Устройство для управления инвертором Советский патент 1992 года по МПК H02M7/537 

vj

Ю

О

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено во вторичных источниках электропитания, а также при построении мостовых инверторов для управления электродвигателями постоянного и переменного тока.

Известен инвертор, содержащий транзисторный мост, одна диагональ которого подключена к выходным выводам, а другая зашунтирована емкостным делителем и подключена к входным выводам, два трансформатора, первичные обмотки которых соединены последовательно и подключены к выходным выводам, а общая точка этих обмоток соединена со средней точкой емкостного делителя, крайние выводы вторичных обмоток объединены через диоды и соединены с входами блока управления, а средние выводы вторичных обмоток объединены и подсоединены к входному-выходному выводу блока управления и блок управления с общим входным-выходным выводом, управляющие выходы которого соединены со входами транзисторов.

Данное устройство позволяет формировать задержку от сквозных токов в зависимости от времени выключения транзисторов, но имеет следующие недостатки: использование диодов для создания сигнала задержки из-за падения напряжения на диодах; возможность использования устройства только при высокой частоте ши- ротно-импульсной модуляции; необходимость создания средней точки с помощью емкостного делителя; невозможность использования в трехфазных и более инверторах.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является двухтактный инвертор, содержащий силовые транзисторы, управляющие входы которых подключены к выходам соответствующих логических схем совпадения, первые входы которых связаны со схемой управления, а вторые - с блокирующими элементами, выполненными в виде компараторов напряжения, измерительные входы которых связаны с выходами цепями транзисторов через соответствующие резистивные делители напряжения.

Недостатком данного устройства является то, что сигнал,разрешающий открытие транзистора,формируется при снижении падения напряжения на нем. Но по падению напряжения не всегда можно определить состояние транзистора, особенно противоположного в стойке инвертора. Более точно состояние транзистора можно определить измеряя ток, протекающий через него.

Цель изобретения - улучшение энергетических показателей инвертора, за счет устранения сквозных токов.

Для достижения указанной цели в устройство для управления инвертором, выполненным в виде i стоек транзисторных ключей, содержащее i идентичных блоков, каждый из которых включает в себя два элемента 2И, два компаратора и два датчика

0 состояния транзисторных ключей, выходами связанных с первым входом соответству- щего компаратора, вторые входы которых объединены и подключены к источнику порогового сигнала, а выходы первого и второ5 го компараторов через элементы 2И подсоединены к управляющим входам первого и второго транзисторных ключей стойки соответственно, причем вторые входы элементов 2И подключены к источнику уп0 равляющего сигнала, каждый из упомянутых блоков снабжен двумя узлами гальванической развязки сигналов, упомянутые датчики состояния транзисторных ключей выполнены в виде датчиков тока,

5 первый из которых включен последовательно в силовую цепь первого транзисторного ключа стойки, второй - в силовую цепь второго транзисторного ключа стойки, а их выходы подключены к введенным первому и

0 второму узлам гальванической развязки сигналов соответственно, причем выход первого узла гальванической развязки сигналов подключен к первому входу первого компаратора, выход второго узла гальвани5 ческой развязки сигналов - к первому входу второго компаратора.

На чертеже представлена блок-схема i- фазного мостового инвертора.

Для исключения сквозных токов и повы0 шения коэффициента полезного действия инвертора состояние транзисторного ключа определяется по току, протекающему через него, и при токе меньше определенного значения выдается сигнал, разрешающий от5 крытие противоположного транзисторного ключа стойки инвертора.

Устройство для управления инвертором выполнено в виде i стоек транзисторных ключей 1.1,1.2,...,и и содержит источник 13

0 управляющих сигналов, источник 12 порогового сигнала и i идентичных блоков-стоек транзисторных ключей 1,1,1.2,..., 1.1, каждый из которых включает в себя первый и второй транзисторные ключи 6 и 8, перый и второй

5 датчики 4 и 11 тока, первый и второй элементы 2И 5 и 7, первый и второй компараторы 2 и 9, первый и второй узлы гальванической развязки 3 и 10 соответственно.

Устройство для управления инвертором работает следующим образом.

Предложим, что открыт первый транзисторный ключ 6, а второй транзисторный ключ 8 закрыт. Напряжение, пропорциональное току, протекающему через первый транзисторный ключ б, снимается с первого датчика 4 тока и через первый узел 3 гальванической развязки, служащий для разделе- ния высокого потенциала на шинах инвертора от низкого потенциала устройства управления инвертором, подается на первый вход первого компаратора 2, на второй вход которого поступает напряжение с источника 12 порогового сигнала.

Так как через первый транзисторный ключ б протекает ток нагрузки, то напряже- ние на первом входе первого компаратора 2 превышает напряжение на втором входе первого компаратора 2, что приводит к установлению на выходе первого компаратора 2 логического нуля, который, поступая на пер- вый вход второго логического элемента 2И 7, запрещает прохождение сигнала на открытие на управляющий вход второго транзисторного ключа 8 с соответствующего выхода источника 13 управляющих сигна- лов, поступающего на второй вход второго логического элемента 2И 7.

При этом, так как второй транзисторный ключ 8 закрыт, напряжение на втором входе второго компаратора 9 превышает напря- жение на первом его входе, которое пропорционально протекающему через второй транзисторный ключ 8 току, и на выходе второго компаратора 9 установлена логическая единица, разрешающая прохождение сигнала на открытие первого транзисторного ключа 6.

Предложим, что в некоторый момент необходимо закрыть первый транзисторный ключ 6 и открыть второй транзисторный ключ 8. Из источника 13 управляющих сигналов на второй вход первого логического элемента 2И 5 поступает логический ноль, а на второй вход второго логического элемен- ра 2И 7 логическая единица. Но сигнал на закрытие первого транзисторного ключа б через первый логический элемент 2И 5 пройдет на управляющий вход первого транзисторного ключа 6, а сигнал на открытие второго транзисторного ключа 8 - на управляющий вход второго транзисторного ключа 8 не пройдет, так как на первом входе второго логического элемента 2И 7 - логический нуль.

По мере закрытия первого транзистор- ного ключа 6 протекающий через него ток спадает, напряжение с первого датчика 4 тока и соответственно с выхода первого узла 3 гальванической развязки уменьшается и когда становится меньше выходного напряжения источника 12 порогового сигнала, происходит переключение выхода первого компаратора 2 на логическую единицу, которая разрешает открытие второго транзисторного ключа 8. Т.е., до тех пор, пока ток, протекающий через первый транзисторный ключ 6 не спадает до определенного уровня, определяемого выходным напряжением источника 12 порогового сигнала, второй транзисторный ключ не откроется. Обратное переключение происходит аналогичным образом.

Также происходит работа устройства во всех стойках инвертора.

Таким образом устройство для управления инвертором осуществляет контроль состояния транзисторных ключей по току, протекающему через них, и разрешает подачу управляющих сигналов на открытие на соответствующий транзисторный ключ стойки инвертора только после того как закроется противоположный транзисторный ключ стойки инвертора, что исключает возможность появления сквозных токов и улучшает энергетические характеристики инвертора.

Формула изобретения

Устройство для управления инвертором, выполненным в виде i стоек транзисторных ключей, содержащее i идентичных блоков, каждый из которых включает в себя два элемента 2И, два компаратора и два датчика состояния транзисторных ключей, выходами связанных с первым входом соответствующего компаратора, вторые входы которых объединены и подключены к источнику порогового сигнала, а выходы первого и второго компараторов через элементы 2И подсоединены к управляющим входам первого и второго транзисторных ключей стойки соответственно, причем вторые входы элементов 2И подключены к источнику управляющего сигнала, отличающееся тем, что, с целью улучшения энергетических показателей, каждый блок снабжен двумя узлами гальванической развязки сигналов, датчики состояния транзисторных ключей выполнены в виде датчиков тока, первый из которых включен последовательно в силовую печь первого транзисторного ключа стойки, второй - в силовую цепь второго транзисторного ключа стойки, а их выходы подключены к введенным первому и второму узлам гальванической развязки сигналов соответственно, причем выход первого узла гальванической развязки сигналов подключен к первому входу второго компаратора, выход второго узла гальванической развязки сигналов - к первому входу второго компаратора.

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения -улучшение энергетических показателей. Устройство для управления инвертором, выполненным в виде стоек транзисторных ключей, содержит идентичные блоки, каждый из которых включает два элемента 2 И 5 и 7, два компаратора 2 и 9 и два датчика состояния 4 и 11 и транзисторных ключей 6 и 8,выходами связанных с первым входом соответствующего компаратора. Вторые входы компараторов 2 и 9 объединены и подключены к источнику порогового сигнала 12, а их выходы через элементы 2 И 5 и 7 подсоединены к управляющим входам транзисторных ключей 6 и 8 стойки. Вторые входы элементов 2 И 5 и 7 подключены к источнику управляющего сигнала 13. В отличие от известного устройства, предлагаемое снабжено двумя узлами гальванической развязки 3 и 10, к входам которых подключены выходы датчиков состояния 4 и 11, выполненных в виде датчиков тока, включенных в силовые цепи транзисторных ключей 6 и 8 стойки. Выходы узлов гальванической развязки 3 и 10 подключены к первым входам компараторов 2 и 9. Устройство позволяет обеспечивать контроль состояния выключаемого транзистора стойки по току и разрешает подачу управляющего (отпирающего) сигнала только после запирания противотактно работающего транзисторного ключа. 1 ил. ъ в Ё