых транзисторов инвертора напряжения. Импульсы после усиления по мощности и гальванической развязки в выходных каскадах 5 поступают на соответствующие транзисторы автономного инвертора 7 напряжения.

Структура распределителя 4 определяется уравнениями:

K,-U, й5-(игуи3); ,- U5-(UeVU3); ,- й.(йг VU3); ,- U4 (иг V U3) .

На интервале времени, когда сигналы U , Ua, U и Ug- равны логической единице, а сигнал 1)4 - логическому нулю (ток нагрузки инвертора имеет отрицательное направление, |Аиг. 2,а), распределитель импульсов вырабатывает логические сигналы ,..., К 4, равные нулю. При этом силовые транзисторы инвертора закрыты, а ток нагрузки проводит одна пара обратных диодов. Если на этих интервалах на транзисторы инвертора подавать отпирающие импульсы, то мощность, отбираемая от устройства управления, рассеивается в этих транзисторах и вызывает их дополнительный нагрев.

При изменении направления тока нагрузки указанные обратные диоды выключаются, сигнал U5 становится равным логическому нулю, a Ua - логической единице. При этом распределитель 4 вырабатывает логические сигналы К, и К2 равные единице, а сигналы К, и К4 не изменяют своего предшествующего значения. На соответствующих выводах каскадов 5 формируютс отпирающие импульсы для управления диагональными силовыми транзисторами инвертора 7, которые включаются и проводят ток нагрузки. Таким образом формируется положительная полуволна выходного напряжения инвертора. i

На интервале времени, когда сигналы U(, иэ, U равны логической единице, а сигналы U4 и Uj- - логическому нулю, распределитель 4 импульсов формирует импульсы КЈ, К,, К., равные логическому нулю, а У.+ - логической единице. При этом в напряжени на нагрузке возникает нулевая пауза, обеспечиваемая одновременной работой

0

5

0

5

30

35

40

45

50

55

транзистора и обратного диода, закорачивающих нагрузку.

На интервале времени, когда сигналы U,, U, % равны логическому нулю, а сигналы U и U. - логической единице, распределитель 4 вырабатывает логические сигналы К0.„,,К4, равные нулю. Все транзисторы инвертора находятся в закрытом состоянии, а ток нагрузки, имеющий положительное направление (фиг. 2,а), проводит другая пара обратных диодов.

При изменении направления тока нагрузки ток начинает проводить вторая пара диагональных транзисторов. Это происходит в результате того, что логические сигналы на выходе датчика U4 и Uj- изменяют свои значения на противоположные и распределитель 4 Аормирует сигналы Kf, К2, равные логическому нулю, а К3, К - логической единице, В этом режиме на нагрузке Формируется отрицательная полуволна напряжения.

На интервале времени, когда сигналы U, U3, tig- равны логической единице, a U и 1Ц - логическому нулю, распределитель 4 импульсов вырабатывает сигналы К, К, К,равные логическому нулю, а К - единице. В результате в напряжении на нагрузке формируется нулевая пауза, обеспечиваемая замыканием тока через включенный транзистор и обратный диод.

На интервалах времени, когда сигналы Uj, U2, Uу равны логической единице, а Иц. - логическому нулю и сигналы U, U 2., V+ равны логической единице, а 1Ц и U. - логическому нулю, процессы в инверторе аналогичны описанным выше при U,, U, Uj и U5, равным логической единице, a U4 - логическому нулю и при U, U2, U5, ф, равным логической единице, a U j- - логическому нулю соответственно.

На интервалах времени, когда сигналы U, и U. равны логической единице, а сигналы Uit Т1Э, Uj- - логическому нулю, распределитель 4 Лор- мирует сигналы К, К4, К, равные логическому нулю, а сигчал Kg - единице, что приводит к образованию еще одной нулевой паузы„

На интервалах времени, когда сигналы U,,, U, U.} и Ug-равны логическому нулю, a UA - логической единице и сигналы U, Uj, Uq. равны

51

логическому нулю, a U- - логической

единице, процессы в силовой схеме инвертора напряжения аналогичны вышеописанным при U, U и Ue-., равным логическому нулю, a U|, U - логической единице и при Uf, Uz и U4, равны логическому нулю, a Uj и - логичекой единице соответственное

Следующая нулевая пауза формирует на интервале времени, когда сигналы UЈ и U у равны логической единице, а U,, 1)э и U ц. - логическому нулю, при этом К,|, Кг, JGj равны логическому нулю, а К л - логической единице.

Далее описанный алгоритм работы силовой схемы инвертора напряжения повторяется.

Из диаграмм, приведенных на фиг.2 видно, что на интервалах времени, когда ток активно-индуктивной нагрузки замыкается через встречно-включенные диоды на силовые транзисторы, управляющие импульсы не подаются,

Формула

0

изобретения | Устройство для управления однофазным мостовым инвертором напряжения, содержащее задающий генератор, выход которого подключен к первым входам распределителя импульсов и фазосдвигакицего блока, второй вход которого предназначен для подключения напряжения управления, выход фазо- сдвигающего блока соединен с вторым входом распределителя импульсов, третий вход которого через делитель частоты подключен к выходу задающе3 го генератора выходы распределителя .импульсов через выходные каскады соединены с выводами для подключения к вентилям инвертора, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено датчиком полярности тока инвертора, распределитель снабжен четвертым и пятым входами, причем выход одной полярности датчика полярности тока инвер

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления однофазными мостовыми инверторами напряжения с широт- но-импульсным регулированием. Цель изобретения - повышение надежности. Устройство содержит последовательно включенные задающий генератор 1, фазосдвигающий блок 2, распределитель 4 импульсов и выходные каскады 5. Выход генератора 1 подключен к входу распределителя 4 непосредственно и через делитель 3 частоты. Для повышения надежности за счет снижения потерь мощности в управляемых вентилях инвертора 7 в устройство введен датчик 6 полярности тока. Выходы датчика 6 также подключены к входам распределителя 4„ Введение датчика 6 и изменение структуры распределителя позволяет исключить подачу управляющих импульсов на транзисторы инвертора при обратном направлении тока 2 ил. (Л

что снижает выходную мощность устрой- 25 тора соединен с четвертым входом

ства для управления, уменьшается ра- 1зогрев структуры этих транзисторов, который может привести к выходу из строя.

Кроме того, устройство требует меньших энергетических затрат на управление инвертором напряжения при сохранении равномерной токовой загрузки вентилей.

Таким образом, предлагаемое уст- ройство позволяет снизить потери мощности в управляемых вентилях инвертора за счет исключения подачи управляющих импульсов на эти вентили в тех режимах, когда они находят- ся под обратным напряжением, что снижает вероятность их отказа и повышает надежность работы инвертора.

распределителя импульсов, выход другой полярности датчика тока инвертора соединен с пятым входом распределителя импульсов, а структура распределителя импульсов описана уравнеНИЯ VQi

K,-U, Uf (UaYU%); Kz-U,.Ur(U4VU,); tCj-U, U4(UZ VU,); К4-и,ч04(иг VU,)

где К|,К-,К,К4 - сигналы на выходах распределителя импульсов;

Uj ,U4,U3,U4 ни 5. - сигналы на его соответствующих входах.

Фиг./