Инвертор Советский патент 1982 года по МПК H02M7/537 

(5) ИНВЕРТОР

Изобретение относится к преобразо вательной технике и может быть испол зовано при разработке регулируемых вторичных источников электропитания. Известен инвертор, который содержит силовой трансформатор, два переключателя на транзисторах, управляемых через вентильные устройства, сх му сравнения выходного напряжения с опорным напряжением, формирующую сигнал управления, задающий генератор и устройство формирования длительности импульсов управления транзисторами ГО- Недостатками известного инвертора являются сложность устройства формирования длительности импульсов, отсутствие постоянной временной запеож ки между импульсами полупериодов при их максимальной длительности и отсутствие защиты от перегрузок по току, что снижает надежность устройства и может привести к выходу из строя силовых транзисторов. Известен инвертор, содержащий устройства для определения разности эмиттерных токов транзисторов с целью осуществления их симметрирования по полупериодам, два сумматора, складывающих сигнал разности токов с опорным напряжением и устройство формирования длительности импульсов управления транзисторов, на вход которого поступают сигналы пилообразной и прямоугольной формы. Данный преобразователь осуществляет, симметрирование эмиттерных токов транзисторов по полупериодам 2. Однако он имеет те же недостатки. Наиболее бл.изким по техническсм сущности является устройство, содержащее генератор тактовых импульсов, подключенный ко входу Т-триггера, два логических элемента, двухтактный транзисторный усилитель мощности, широтно-импульсный модулятор, узел защиты от сквозных токов силовых, транзисторов и узел защиты от перегрузки 3.

Недостатком известного устройства является сложность схем широтно-импульсного модулятора, содержащего R-S-триггер, операционного усилителя а также сложность узла защиты от сквозных токов.

Цель изобретения - упрощение и повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем что в инверторе, содержащем генератор тактовых импульсов, подключенный ко входу Т-триггера, выходы которого соединены с первыми входами двух логических элементов И, вторые входы которых через исполнительные элементы подключены к двум датчикам тока, установленным в силовых цепях транзисторов двухтактного усилителя мощности с выходным трансформатором, управляющие переходы которых связаны с выходами логических элементов И, вторые входы последних подключены к выводам двух введенных конденсаторов, вторые выводы которых через дополнительно введенный узел с изменяющимся сопротивлением подключены к общему выводу инвертора, введен третий конденсатор, который подключен ко вторым входам указанных ЭJ5eмeнтoв И, соединенными со своими первыми входами через дополнительные диоды. .На чертеже показана структурная схема устройства с мостовым двухтактовым усилителем мощности.

Инвертор содержит генератор тактовых импульсов 1, подключенный ко входу Т-триггера 2, выходы которь;х подключены к первым входам двух логических элементов И 3 и t, их вторые входы через исполнительные элементы 5 и 6, содержащие ключевые 7 li 8 и пороговые 9 и 10, подключены к двум датчикам тока 11 и 12, установленных в силовых цепях (эмиттерах) транзисторов 13 и 1, которые совместно с транзисторами 15 и 16 образуют двухтактный мостовой усилитель мощности 17. Управляющие переходы этих тран-. зисторов соединены через импульсные усилители 18 и 19 с выходами двух упомянутых логических элементов И, вторые входы которых подключены к выводам двух конденсаторов 20 и 21, а вторые выводы последних через узел 22 с изменяющимся сопротивлением с блоком управления 23 подключены к общему выводу 2 инвертора. Третий

конденсатор 25 подключен через диоды 26 и 27 к гГервым входам логических элементов И 3 и i, и ко вторым их входам непосредственно.

Инвертор работает следующимобразом.

Генератор тактовых импульсов 1 формирует импульсы управления Т-триггера 2, выходные импульсы с Т-триггера 2 подаются на первые входы логических элементов И 3 и . При поступлении импульса управления на первый вход элемента 3 его второй, вход в это время находится под нулевым потенциалом, так как напряжение на конденсаторе 25 скачком измениться не может, а его второй вывод через диод 27 связан со вторым выходом триггера 2, находящимся под нулевым потенци алом. По мере заряда конденсатора 25 по цепи второй вход логического элемента ИЗ, конденсатор 25, диод 27, второй выход триггера 2, на втором входе элемента И 3, образуется уровень логической 1, после чего импульс управления с триггера 2 передается чеоез логический элемент И 3, на импульсный усилитель 18 и соответствующие управляющие переходы транзисторов моста 17. Таким образом формируется интервал мертвой зоны для защиты от сквозных токов. Аналогичным образом формируется интервал мертвой зоны при приходе импульса управления с триггера 2 на первый вход элемента И А. Перезаряд емкости 25 происходит по цепи: второй вход элемента конденсатор 25, диод 26 первый выход триггера 2. Интервал мертвой зоны выбирается больше времени рассасывания неосновных носителей в базах транзисторов усилителя мощности 17. При этом сопротивление узла 22 является максимальным. Узел 22 с изменяющимся сопротивлением может быть выполнен; на полевых транзисторах. Сопротивление плеч этого узла относительно общего вывода инвертора выбирается симметричным. Регулирование выходного напряжения осуществляется за счет изменения длительности импульсов управления снимаемых с выход логических элементов И. Широтно-импульсное регулирование осуществляется путем подключения параллельно конденсатору 25, 20 илц,21 постоянная времени перезарядка которых зависит от величины узла 22, изменяющееся пропорционально сигналу управления блока 23.

Защита инвертора от перегрузок по току производится за счет снятия управляющих импульсов с включенных транзисторов моста 17 путем подключения вторых входов элементов 3 или k вспомогательными ключами 7 или 8 к общему выводу инвертора 2 по сигналу с датчиков тока 11 или 12 и превышения величины сигнала напряжения срабатывания пороговых элементов 9 или 10,

Предлагаемый двухтактный мостовой транзисторный инвертор содержит меньшее количество элементов и за счет этого имеет надежность выше-, чем у известных инверторов, при этом имеет функции присущие наиболее близкому инвертору: фиксированный интервал мертвой зоны для исключения сквозных токов через транзисторы моста при максимальной длительности управляющих импульсов, возможность широтноимпульсной модуляции импульсов управления транзисторами моста в зависимости от величины сигнала управления.

Формула изобретения

S

входу Т-триггера, выходы которого соединены с первыми входами двух логических элементов И, вторые входы которых через исполнительные элементы

подключены к двум датчикам тока, установленным в силовых цепях транзисторов двухтактового усилителя мощности с выходным трансформатором, управляющие переходы которых связаны с выходами логических элементов И, о т л ичающийся тем, что, с целью упрощен1 я, вторые входы указанных логических элементов И подключены к выводам двух вновь введенных конденсаторов, вторые выводы которых через вновь введенный узел с изменяющимся сопротивлением подключены к общему выводу инвертора.

с их первыми входами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

3.Патент США Н , кл, Н 02 М 7/537, 1979.