Устройство для управления двухтактным преобразователем постоянного напряжения в переменное

 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в статических преобразователях на транзисторах и интегральных микросхемах. Целью изобретения является повышение надежности . Устройство содержит генератор прямоугольНого напряжения, усилитель мощности, входы которого подключены к выходам логических элементов. В устройство введены две интегрирующие RC-цепи, /первая из которых включека между выхд- ДомГпервбгО| элемёНтй 2 ИЛИ-НЕ и вторым входом вторЪго элемента 2 ИЛИ-НЕ, а втораяс:- между вь ходЬ1М втбрдго элемента 2 ИЛИ-НЁ и вторым входом первого элемента 2 ИЛИ-НЕ. Во время существования ло: гичёскрй единицы на выходе одного из логических элементов зарядится конденсатор (рЧё;нйой к нему RC-цепи, который разряжается следующем полупёрИоде гбнератора пряШугоЛьного Йаггряжёнйй; На время своего разряда до уровня логического нуля по входу второго логического элемента этот конденсатор задержит формирование управляющего импуЛ бса дл следующего пОлуперйода усилителя мощности дб тех riop, пока на обоих входах данного логического элемента установятся логические нули . Время задержки можно устанавливать . йнди ёи дуй л%ь;й д: д й 1сд вг 1 йЗйс1гвгрЭ усилителя Мощности. 2 ил.. со с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 02 М 7/48

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

{21) 4473227/07

{22) 11.08.88 (46) 30.01,93. Бюл. М 4 (71) Научно-исследовательский институт

"Квант" (72) В.Н.Скачко (56) Патент США

%4155113, кл. Н 02 М 7/48, 1979.

Заявка Японии

М 49-21849, кл. Н 02 M 7/52, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ДВУХТАКТНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ

ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ (57) Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в статических преобразователях на транзисторах и интегральных микросхемах. Целью изобретения является повышение надежно-" сти. Устройство содержит генератор прямоугольного напряжения, усилитель мощности, входы которого подключены к

Изобретение относится к.электротехнике и предназначено для использования в статических преобразователях параметров электрической энергии.

Известен двухтактный преобразователь напряжения постоянного тока в переменный с цифровой схемой управления, включающей генератор импульсов, счетный триггер, имеющий по два выхода, и две логические схемы, ко входам каждой из которых подключены инверсные выходы триггера и один из выходов генератора, второй выход которого подключен к счетному

5U„„1791940 А1 выходам логических элементов. В устройст. во введены две интегрирующие RC-цепи, первая иэ которых включена между выходом первого элемента 2 ИЛИ-HE и вторым входом второго элемента 2 ИЛИ-НЕ, а вторая — между выходом второго элемента 2

ИЛИ-НЕ и вторым входом первого элемента 2 ИЛИ-НЕ. Во время существования логической единицы на выходе одного из логических элементов зарядится конденсатор подключе,нйой к нему RC-цепи, который разряжается в следующем полупериоде генератора прямоугольного напряжения. На время своего разряда до уровня логического нуля по входу второго логического элемента этот конденсатор задержит формирование управляющего импульса для следующего полупериода усилителя мощности до тех пор, пока на обоих входах данного логического элемента установятся логические нули. Время задержки можно устанавливатЬ индивидуально для каждого транзистора усилителя мощности. 2 ил, входу триггера. Выходы логических элементов через.схему защиты подключены к базаэмиттерным переходам транзисторов усилителя мощности.

В этом преобразователе выходные импульсы схемы управления короче полупериодов повторения импульсов генератора на величину, равную длительности этих импульсов, которую устанавливают, исходя из известного времени выключения транзисторов усилителя мощности.

Недостатком устройства является то, что, если возникает необходимость коррек1791940

30 элементов 2 ИЛИ-НЕ

40

50 ции длительности импульсов генератора, это оказывается сопряженным с изменением его частоты и частоты преобразования в целом, что не во всех случаях приемлемо.

Известен двухтактный преобразователь постоянного напряжения в переменное, содержащий генератор прямоугольного напряжения с прямым и инверсным выходами, первый и второй логические элементы, один из входов каждого из которых подключен к одному из выходоц генератора, и транзисторный усилитель мощности, входы которого подключены к выходам логических элементов, а выход является выходом устройства.

Генератором прямоугольного напряжения в данном случае является тоже счетный триггер, а также имеется генератор (с одним выходом), Принципиально новым узлом является ждущий мультивибратор, вход которого одновременно со счетным входом триггера подключены к выходу генератора, Переключение триггера происходит от тех же импульсов, которыми запускается ждущий мультивибратор, выход которого подключен.одновременно к вторым входам логических элементов. На время существования импульса ждущего мультивибратора производится логическое вычитание части очередного полупериода, формируемого триггером. Установка требуемой степени укорочения управляющих импульсов на транзисторы усилителя мощности производится изменением длительности импульсов ждущего мультивибратора без изменения частоты преобразования.

Недостатки прототипа заключаются в том, что задержка включения следующего транзистора усилителя мощности каждый раз при переключениях производится на одну и ту же временную установку, в то время, как два транзистора усилителя мощ. ности не могут быть абсолютно идентичными по времени рассасывания неосновных носителей в базах транзисторов усилителя мощности и поэтому время задержки включения последующего транзистора в общем случае не может быть таким же, как предыдущего. Поэтому "токи перекрытия" ("сквозные токи") могут оказаться не исключенными и следовать через каждый полупериод, что снижает надежность преобразователя и приво. дит к генерации помех, Целью изобретения является повышение надежности при одновременном упрощении.

Поставленная цель достигается тем, что в двухтактный преобразователь постоянного напряжения в переменное, содержащий генератор прямоугольного напряжения с прямым и инверсным выходами, первый и второй логические элементы, один из входов каждого из которых подключен к одному из выходов генератора, и транзисторный усилитель мощности, входы которого подключены к выходам логических элементов, а выход является выходом устройства, введены первая и вторая интегрирующие RC-цепи, входами подключенные соответственно к выходам первого и второго логических элементов, а выходами — к вторым входам соответственно второго и первого логических элементов, выполненных в виде элементов

2 ИЛИ-НЕ.

На фиг, 1 показана схема преобразователя постоянного напряжения в переменное; на фиг, 2 — эпюры напряжений в характерных ее точках.

Устройство состоит из задающего генератора 1 прямоугольного напряжения с прямым 0 и инверсным Q выходами, первого 2 и второго 3 логических элементов 2 ИЛИНЕ, двухтактного усилителя мощности 4, первой 5 и второй 6 интегрирующих RC-цепей, каждая из которых содержит резистор

7 и конденсатор 8. Выходы Q u Q задающего генератора 1 подключены к первым входам соответственно первого 2 и второго 3 логических элементов, выходы которых подключены ко входам усилителя мощности 4 и одновременно — к входам первой 5 и второй

6 интегрирующих RC-цепей, выходами подключенных ко вторым входам соответственно второго 3 и первого 2 логических

На фиг. 2 эпюры показывают напряжения на выходе: 9 — прямом Q генератора 1;

10 — инверсном Q генератора 1; 11 — первого логического элемента 2; 12 — второго логического элемента 3; 13 — первой RC-цепи 5;

14 — второй RC-цепи 6.

Работает двухтактный преобразователь постоянного напряжения в переменное следующим образом.

Усилитель мощности 4 активируется логическими единицами, а их появление на выходе любого логического элемента 2

ИЛИ-НЕ, например 2 (эпюра 11), возможно только при совпадении логических нулей на

его входе, На первом его входе он устанавливается (эпюра 9) на длительность отрицательного полупериода задающего генератора 1, а на втором — только после разряда конденсатора 8 второй RC-цепи 6 (эпюра 14), начинающегося после того, как на выходе второго логического элемента 3 установится логический нуль. Это происходит сразу же, как на первом era входе от задающего генератора 1 появится логическая единица (эпюра 10) — независимо от

1791940 состояния второго входа этого логического элемента. Аналогично этому логическая единица (эпюра 12) на выходе второго логического элемента 3 устанавливается в последующем полупериоде задающего генератора, спустя время разряда (до уровня логического нуля, эпюра 13) конденсатора 8 первой RC-цепи 5. Постоянная времени разряда конденсатора 8 каждой RC-цепи определяет, таким образом, временную задержку появления логической единицы на выходах логических элементов, оканчивающейся всякий раз строго в момент смены полупериодов задающего генератора 1.

Положительный потенциал на выходе каждого логического элемента существует меньший промежуток времени, чем отрицательный (пауза), Длина паузы, когда на выходе обоих логических элементов устанавливаются логические нули, определяется попеременно RC-цепью 5 и RCцепью 6. В течение этих пауз происходит рассасывание неосновных носителей в базах транзисторов усилителя мощности, ранее находившихся в проводящем состоянии и остающихся в этом состоянии на время рассасывания. Установив длительность пауз на время естественной задержки выключения транзисторов усилителя мощности; удается устранить "сквозные токи" ("токи перекрытия") этих транзисторов.

Положительный эффект изобретения по сравнению с прототипом заключается в том, что длительность паузы в каждом полупериоде задающего генератора 1 может устанавливаться отличной от другого полупериода под физические параметры транзистора усилителя мощности, рассасывающегося в данном полупериоде.

Поскольку оба транзистора усилителя мощности (или любое другое их число в более сложных вариантах усилителей мощности) неизбежно имеют технологический раз5 брас, то становится возможным установить это время применительно для транзистора каждого плеча усилителя мощности (группы транзистора плеча), полнее использовав возможности метода устранения токов пе10 рекрытия, добиваясь большего эффекта, Этим повышается надежность, так как токи перекрытия устраняются в большей степени и, кроме того, устройство проще, потому что две RC-цепи содержат меньшее число эле15 ментов, к тому же пассивных, чем одновибратор прототипа. Последним обстоятельством обьясняется большая экономичность преобразователя, т.е, повышение КПД, Формула изобретения

20 Устройство для управления двухтактным преобразователем постоянного напряжения в переменное, содержащее генератор прямоугольного напряжения с прямым и инверсным выходами, первый и

25 второй элементы 2 ИЛИ-НЕ, один из входов каждого из которых подключен к соответствующему выходу генератора прямоугольного напряжения, выходы элементов 2

ИЛИ-НЕ предназначены для подключения к

30 управляющим цепям транзисторов двухтактного преобразователя постоянного напряжения в переменное, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, введены первая и вторая интегрирующее

35 -RC-цепи, входами подключенные соответственно к выходам первого и второго элементов 2 ИЛИ-НЕ, а выходами — к вторым входам соответственно второго и первого элементов 2 ИЛИ-НЕ, 1791940

Составитель В.Скачко

Техред М.Моргентал

Редактор Н,Пигина

Корректор. С.Патрушева

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 158 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5