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

k/ t

Изобретение относится к электротехни ке и может быть использовано при построении источников переменного напряжения. Цель изобретения - увеличение рабочего диапазона частот и повышение надежности. УСФОЙСТОО содержит последовательно соединенные задающий генератор, два элемента И и датчик тока инвертора, два компаратора, два IK-трипера и счетчик. Устройство позволяет формировать переменное напояжение инвертора в диапазоне чаете г до 200 - 500 кГц. Инвертор обладает высокой надежностью способен работать г, нагрузкой, допускающей кратковременные пробои напряжения, имеет защиту от кратковременных перегрузок по току, способную автоматически песета на вливать работоспособность ус гройс гва без отключения питающею напряхсмия 2 ил

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при создании источников переменного напряжения.

Цель изобретения - увеличение рабочего диапазона частот и повышение надежности.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг 2 -временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит задающий генератор 1, два элемента И 2 и 3, инвертор 4, в состав которого входит импульсный повышающий трансформатор 5 и два транзисторных ключа 6 и 7, датчик 8 тока, два компаратора 9 и 10, два JK-триггера 11 и 12 и счетчик 13.

Генератор 1 вырабатывает два противофазных напряжения (фиг. 2а б), которые через элементы И 2 и 3 подаются на управляющие входы транзисторных ключей 6 и 7

инвертора 4. Сигнал через элементы И 2 и 3 проходит при положительном уровне напряжения на всех входах. В начальный момент времени на R-вход триггера 11 подается короткий импульс, который устанавливает триггер I в исходное состояние, при этом не его прямом выходе присутствует низкий уровень напряжения, а на инверсном выходе высокий. Триггер 12 находится в состоянии, при котором на один из элементов И 2 и 3, например на элемент 2, поступает разрешающий уровень, а на другой (элемент 3) - запрещающий уровень (фиг, 2в, г). При наличии разрешающих сигналов на всех входах элемента И 2 сигнал с генератора 1 проходит на вход транзисторного ключа 6 и открывает его, в результате чего через левую половину первичной обмотки трансформатора 5 проюкает тик. достигая своего номинального значения (фиг.

о со

00 00

о

По окончании импульс с (енораторт I ч-v мен г И 2 (шокируется тратисгО| пни i i б ч рнпаетгч а на ( игнчч с и мч р nri щi ода ff ИРГ кора 1 не npovo д IT гак мк о б/ окпруекя триггером VI tor)рыи иги 01 мл инверсном выхода муле вон запрещающим уровень D этот помет г чг реч ь ьо i 6 начинает уменьшаться Как rr i его вели innj определяемая датчи i ом 0 достигает порогового значения зада гиемиго опорного напряжения UMMH на компаратора 9 появляется импульс (фиг з) i QTOjjbiii пррр расыварт триггер 12 в PJ этивопопо ное состояние созд пчя у л опи i д i i прохо л денип сиг нт а

С ИПВР) i HOi Г1 ОДо Г I ЧРр(

ч том HI Н и ) Р/ОД т| чш сюгного i лю id 7 i о горы и H«J HIM чет пропуск и ь ток через прч вис половину пррвиччои обмо ки т| анс форматора г- По оьончшии тактпцо|р i м i) i i с генерат jpa 1 члг м нт 3 П/ioi- ир ere i h ю i 7 ш f L вается в реЗуЛ1таге чего ci чдчсщии ток снопа qoc nraei своего ми ммч1Ы1Ого порогового ЧНЧЧРЧИЯ Так как c«f мч симмет) и uia проиесс колебании по в срягтгя Во орепя pifjorn устройств 1 на i f плюй пкл ппп , ni ciiOiO транс J Г1р i iTi-ip i Ь 6miyeit,n выхг днпе п- рг 1емн х1

Н )Пра tU f Udi x r OOTuTOH 1 ЭСТО

те гр||рр„.тора 1 (фгг 2к) onpdj M формируется задержка импул сов упрчвления и yci ччмяется эффе i ci- возчих токг в Открысчни одною из транзистор мн точен 6 или 7 не мо кп произойти рчш те чем злкончится процесс |ия др/гого кпючэ причем задержка импульсов управления формируется зз1оматически и определяется собственным быстродеиствием транзисюрмых ключей G и 7 и уровнем опорного напряжения Ui mi Порог сраПэтырания компаратора 10 мо Г шнимальному значению имеет

05 Ъ% номинального значения тока пер

чнои обмотки трансформатора 5 те он определяет окончание процесса (иссасыьа- t n одного из трчнзистормыч ключей б и 7 находившегося в открнгом состоянии до того, как ма нею был подан запирающий импульс

На общем выводе ключей 6 и J (фиг 2ж) в момент комутации возникают колебания , связанные с индуктивной нагрузкой трансформатора 5, в результате чего ма выходе клмпурэтора 10 образуется пачка им пульсов (фиг 2з) Поэтому для исключения гохннх срабатываний и повышения поме- оуспп „ПРОСТИ устройства используется длтми еское управление триггером 12 по f у лгт,у с подтверждением логических уров

1i и f) - продам г (енератора 1

F n 1 гок трап шпорные ключи G и 1 кг аткорррмеино превышает максималь- н р iiaMpiii p опред°п опорным ма- f pq-i енисм IJM же то itr1 L ы оде компаратора

° появляется уп пень 1 который устамав- ннает по S входу трипгр 11 в единичное i ОСТОЯНИР Cm нрл г прямого DI i о/и грипе- (п 11 г о i у i i т н i t д j iipeiu ммп t u i4i ка U i А С чход которою подаются

L г renefiaiopa 1 Иньерс ный выход триггера 1 1 своим нулевым уровнем блокирует чдеши тактовых импульсов че рез элементы И 2 и 3 в результате чего т itmicro|MiHf i no in П и 7 устанавливаются

1 чк ытг Дпоичныи с i тин 13 ore ч ь ч i i той (гт i - 1 3 ) до гех по| rim а ь i г Х1м° QI СЧГТЧ1Н ч 13 не поя- г ист 1 при посгуппенпи о )еред- ного и яп/льиа нч С-вход ipmrcpa 11

(1 ycidnnuinP on iy lenoeсостояние приусло- t т что в тгот мопьнт на S в коде трш герз 1 ед щи «inin uHiн л с выхода компаратора 3 РТС у тс rive г IdniM образом устройство во вращаг u i ч исходное состояние при

5 крап оорсмемнь х перефузках по току пер вичнс и г омоткп транс | ормчтор i 5 вызван

HI1 В iCI 1П 1 MCfli tUtll ПТ1 I1D06oflN И U I rfiH t r-jpp 11,0 i )jr V) i И

hcnnnuvjiez MI-тоь перегрузка о току

Q i а игш-мает («„пни ныи уровень i ч выходе юмпарчтора 9 сохранчися) то счетчик 13 продолжает считать до 2|+ тлтов после чего на Qi-ц счпчика 13 формируется сита л от к,iio (синя пи г змия чреобразовате ;я 1(цепи t e показаны)

Таким j( при кратковременных перггруЗг ТА и in вн шмих помехах устроист- DW блсп ируется на 21 тактов и автоматически вол рпцч°тся в paooiee состояние а при

п. Л /итсльных neperp,3t ax или отказе элементов ишерторз 4 с раба ыоает общая защита нч отключение источника питания Е

Предпснэемое устройство может работать в шиооком диапазоне частот до 200 r 5CJ кГц без ите.юния параметров схемы или предварительного подбора элементов. р, спечиваег высокую надежность в работе на нагрузку которая допускает кратковременные пробои напряжения или короткие

(i зчмькания исключает протекание предельных значении сквозных токовчерез мощные тээнзисторные ключи обеспечивает высо- i ую ьероятность безотказной работы при BQJI икновенпи помех, связанных с работой

5 йГРУки- а также способно самовосстанав- /иваться при кратковременных перегрузках

Формула изобретения VcrpoHcrno для управления одпофаз- нмм инвсртг-рпм содержащее последова

тельно соединенные задающий генератор с двумя противофазными выходами и блок блокировки, состоящий из двух элементов И, отличающееся тем, что, с целью увеличения диапазона частот и повышения надежности, оно снабжено двумя J К-тригге- рами, счетчиком, двумя компараторами и датчиком тока инвертора, причем выход датчика тока соединен с неиноертирующим входом первого компаратора и инвертирующим входом второго компаратора, выход которого соединен с С-входом первого JK-триггерэ, J- и К-входы которого подключены к прямому и инверсному выходам задающего генератора, прямой и инверсный выходы первого JK-Tpnrrepd соединены с первыми входами первого и второго элементов И соответственно, вторые входы элементов И подключены к инверсному вы0

ходу второго J К-триггера и к R-входу счетчика, С-вход которого подключен к инверсному выходу задающего генератора, вход разрешения счета соединен с прямым выходом второго JK-триггера. С-вход которого подключен к прямому выходу задающего генератора, S-вход соединен с выходом первого компаратора, J-вход использован для подачи нулевого сигнала, К-вход соединен с одним выходом счетчика, следующий выход которого использован для формирования сигнала отключения питания инвертора, инвертирующий вход первого и неинвертирующий вход второго компараторов использованы для подачи напряжений, определяющих пороги срабатывания компараторов по максимальному и минимальному токам, протекающим через инвертор в соответствующие полупериоды.

(ригЛ

фиг 2