Устройство для управления двухтактным преобразователем постоянного напряжения в переменное Советский патент 1993 года по МПК H02M7/48 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в статических преобразователях параметров электрической энергии.

Известен двухтактный преобразователь напряжения постоянного тока в переменный с цифровой схемой управления, включающей генератор импульсов, счётный триггер, имеющий по два выхода, И две логические схемы, ко входам каждой из кото- рых подключены инверсные выходы триггера и один из выходов генератора, второй выход которого подключен к счетному

входу триггера. Выходы логических элементов че рез. Схему защиты пШкТченй к база- эмиттерным переходам транзисторой усипчлгёпя мощности.

В этом преобразователе выходные импульсы схемы управления кбрЬче полупёрй- одов повторения импульсов генератора на величину; равную длй е Ль йостй этих йм- пуяьсов, которую устанавливают, исходя из Известного времени выключения транзисторов усилителя мощности.

Недостатком устройства является то, что, если возникает необходимость коррекv|

ю

ю

о

ций длительности импульсов генератора, это оказывается сопряженным с изменением его частоты и частоты преобразования в целом, что не во всех случая приемлемо.

Известен двухтактный преобразователь 5 постоянного напряжения в переменное, содержащий генератор прямбугбльнбго напряжения с прядакГй инверснымвыходами; первый Htf6pW

из вводовкаждогоизiкоторых подключен к 10 iB

стОрный уЬйлЙель, , входь gpfq- : рогб г Ш л1рченыL.K выходам логических элементов,бi выходi являйся вЫходЬм уст- ;ройств а :; : -; -.:;ч;-:;;.;; /г-:,. .-,, ..-. .. : ... 15 ; ч С Генератором гфя мЪУголь ного Viarfpsj e$йя 6 данном случае является тоже счетный триггер, а также имеется генератор (с одним выходом). Принципиально новым узлом является ждущий мультивибратор, вход кото- 20 рого одно в ре мен и о со счет н ым Входом триггер Подключены к выходу генератора; ;Пёрёкл Йченйе; триггера происходит от тех жё импульсов, которыми запускается ждущий мультивибратор, выход Которого под- 25 кд е рдУЬвременно к ВТОРЫМ входам ; логических элементов. На время сущёство- 1аййя импульса ждущего мультивибратора ЙрййЗ водится(логическое вычитание части . очередного полупериода, формируемого 30 триггер фи. Установка требуемой степени укорочения управляющих импульсов на транзисторыусилителя мощнбстгй производится Изменением длительности импульсов ждущего мультивибратора без изменения 35 частоты преобразования. ;: -: :; Недостатки прототипа заключаются в том, чҐо задержка включения следующего транзистора усилителя мощности каждый раз при переключениях производится на 40 одну и ту же временную установку, в то время; как два ТранЗиЬТбр а усилителя мощ- ; ; ности не могут быть абсолютно Идентичными по времени рассасывания неосновных носителей в базах транзисторов усилителя 45 иощности и поэтому бремя Задержки включения последующего транзистора в общем случае не может быть таким же, как предыдущего. Поэтому токи перекрытия (сквозные токи) могут оказаться не исключенными и 50 Следовать через каждый полу период, что сни- жаёт надёжность преобразователя и приводит к генерации помех. ;: ; ;

Целью изобретения является повышение надежности при одновременном упро- 55 щенйи.

Поставленная цель достигается тем, что в двухтактный преобразователь постоянно о напряжения в переменное, содержащий генератор Прямоугольного напряжения с

прямым и инверсным выходами, первый и второй логические элементы, один из входов каждого из которых подключен к одному из выходов генератора, и транзисторный усилитель мощности, входы которого под- ключейы к выходам логических элементов, а выход является выходом устройства, введены первая И вторая интегрирующие RC-це- пи, входами подключенные соответственно к вШоДайпервогб и второго логических элементов, а выходами -1- к вторым входам соот- вётствёнй1:Г вМр Огб и первого логических элементов, выполненных в виде элементов 2 ИЛ1И-НЕ.;Щ-г. ;;/ /: -- -V- . - ; ,.

На фиг. 1 показана схема преобразователя постоянного напряжения в переменное; на фиг, 2 - эпюры напряжений в характерных ее точках.

Устройство состоит из задающего генератора 1 прямоугольного напряжения с прямым Q и инверсным Q выходами, первого 2 и второго 3 логических элементов 2 ЙЛИ- НЕ, двухтактного усилителя мощности 4, первой 5 и второй 6 интегрирующих RC-це- пей, каждая из которых содержит резистор 7 и конденсатор 8. Выходы Q и Q задающего генератора 1 подключены к первым входам соответственно первбго 2 и второго 3 логических элементов, выходы которых подключены ко входам усилителя мощности 4 и одновременно - к входам первой 5 и второй 6 интегрирующих RC-цёпей, выходами подключенных ко вторым входам соответственно второго 3 и первого 2 логических элементов 2 ИЛИ-НЕ,

На фиг. 2 эпюры показывают напряжения на выходе: 9 - прямом Q генератора 1; 10 - инверсном Q генератора 1; 11 - первого логического элемента 2; 12 - второго логического элемента 3; 13 - первой RC-цепи 5; 14 - второй RC-цепи б.. :; V; Работает двухтактный преобразователь постоянного напряжения в переменное следующим образом.

Усилитель мощности 4 активируется логическими единицами, а их появление на выходе любогО логического элемента 2 ИЛЙ-НЕ, например 2 (эпюра 11), возможно только при совпадении логических нулей на его входе. На первом его входе он устанавливается (эпюра 9) на длительность отрицательного полупериода задающего генератора 1, а на втором - только после разряда конденсатора 8 второй RC-цепи б (эпюра 14), начинающегося после того, как на выходе второго логического элемента 3 установится логический нуль. Это происходит сразу же, как на первом его входе от задающего генератора 1 появится логическая единица (эпюра 10) - независимо от

состояния второго входа этого логического элемента. Аналогично этому логическая единица (эпюра 12) на выходу второго лЬ ги- ческого элемента 3 устанавливается в последующем полупериоде задающего генератора, спустя время разряда (до уровня логического нуля, эпюра 13) конденсатора 8 первой RC-цепи 5, Постоянная времени разряда конденсатора 8 каждой RC-цепи определяет, таким образом, временную за- держку появления логической единицы на выходах логических элементов; оканчивающейся всякий раз строго в момент смены полупериодов задающего генератора 1, ;,.; Положительный потенциал на выходе каждого логического элемента существует меньший промежуток времени, чем отрицательный (пауза). Длина паузы, когда на выходе обоих логических элементов устанавливаются логические нули, опреде- ляется попеременно RC-цепью 5 и RCцепью 6. В течение этих пауз происходит рассасывание неосновных носителей в базах транзисторов усилителя мощности, ранее находившихся в проводящем состоянии и остающихся в этом состоянии на время рассасывания. Установив длительность пауз на время естественной задержки выключения транзисторов усилителя мощнЬсти, удается устранить сквозные токи (токи перекрытия) этих транзисторов.

Положительный эффект изобретения по сравнению с прототипом заключается в том, что длительность паузы в каждом полупериоде задающего генератора 1 может устанавливаться отличной от другого полупериода под физические параметры транзистора усилителя мощности, рассасывающегося в данном полупериоде.

Поскольку оба транзистора усилителя мощности (или любое другое их число в более сложных вариантах усилителей мощности) неизбежно имеют технологический разброс, то становится возможным установить это время применительно для транзй бтЬра каждого плеча усилйтеляШ щнбсти (группы транзистора плеча), полнее использовав возможности метода устранения токов перекрытия, добиваясь большего эффекта. Этим повышается надежность, так как токи перекрытия усТрЗйяются в большейстепени и, кроме того, устройство проще, потому что две RC-цепи содержат меньшее число элементов, к тому же пассивных, чемодновйбра- top прототипа. Последним обстоятельством объясняется большая экономичность преобразователя,т.е. повышение КПД. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Устройство для управления двухтактным преобразователем постоянного напряжениягв переменное, содержащее генератбр прямоугольногб напряжения с прямым и инверсным; вы ходамй, пер вый и второй элементы 2 ИЛИ-НЕ, один из входов каждого из которых пЬдклйчён к соответствующему в ыхбдУ гене}эатйра п|ШшугШзнё- го нэп ряжен йя, элементов 2 ИЛИ-НЕ предназначены для подключения к управляющим цепям тран зистоков Двухтактного преобразователя постоянного напряжения в переменное, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целЬю ЙовУЩе Шя надёжности, введены первая и вторая ШтёгрируюЩёё RC-цепи, входами подключенные соответственно к выходам первого и второго элементов 2 ИЛИ-НЁ, а выходами - к вторым входам соответственно второго и первого элементов 2 ИЛИ-НЕ,

#ш

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в статических преобразователях на транзисторах и интегральных микросхемах. Целью изобретения является повышение надежности. Устройство содержит генератор прямо- угольНого напряжения, усилитель мощности, входы которого подключены к выходам логических элементов. В устройство введены две интегрирующие RC-цепи, /первая из которых включека между выхд- ДомГпервбгО| элемёНтй 2 ИЛИ-НЕ и вторым входом вторЪго элемента 2 ИЛИ-НЕ, а втораяс:- между вь ходЬ1М втбрдго элемента 2 ИЛИ-НЁ и вторым входом первого элемента 2 ИЛИ-НЕ. Во время существования ло: гичёскрй единицы на выходе одного из логических элементов зарядится конденса- тор (рЧё;нйой к нему RC-цепи, который разряжается следующем полупёрИоде гб- нератора пряШугоЛьного Йаггряжёнйй; На время своего разряда до уровня логического нуля по входу второго логического элемента этот конденсатор задержит формирование управляющего импуЛ бса дл следующего пОлуперйода усилителя мощности дб тех riop, пока на обоих входах данного логического элемента установятся логические нули. Время задержки можно устанавливать . йнди ёи дуй л%ь;й д: д й 1сд вг 1 йЗйс1гвгрЭ усилителя Мощности. 2 ил.. со с