Регулируемый инвертор

 

<1>738070

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 010876 (21) 2388931/24-07

Н 02 И 7/04 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР... по делам изобретений и открытий

Опубликовано 300580 Бюллетень ¹ 20

Дата опубликования описания 3рр58р (53) УДК621 ° 314. .57 (088,8) (72) Авторы изобретения

A.È.ÃèHçáóðã, В.И.Иевлев и О.Г.Угаров (71) Заявитель (54) РЕГУЛИРУЕИЫИ ИНВЕРТОР

Изобретение относится к области силовой преобразовательной техники и может быть использовано в качестве вторичного источника питания радиоэлектронной аппаратурй и устройств 5 автоматики. Известны инверторы, в которых режим сквозного замыкания устраняется путем введения в управляющие цепи устройств, задерживающих передний фронт импульсов, отпирающих силовые ключи .

Известны также регулируемые инверторы, в которых осуществляется широтно-импульсное регулирование транзисторного усилителя мощности, причем 15 управляющий сигнал формируется в результате логического умножения широтно-модулированного и тактового сигнала. Структурно они представляют собой усилитель мощности, управляемый от 20 логических элементов И, на входы которых подаются сигналы от счетного триггера и модулятора длительности импульсов .

Из известных устройств наиболее близкими по технической сущности являются инверторы, в которых в целях управления каждого ключевого устройства установлены RC-цепи,задерживающие передний фронт управляющих 30 импульсов. В качестве порогового элемента последовательно с управляющими переходами включены стабилитроны, К недостаткам этого устройства следует отнести следующее.

Задержка формируется в цепи управления каждого ключа различными устройствами задержки. Например, для мостового усилителя можности используется блок задержки, в состав которого входят четыре различных устройства задержки, включенные в управляющие цепи каждого из ключевых устройств.

Из-за разброса параметров RC-цепи, напряжений стабилизации стабилитронов, их различных температурных дрейфов времена. задержки в смежных поттупериодах могут оказаться разными.

Это вызовет несимметрию выходного напряжения, которая приведет к подмагничиванию сердечников выходных трансформаторов.

Фронты управляющих сигналов зависят, от динамических свойств стабили тронов, которые являются высокочастотными элементами, динамические параметры которых контролируются при изготовлении. Поэтому в известном устройстве не могут быть сформирова738070

I ны крутые фронты управляющих сигналов ;. Так как время задержки в известном стройстве определяется напряжением стабилизации использованного стабилит. рона, а последнее имеет большой разброс от образца к образцу, то придется"вводить в схему большой запас по времени. Это приводит к сокращению

- диапазона регулирования.

Задержка вводится в начале 10 каждого полупериода. Если для нерегулируемог»о инвертора это не снижает эффективности устройства, т" в слу»-" чае регулируемого инвертора, при длительностях импульса, меньших максимальных, введение такой задержки не создает дополнительного эффекта, так как между выключением одних переключателей -и »включением других существует естественный временной интервал, .определяемый модулятором длительности. Поэтому введение задержки на включение ведет только к сокраще" нию диапазона регулирования.

Тем, )ке недостатком — ограничением диапазо«йа регулирования — обпйдает 25 и и з вес тный способ,ограничен и я максимальной длительности импульса, выдаваемой модул ятором. Например, при

""вертикальном регулировании ограни" чйвае тся"максимально» е значение управ- З0 ляющего сигнала. Из-эа разброса параметров элементов схемы, их температурно-временных дрейфов, необходимо вводйть большие запасы, которые сокращают диапазон регулирования ° Особенно существенным это становится при повышении частоты инвертирования

Цель изобретения состоит в расширении диапазона регулирования и улуч .шении симметрии выходного напряжения.

Указанная цель достигается тем, что в регулиремом инверторе, содер-. жащем ключевые устройств а, з адающий генератор и устройство управления, вклвчающее, в частности, счетный триггер, блок задержки и модулятор 45 длительности импульсов, вход блока задержки соединен с выходом зад*аю- »щего гейератора, а- выход coenmMен со входом счетного триггера, синхронизи - рующим входом модулятора длительности 50 импульсов и первыми входами двух дополнительно введенных логических элементов И, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами счетного триггера, а третьи входы -55 с выходом модулятора длительности импульсов, Принципиальная схема инвертора приведена на фиг.1; временные диа- граммы напряжения в характерных точках схемы приведены на фиг.2. 60

Регулируемый инвертор состоит из задающего генератора 1, включенногс, на вход блока 2 задержки переднего фронта имйульсов, выход которого соединен со входом счетного триггера 3, 65 модулятора 4 длительности и логических элементов 5 и 6. Второй вход модулятора 4 соединен с источником 7 управляющего напряжения. Выходы логических элементов 5 и 6 соединены со входом ключевого усилителя 8 мощности

Графики на фиг.1 имеют следующие обозначения:

9 — напряжение на выходе задающего генератора 1;

10 — напряжение на выходе блока 2 задержки переднего фронта импульсов;

11,12- напряжения на прямом и инверсном выходах триггера 3; .

13 — напряжение на выходе модулятора 4 длительности;

14,15- напряжения на выходе логических элементов 5 и 6.

Пунктиром на графиках 14, 15 показана максимально возможная длитель-, ность импульса.

Работа устройства происходит следующим образом.

Задающий генератор 1 выдает прямоугольные импульсы с частотой, равной двойной частоте инвертирования. Блок

2 задержки сдвигает передний фронт импульсов на время %, которое выбирается равным времени рассасывания неосновных носителей в базах силовых транзисторов. В момент, соответствующий переднему фронту выходного напряжения устройства задержки, переключается счетный триггер 3. Таким образом, начало полупериода сдвинуто на время Ф относительно переднего фронта напряжения задающего генератора 1. Импульс напряжейия с выхода блока 2 задержки поступает в модулятор 4 и обеспечивает его обнуление в интервале +l . Поэтому передний фронт выходного импульса модулятора 4 также сдвинут на время относительно переднего фронта импульсов задающего генератора. Таким образом, на вход логических элементов

5 и 6 оказываются поданными три напряжения 10, 11 (или 12) и 13. Селекция по полупериодам осуществляется триггером 3. При отсутствии напряжения на выходе триггера (уровень нуля) сигнал на выходе логического элеменTcl отсутствует (ноль). Если напряжение управления таково, что длительность импульса модулятора (кривая 13) оказывается больше 180 (см. пуйктир на фиг.2), то исчезновение в интервале напряжения на выходе устройства задержки приведет к переключению сооветствующего логического элемента 5 (или 6). Таким образом, диапазон регулирования сверху ограничен углом 180 - ( причем Ф отсчитывается от конца полупериода к началу.

Времяэадающая цепь считает сам интервал Ф, а не интервал импульса

738070

Флюктуации этой величины, вызываемые разбросом параметров элементов и их температурно-временными дрейфами, не связаны с дрейфом задающего генератора и остальной части схемы.

Поэтому необходимый запас по времени . 2 определяется только сравнительно небольшим дрейфом устройства задерж- . ки.

Если же интервал определяется как разность длительностей полупериода и максимально допустимой длительности импульса,то есть как малая разность двух больших величин,то суммарный дрейф этой величины будет много больше,чем в предлагаемом устройстве. Таким образом, диапазон регулирования в 1 предлагаемом устройстве оказывается максимально возможным.

Использование одного устройства задержки, которое отсчитывает интервал C в обоих полупериодах, обес- 20 печивает симметрию выходного напряжения.

Наибольший положительный эффект при использовании предлагаемого устройства имеет место при повышении

25 частоты инвертирования, что необходимо для сокращения габаритов, когда время полупериода оказывается сокзмериьМм с временем рассасывания неосновных носителей в базе силовых транзисторов.

Формула изобретения

Регулируемый инвертор, состоящий из ключевых устройств, задающего генератора и устройства упрАвления, содержащего связанные между собой счетный триггер, блок задержки и модулятор длительйости импульсов, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования и улучшения симметрии выходного напряжения, вход блока задержки соединен с выходом задающего генератора, а выход соединен со входом счетного триггера, синхронизнрующим входом модулятора длительности импульсов н первыми входами двух дополнительно введенных логических элементов

И, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами счетного триггера, а третьи входы - с выходом модулятора длительности импульсов.

738070

Составитель В.андреев

Техред Н,Бабурка Корректор И,Муска

Редактор Н.Коляда

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная 4

Заказ 2825/34 т раж 783 .Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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