Способ управления стабилизированным полупроводниковым инвертором Советский патент 1978 года по МПК H02M7/537 

схему сравнения и снижают качество ста билизации. Кроме того, вследствие непрерывного управления процессом стабилизации возможно постоянное подмагничнвание трансформаторов в случае их применения, что обусловливает необходимость увеличения их габариторЦелью изобретения является увеличение коэффициента стабилизации. Поставленная цель достигается за счет того, что измерение напряжений на обмотках измерительного трансформатора и коммутацию шунтирующих транзисторов вспомогательных преобразовательных яч;е ек осуществляют в разные полупериоды управляющего напряжения. На фи.г.1 11ред ставлен а схема силово. части стабилизированного полупроводникового инвертора; на фиг.2 схема, поясняющая предложенный способ управления . На чертеже обозначены источник питанйя-. 1, задающий генератор 2, трансформатор 3 задгиощего генератора с обможками 3 - Зд, ключевой усилитель 4 Ой11|6сти мостового типа (основная пре-«.разовательная ячейка) , трансформаторы вспомогательных преобразовательных ячеек с обмотками 5 , , 6-j, 7 , 7, 8, 82,, выпрямители 9-12, шунтирую щие транзисторы 13-16, разделительные диоды 17-20, выходной трансформатор с обмотками 21 и 212., измерительЯый трансформатор с обмотками 22 - (измерительный блок) источник опорного напряжения 23, одновибраторы 24-26-, одновибрирующие цепоч ки 27,28, стробирующий транзистор 29, пороговые ячейки Зр-44, входной регистр 45,дешифратор 46,одновибрирующие цепочки 47,48,триггеры управления 49-5 При включении источника 1 питания задающий генератор 2 возбуждается и на обмотках 3, -Зд трансформатора формируются прямоугольные знакопеременные импульсы. При этом осуществляется коммутация транзисторов ключевого усилителя мощности 4, что обусловливает наличие между точками о., л, . (т.е. в диагонали моста)переменного прямоуголь ного напряжения, амплитуда которого равна напряжению источника питания.Так как вторичные обмотки , бд, 7, 82 трансформаторов вспомогательных ячеек подключены через выпрямители 9-12 к соответствующим шунтирующим транзисторам 13-16 и к источнику 1 питания (через разделительные диоды 17-20), то в зависимости от состояния шунтирующих транзисторов напряжения на первичных обмотках 5, 6,71, 8) либо пропорциональны напряжению источника питания, когда соответствующий транзистор находится в области отсечки и данная вспомогательная ячейка обеспечивает рекупе рацию энергии из первичной цепи соответствующего трансформатора в. источник питания, либо равны нулю, когда рующий транзистор находится в области насыщения. Очевидно, что амплитуда переменного прямоугольного напряжения на первичной бмотке 21 выходного трансформатора равна разности между напряжением в диагонали моста и напряжениями на первичных обмотках 5, 6;, , 7, 8 трансформаторов вспомогательных ячеек. Основным узлом уйтройства управления является узел сравнения, состоящий из обмоток 222 М измерительного трансформатора, первичная обмотка которого 22 включена в диагональ моста 4 (т.е. подключена к выходу основной преобразовательной ячейки), и источника 23 опорного напряжения. Рассмотрим один из полупериодов. На этом полупериоде напряжение с обмотки 3 трййсформатора подается на дифференцирующую цепочку 24,25 и продифференцированный импульс поступает в цепь запуска однрвибратора 26. Длительность импульсов, генерируемых одновибратором, составляет около 70% от длительнос7.и полупериода управляющего напряжения. С выхода одновибратора сигналы подаются на дифференцирующую цепочку 27-28 .и затем в базовую. цепь стробирующего транзистора 29. После отпирания последнего узел срав ненкя оказывается соединенным с узлом пороговых ячеек 30-44. Пороговая ячейка обеспечивает наличие на ее выходе высокого потенциала в случае положительной полярности входного напряжения и низкого потенциала для отрицательной полярности этого напряжения. Для этого может быть ис-. пользован, например, усилитель постоянного тока с большим коэффициентом усиления. Когда цепь измерения замкнута,производится сравнение напряжений на обмотках 22,- 22,7 измерительного трансформатора или комбинаций этих напряжений с опорным напряжением источника 23. Таким образом, на данном полупериоде осуществляется задержка момента сравнения относительно передн го фронта полуволны прямоугольного, управляющего напряжения. Если в данный момент на входах некоторых пороговых ячеек имеется отпирающее напряжение, то на выходах этих ячеек появляются высокие потенциалы, которые воздействуют на единичные входы соответствующих триггеров во входном регистре 45. Предварительно импульсом запуска одновибратора, соответствующим началу данного полупериода, все триггеры входного регистра 45 переводятся в нулевое состояние. Таким образом, в данном полупериоде за время действия переднего фронта полуволны управляющего напряжения осуществляется очистка входного регистра 45, а спустя время, равное вре мени выдержки одновибратора, в ука код, отображающий состояние соответствующих триггерам регистра 45 пороговых ячеек. С выходов этих триггеров сигналы подаются на входы дешифратора 46, в котором осуществляется преобразование входного 15-разрядного кода в выходной 4-разрядный. Запуск дешифратора осуществля ется в самом начале следующего полупериода импульсом, формируемым дифференцирующей цепочкой 47-48 из напряжения на обмотке 3g трансформатора. После преобразования кодов на выхо дах триггеров 49-52 появляютс;, сигналы, управляющие состоянием шунтирующи транзисторов 13-16. Обозначим выходные сигналы триггеров 49-52 соответственно через У -У, а сигналы, снимаемые с пороговых ячее 30-44, соответственно - через Х - Х, Для управления инвертором задаем следующие правила преобразования кодо ,; g ,; .&т vxfA Vx fxfe Если обозначить Х,Х, 7,, Х X. XjX, Zj, Zц, то указанные правила преобразования кодов принимают вид .. ,VKsZ,.VJt6ZjVX7Z4 ,(XeX,V3e-,X,)v.,CX«XeVX,,Xg)v Y.2(Xi2XsVX,jX5)Vl,CX,VX,sll). Стабилизация выходного напряжения в в заданных пределах при выполнении данных правил преобразования кодов будет осуществляться, если выбраны следующие соотношения чисел витков обмоток измерительного трансформатора (число витков соответствует обозначениям дан ныж обмоток): 22, . 0,05;....±±11 0,025. Ключевые элементы, основная и вспомогательные преобразовательные ячейки, а также измерительный блок могут быть выполнены по другим известным схемам. Применение изобретения в практических разработках повышает технологичность изготовления устройства управления, так как в узле сравнения имеются обмотки одного измерительного трансформатора . Структура рассмотренного устройства управления предполагает выполнение его в виде малогабаритной интегральной схемы. Формзла изобретения Способ управления стабилизированньЬ полупроводниковым инвертором с нестабилизированными основной преобразовательной ячейкой и вcпoмoгaтeльны 1и, шунтированными ключевыми элементами, и измерительным блоком, вход которого подключен к выходу основной преобразбвательной ячейки,путем последовательного фop лиpoвaния управляющего напряжения,измерения напряжений на выходах Измерительного блока,сравнения этих Hari- ряжений с входными напряжениями соответствую1цих ячейкам логических блоков и определяющейся выходными сигналами этих логических блоков последующей коммутацией шунтирующих ключевых элeмeнтон, отличающийся тем, что с целью увеличения коэффициента стабилизации, измерение, напряжений на выходах, измерительного блока и коммута-цию шунтирующих ключевых элементов вспомогательных преобразовательных ячеек осуществляют в разные полупериоы управляющего напряжения. Источники информации, принятые во нимание при экспертизе; 1.Авторское свидетельство СССР, 501454,кл. Н 02 М 3/32, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР 471641.кл. Н 02 М 3/22, 1972.

to

ч

5;

a-j

CM n