Способ управления @ -фазным транзисторным инвертором

 

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ т-ФАЗНЫМ ТРАНЗИСТОРНЫМ ИНВЕРТОРОМ; заключающийся в том, что для каждой фазы формируют импульсы управления, предназначенные для подачи на база-колл Vi S Vt iniJiiiiiiriinniniiiiinniiiiiiniiiuiHiHiHiiiiiiiiiiiniii ппрппппппппппГ1 t. Ten Uv Tete 9 и. .3r Ut X UH лекторные переходы транзисторов инвертора , отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и снрскения коммутационных потерь, задают время, необходимое для восставновления транзисторов, для каждой фазы фиксируют моменты переключения транзисторов и моменты, опережающие моменты переключения на Заданное время восставновления, а на интервале между двумя указанными зафиксированными моментами формируют вспомогательные импульсы, управления, предназначенные для подаi чи на б аз а-коллекторные переходы транзийторов соответствующей фазы инвертора. 1 00 tn СП СД ZF/

I I! I 11 1 I I I I I I I I I 1 11 IШIИ ИИ!ИИ1ШШШИ 1 И! ШИИ И ИШИ!ИИИ 1 ШИН!

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (l9) (II) SU (5 )4 Н 02 11 7/48

C: а ь

Ф с а м и< и ив йв

Ф9 с б

tg Сэ сб фис. 1 б С4

ГОСУДАРСТОЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3563381/24-07 (22) 11.03.83 (46) 15.10.85. Бюл. !(!9 38 (72) В.Е.Тонкаль, Э.Н.Гречко и В.Е.Павленко (71) Институт электродинамики

АН УССР (53) 621.314.27(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1!9 788311, кл. Н 02 М 7/48, 1979.

Авторское свидетельство СССР

И . 612382, кл. Н 02 М 7/48, 1977. (54)(57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ m-ФАЗНЫИ

ТРАНЗИСТОРНЫМ ИНВЕРТОРОМ, заключающийся в том, что для каждой фазы формируют импульсы управления, предназначенные для подачи на база-коллекторные переходы транзисторов инвертора, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и снижения коммутационных потерь, задают время, необходимое для восставновления транзисторов, для каждой фазы фиксируют моменты переключения транзисторов и моменты, опережающие моменты переключения на заданное время восставновления,. а на интервале между двумя укаэанными зафиксированными моментами формируют вспомогательные импульсы. управления, предназначенные для подачи на база-коллекторные переходы тран- Я зисторов соответствующей фазы инвертора.

1185550

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике,и может быть использовано для управления транзисторными инверторами с пониженными весогабаритными показателями для источников электропитания.

Цель изобретения — повышение быстродействия и снижение коммутационных потерь.

На фиг.1 изображены временные ди-аграммы,поясняющие способ и работу устройства, его реализующего; на фиг. 2 — функциональная схема устройства для реализации способа управления; на фиг. 3 — мостовой инвертор с квазисинусоидальным выходным напряжением.

Функциональная схема устройства для реализации данного способа

20 (фиг. 2) содержит задающий генера» тор 1, к которому последовательно подключены формирователь 2 импульсов по срезу, делитель 3 частоты и счетчик 4, первый дешифратор 5, под- ключенный к делителю 3 частоты, ! второй и третий дешифратор 6 и 7, подключенные к выходам счетчика 4.

Т-триггер S к прямому выходу которого непосредственно, а к инверсному 30 выходу через элемент И 9 подключен усилитель 10 мощности с выходным трансформатором 11 и вторичными обмотками 12.1-12.2 m, пусковой

RS — триггер 13, .к прямому выходу которого подключен R --вход триггера

8 и второй вход элемента И 9, а на выходе установлен тумблер 14, формирователи 15.1-15.m импульсов управления транзисторов инвертора, р предназначенные для подачи на база-эмиттерные переходы, элемент

И 16, подключенный входами к выходам задающего генератора 1 и первого дешифратора 5, элементы И 4$

17.1-17. m, подключенные к входам формирователей 18. 1-18.m вспомогательных импульсов управления, выходные трансформаторы 19. 1-19.ш формирователей 18.1-18.m с двумя щ вторичными обмотками 20.1-20.m, подключенными через диоды 22. 1-22.m

23. 1-23.m к переходам база-коллектор силовых транзисторов инвертора.

Инвертор (фиг.3) собран на полностью управляемых транзисторах

24.1-24,3 и 25.1-25.3.

Способ управления заключается в том, что задают время необходимое

I для восставновления транзистора.

Для каждой фазы инвертора фиксируют, моменты переключения транзисторов, затем формируют вспомогательные импульсы управления, предназначенные для подачи на база-коллекторные переходы транзисторов, длительность которых равна заданчом времени

Указанную последовательность операции осуществляют следующим образом.

Формируют импульсы опорной высокочастотной последовательности. Длительности импульсов опорной высокочастной последовательности импульсов (фиг. 1,q) задают равными времени, необходимому для восстановления транзисторов.По срезу опорных импульсов формируют вторую опорную высокочастотную последовательность импульсов (фи.18). Путем деления частоты второй опорной высокочастотной последовательности импульсов с принятым (фиг. 1) коэффициентом деления, равным пяти, выделяют последовательность импульсов несущей частоты модуляции (фиг.15), из которой формируют m логических сигналов управления соответственно для каждого плеча инвертора. Так, для примера (фиг.1 L,,g, e ) приведены логические сигналы управления трехплечевым мостовым инвертором с трехступенчатым выходным напряжением (фиг.1Ж).

Моменты переключения транзисторов в каждой фазе фиксируют в соответствии с несущей частотой модуляции. Формируют дополнительные сигналы управления, каждый иэ которых равен по длительности периоду несущей частоты модуляции. Фронт и срез импульсов дополнительного сигнала соответствуют моментам переключения транзисторов фазы инвертора. Так, дополнительный сигнал управления для первого сигнала управления (фиг.1 ) приведен на фиг.1 и в моменты времени

t„-фиксирует моменты переключений транзисторов °

Формируют второй опорной последовательностью импульсов дополнительную последовательность импульсов несущей частоты модуляции (фиг. 1u), опережающую каждый раз на Т „„ период опорной частоты основную последовательность импульсов несущей

1185550

45 частоты модуляции. Путем сравнения первой опорной высокочастотной последовательности импульсов (фиг.1q), и дополнительной последовательности импульсов несущей частоты модуляции 5 (фиг.1g) выделяют вспомогательную последовательность импульсов несущей частоты модуляции (фиг. 1к). Путем сравнения вспомогательной последовательности импульсов несущей 10 частоты модуляции соответственна с каждым иэ m дополнительных сигналов управления формируют по каждый фазе инвертора вспомогательную последовательность импульсов, предназ- 15 наченную для подачи после усиления в качестве вспомогательных импульсов управления на база-.коллекториые переходы транзисторов. Так, например, после сравнения вспомогательной 20 последовательности импульсов несущей частоты модуляции (фиг. 1k) с дополнительным сигналом управления первого плеча инвертора (фиг. 1 ) выделяют вспомогательную запирающую 25 последовательность импульсов фиг. 1 ) для база-коллекторных переходов транзисторов первого плеча инвертора. Фронты импульсов chopмированной последовательности

I 1 (2 З L4 t > 6 фиксируют NOMeH тй, опережающие моменты переключения транзисторов фазы на время из восстановления.

Прицип работы устройства реализации предлагаемого способа управления состоит в следующем.

Задающий генератор 1 формирует опорную высокочастотную последовательность импульсов с длительностя- 40 г ми импульсов, равными времени, необходимому для восстановления транзисторов инвертара, а формирователь 2 — вторую опорную последовательность импульсов. Сигналы первых двух блоков приведены соответственно на фиг. 1а, о

К выходу формирователя 2 подключен счетный вход триггера 8, К его прямому выходу непосредственно 50 а к инверсному через элемент 9 подключен усилитель 10. На вторичных обмотках выходного трансформатора

11 формируется IIQ две гальванически развязанных последовательности прямоугольных импульсов наполнения для формирователей. К прямому выходу триггера 13 подключены R-вход триггера 8 и второй вход элемента 9, который по команде "Пуск" и "Стоп разрешает или запрещает формирование последовательности прямоугольных импульсов наполнения . По команде

"Авария" .-триггер 13 мгновенно запрещает выработку последовательности прямоугольных импульсов наполнения и тем самым снимает управляющие импульсы с силовых ключей инвертора, реализуя сетевую защиту ключей инвертора и нагрузки от развития аварийных токов и напряжений.

Делитель 3 частоты и первый дешифратор 5 на своих выходах соответственно формируют последовательность импульсов несущей частоты модуляции и дополнительную последовательность импульсов несущей частоты модуляции, диаграммы которых приведены на фиг. 13, ц . Элемент И 16, подключенный к задающему генератору 1 и дешифратору 5, вырабатывает вспомогательную последовательность импульсов несущей частоты модуляции, график которой приведен на фиг. 1

Второй и третий дешифраторы 6 и 7, подключеные к выходу счетчика 4, формируют соответственно вторую последовательность сигналов управления для каждого плеча инвертора и дополнительную последовательность сигналов управления, На выходах элементов И 17 после сравнения сигналов с дешифратора

7 и элемента И 16 формируется вспомогательная последовательность импульсов. Данные сигналы после усиления с помощью формирователей

18.1-18.ш поступают с вторичных обмоток 20.1-20.ш выходных трансI форматоров 19. 1-19.ш в качестве вспомогательных импульсов управления на база-коллекторные переходы силовых транзисторов инвертора.

Таким образом, формируются моменты переключения каждого транзисторного плеча и на интервалах, равных времени восстановления транзисторов, формируются вспомогательные импульсы управления на переходах база-коллектор обоих транзисторов каждого плеча инвертора. По отношению к закрытому транзистору он не оказывает влияния на его состояния. По отношению к открытому транзистору, который находится в режиме насыщения, i185550

Фиг t

ВНИИПИ Заказ 6434/56 Тираж б45 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4 вспомогательный импульс выводит транзистор из области насыщения в режим слабого насыщения, либо на границу активной области н области насьпчения. Длительность времени, необходимо для восстановления транзисторов, выбирается в эависиMoсти от инерционных свойств транзистора в области насыщения. Одновременно с окончанием воздействия на переходы база-коллектор вспомогательных импульсов управления происходит реверс импульсов управления а переходах база-эмиттер, В результате гереключения транзисторного плеча осуществляется без сквозных токов, так как процессы спада и нарастания токов в противогазно-переключаемых транзисторах начинаются одновременно, тем самым исключается повышение коммутационной перегруэf0 ки силовых транзисторов инвертора.

Из-за отсутствия запаздывания тока силовых транзисторов относительно импульсов управления повышается быстродействие инвертора.