Устройство для управления транзистор-НыМ иНВЕРТОРОМ Советский патент 1981 года по МПК H02P13/18 

1

Изобретение относится к области электротехники.

Известно устройство для управления транзисторными инверторами, построенное по принципу несимметричного управления и содержащее задающий генератор и формирователь. Однако оно не обеспечивает блокирующих импульсов форсированного запирания транзисторов инвертора при переключеиии 1.

Из известных решений наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для управления транзисторным инвертором 2, содержащее соединенные последовательно задающий генератор, симметрирующий блок, формирователь блокирующих импульсов с импульсным трансформатором, вторичные обмотки которого соединены последовательно с вторичными обмотками трансформатора управления и соединены с выводами для подключения к управляющим электродам транзисторов инвертора.

Недостатком данного устройства являются дополнительные затраты мощности в формирователе блокирующих импульсов, что снижает КПД и надежность инвертора.

Целью изобретения является, повышение КПД и надежности инвертора путем формирования сигнала управления оптимальной формы, а также отключения инвертора при появлении в цепи его питания сверхтоков.

Поставленная цель достигается тем, что

устройство для управления транзисторным инвертором снабжено датчиком тока, пороговым элементом, элементом ИЛИ-НЕ, формирователем импульсов, двухтактным усилителем мощности и полупроводниковым ключом, включенным параллельно первичным обмоткам трансформатора управления и выходам двухтактного усилителя мощности. Два первых входа формирователя импульсов подключены к прямому

и инверсному выходам задающего генератора, третий вход - к выходу элемента ИЛИ-НЕ, который одним входом соединен с формирователем блокирующих импульсов, другим через пороговый элемент - с

датчиком тока. Два выхода формирователя импульсов подключены к двухтактному усилителю мощности, третий выход соединен с полупроводниковым ключом. Формирователь импульсов может быть выполнен

на пяти элементах И-НЕ. Два входа первых двух элементов И-НЕ образуют первь1й и второй входы формирователя . имг пульсов, а два других входа этих элементов, соединенные со входами третьего элемента И-НЕ, образуют его третий вход.

Выход первого элемента И-НЕ соединен со входами четвертого элемента И-НЕ, выход второго элемента И-НЕ - со входами пятого элемента И-НЕ и выходы четвертого, пятого и третьего элементов И-НЕ образуют соответственно первый, второй и третий выходы формирователя импульсов.

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

Устройство для управления транзисторным инвертором содержит соединенные последовательно задающий генератор 1, симметрирующий блок 2, формирователь блокирующих импульсов 3 с импульсным трансформатором 4, выходные обмоткн 5, 6 которого соединены последовательно с выходными обмотками 7, 8 трансформатора управления 9 и через резисторы 10, 11 подключены к управляющим электродам транзисторов 12, 13 инвертора, к коллекторам которых подключены первичные обмотки 14, 15 силового трансформатора 16 инвертора. Общая точка обмоток 14, 15 через датчик тока 17 подсоединена к источнику питания. Датчик тока 17 через пороговый элемент 18 соединен со входом логического элемента 19, другой вход которого соединен с формирователем блокирующих импульсов 3. Выход логического элемента 19 соединен с третьим входом формирователя импульсов 20, имеющего три входа и три выхода. Два других входа формирователя 20 соединены с выходами генератора 1, а два первых выхода соединены с двухтактным усилителем мощности 21, на выходы которого подключены первичные обмотки 22, 23 трансформатора управления 9, зашунтированные полупроводниковым ключом 24, соединенным с третьим выходом формирователя импульсов 20, который может быть выполнен на пяти элементах И-НЕ 25-29.

Устройство управления работает следующим образом.

Напряжение 30 прямоугольной формы от генератора 1 через симметрирующий блок 2 поступает на вход формирователя 3. Его выходное напряжение 31 подается в цепи управления транзисторов 12, 13 обмотками 5, 6, а также на вход логического элемента 19. Выходное напряжение 32 этого элемента поступает на вход формирователя импульсов, образованный объединенными входами логических элементов 25, 26 и 27. На два других его входа, образованных логическими элементами 25, 26, поступает напряжение 33 и 34 от генератора 1, а их выходные напряжения 35, 36 инвертируются элементами 28, 29, и напряжения 37, 38 поступают на управление усилителем мощности 21. Выходное напряжение логического элемента 27, совпадающее с напряжением 31 формирователя 3, подается на полупроводниковый ключ 24. Таким образом, в

моменты действия блокирующего импульса 31 формирователь импульсов 20 снимает управление с транзисторов усилителя мощности 21 и открывает ключ 24, который закорачивает первичные обмотки 22, 23 трансформатора управления 9. В результате на его выходных обмотках 7, 8 формируется напряжение 39, имеющее нулевые паузы. При этом в управляющих цепях

транзисторов инвертора действуют напряжения 40, 41. Таким образом, обеспечивается необходимая задержка переключения транзисторов, форсирование выключения и устраняется избыточное напряжение на базах транзисторов.

Для повышения надежности инвертора устройство управления содержит датчик тока 17, соединенный с пороговым элементом 18. При возникновении в цепи питания инвертора тока, превышающего допустимый, пороговый элемент опрокидывается и открывает логический элемент 19, который закрывает логические элементы 25-27 формирователя импульсов. Логические элементы 28, 29 открываются и снимают управление с транзисторов усилителя мощности 21, а логический элемент 27 открывает ключ 24. Напряжение управления исчезает, и инвертор выключается.

Таким образом, введение в устройство для управления транзисторным инвертором формирователя импульсов, полупроводникового ключа, усилителя мощности, датчика тока, порогового и логического элементов позволяет повысить КПД и надежность инвертора за счет уменьшения мощности, потребляемой формирователем блокирующих импульсов в моменты формирования задержки управления транзисторами инвертора, а также путем защиты его от сверхтоков.

Формула изобретения

1- Устройство для управления транзисторным инвертором, содержащее соединенные последовательно задающий генератор, суммирующий блок, формирователь блокирующих импульсов с импульсным трансформатором, вторичные обмотки которого соединены последовательно с вторичными обмотками трансформатора управления и соединены с выводами для подключения к управляющим электродам транзисторов

инвертора, отличающееся тем, что, с целью повышения КПД и надежности, оно снабжено датчиком тока, пороговым элементом, элементом ИЛИ-НЕ, формирователем импульсов, двухтактным усилителем

.мощности и полупроводниковым ключом, включенным параллельно первичным обмоткам трансформатора управления и выходам двухтактного усилителя мощности, причем два первых входа формирователя

импульсов подключены к прямому и инВерсному выходам задающего генератора, третий вход - к выходу элемента ИЛИ - НЕ, который одним входом соединен с формирователем блокирующих импульсов, другим через пороговый элемент - с датчиком тока, два выхода формирователя импульсов подключены к двухтактному усилителю мощности, третий выход соединен с полупроводниковым ключом.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что формирователь импульсов выполнен на пяти элементах И-НЕ, причем два входа первых двух элементов И-НЕ образуют первый и второй входы формирователя импульсов, а два других входа этих элементов, соединенные со входами третьего элемента И-НЕ, образуют его третий

вход, при этом выход первого элемента И-НЕ соединен со входами четвертого элемента И-НЕ, выход второго элемента И-НЕ - со входами пятого элемента И- НЕ и выходы четвертого, пятого и третьего элементов И-НЕ образуют соответственно первый, второй и третий выходы формирователя импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Юрченко Н. Н., Шевченко П. И. Сб. «Проблемы технической электродинамики, вып. 50, Киев, «Наукова думка, 1975, с. 114-117.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2460419, Н 02Р 13/18, 1977 (прототип).

U...Aj