Мостовой транзисторный инвертор Советский патент 1974 года по МПК H02M7/52 H02M1/08 

1

Изобретение относится к области преобразовательной техиики и может найти примеиеиие в автоматике, электроприводах, блоках электропитания и других установках, где используются мостовые ключевые усилители с широтио-импульсной модуляцией.

Известные мостовые транзисторные инверторы либо содержат трансформаторные связи между силовым и управляющим каскадом, что снижает их частотный диапазон, либо при резистивных междукаскадных связях не защищены от действия сквозных токов ири коммутации силовых транзисторов.

Цель изобретеиия - устранить сквозные токи в силовых транзисторах мостового инвертора с резистивными межкаскадными связями.

Эта цель достигается включением между генератором управляющих импульсов и выходным каскадом формирователей импульсов, схем совпадения и суммирования импульсов по длительности, которые обеспечивают задержку на переходном фронте импульса, открывающего силовой транзистор каждого плеча.

На фиг. 1 показана функциональная схема предлагаемого мостового инвертора; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы.

Мостовой инвертор содержит генератор импульсов управления 1, силовые 2-5 и управляющие 6-9 транзисторы, а также устройство защиты силовых транзисторов мостового инвертора от сквозных токов, состоящее пз дифференцирующих цепочек 10-13, формпрователей ил-шульсов 14-17, схем совпадения 18, 19 и схем суммирования импульсов по длительности 20, 21.

В связи с идентичностью работы левого и правого плеча мостового инвертора рассматривается работа только левого плеча инвертора.

Ко входу управляющего транзистора 6 подключен выход схемы совпадения 18, один вход которой через формирователь 14 и дифференцирующую цепочку 10 соединен с первым выходом генератора 1, в эту же точку подключен второй вход схемы совпадения 18.

Вход управляющего транзистора 7 подключен к выходу схемы 20, один вход которой через формирователь импульсов 15 и дифференцирующую цепочку 11 подсоединен к упомянутому выходу генератора 1, куда подсоединен также второй вход схемы суммзфования 20. Мостовой инвертор работает следуюп им образом.

При включении источника питания и отсутствии входного сигнала (фиг. 2) сигналы управления f/ynp. I и Уупр. п также отсутствуют (равны 0), поэтому управляющие трапзисторы 6, 7 заперты. При этом силовой транзистор

2 заперт, а нагрузка Znarp через открытый силовой транзистор 3 соединена с корпусом.

При поступлепии входного сигнала появляются сигналы, представляющие собой модулированные по длительности имиульсы управЛеНИЯ t/ynp. 1 упр.

При положительном перепаде сигнала управления t/ynp. I на выходе дифференцирующей цепочки 10 возникает положительный импульс, который запускает формирователь импульсов 14.

До прихода дифференцирующего импульса на формирователе импульсов 14 имеется положительное напряжение.

Поступающий дифференцирующий импульс вызывает срабатывание формирователя и снимаемый с его выхода отрицательный импульс на один вход схемы совпадения 18. Па другой вход схемы совпадения поступает сигнал управления Ujnp.iТак как схема 18 представляет собой схему совпадения положительных импульсов, то на ее выходе появляется импульс, положение переднего фронта которого совпадает с задним фронтом импульса формирователя импульсов 14, а положение заднего фрота совпадает с задним фронтом импульса сигнала управления t/ynp. I.

Положительным импульсом с выхода схемы совпадения 18 отпирается управляющий транзистор 6 и силовой транзистор 2.

В момент окончания положительного импульса f/ynp. I на дифференцирующей цепочке 11 возникает импульс, который запускает формирователь 15.

Сформированиый на нем положительный имиульс подается на схему суммирования 20, на другой вход которой подан положительный сигнал f/ynp.

С выхода схемы 20 снимается положительный импульс, положепие передиего фронта которого совпадает с передним фронтом имиульса t/ynp. I, а положение заднего фронта совпадает с задним фронтом импульса формирователя 15.

Uynp.I

Полученный на выходе схемы суммирования длительностей импульс вызывает отпирание управляющего транзистора 7 и запирание силового транзистора 3.

Таким образом, как видно из рассмотрения работы схемы (фиг. 2) при поступлении сигнала t/yiip. I, отпирание силового транзистора 2 происходит только после запирапия силового транзистора 3 с задержкой ть а отпирание силового транзистора 3 происходит только после запирания транзистора 2 с задержкой Га.

Необходимая величина задержки устанавливается выбором длительности импульса формирователя 14 (для п) и формирователя

15 (для Т2).

Таким образом, в инверторе полностью исключается возможность одновременного пахождения силовых транзисторов в открытом состоянии и существует возможность регулировки необходимого времени задержки между запиранием одного транзистора и отпиранием другого.

Предмет изобретения

Мостовой транзисторный инвертор, содержащий в каждом плече силовой транзистор и связанный с ним резистивно управляющий транзистор, связанный также с генератором импульсов управления, отличающийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона и повышения надежности работы, выходы генератора импульсов управления соединены с входами управляющих транзисторов соответствующих верхних плеч мостового инвертора через дифференцирующую цепочку, формирователь импульсов и схему совпадения; с входами управляющих транзисторов соответствующих нижних плеч мостового инвертора через другую дифференцирующую цепочку, другой формирователь импульсов и схему суммирования импульсов по длительности; а также непосредственно с вторыми входами указанных схем совпадения н схем суммирования импульсов по длительности.

Фиг. 2