Регулируемый мостовой инвертор

 

(! 9) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (i1)s Н 02 М 7/537

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 2430134/07 (22) 20,12.76 (46) 30,09,92, Бюл. ¹ 36 (72) А,И,Гинзбург, А.Б,Серебренник и

О. Г,Угаров (53) 621.314.58(088,8) (56) Электроника, 1973, № 8, с.67.

Патент США ¹ 3263150, кл. 321 — 45, опублик. 1966, Патент США № 3343062, кл. 321 — 2, опублик. 1967. (54)(57) РЕГУЛИРУЕМЫЙ МОСТОВОЙ ИНВЕРТОР, содержащий связанные между со.— бой модулятор длительности импульсов с источником управляющего напряжения, задающий генератор, коммутирующий и управляющий блоки, связанные с базами силовых транзисторов, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования и улучшения массо-габаритных показателей, коммутирующий блок связанный с задающим генератором выполнен в виде последовательно включенных блока

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано во вторичных источниках питания радиоэлектронной аппаратуры, устройств автоматики и вычислительной техники.

Известны мостовые инверторы, в которых регулирование выходного напряжения достигается за счет широтно-импульсной модуляции.

В одном изизвестных инверторов модуляция осуществляется путем логического

ВЗАМЕН РАНЕЕ ИЗДАННОГО задержки, счетного триггера и предоконечного усилителя мощности.

2. Инвертор по п.1, отл и ч а ю щ и и ся тем, что управляющий блок содержит свя- . занные между собой предоконечный усилитель мощности и 0-триггер; вход 0 которого соединен с соответствующим выходом счетйого триггера коммутирующего блока, а синхронизирующий вход — с выходом логического элемента И-НЕ, один из входов которого связан с выходом блока задержки коммутирующего блока и входом модулятора длительности, а другой с выходом последнего.

3. Инвертор по п,1, отличающийся тем, что управляющий блок содержит формирователь отпирающих импульсов, связаннйй с выходом логического элемента И, один вход которого соединен с вЪ ходом модулятора длительности, а другой с его входом и выходом дополнительного блока задержки, причем"вход йоследйего связан с задающим генератоРом. " умножения сигналов триггера, модулятора длительности импульсов и блокирующего сигнала, разрешающего включение транзистора после исчезновения напряжения на

ВыхОдном трансформаторе, Однако, предлагаемое решейие нвпрйемлемо для мосто аого ин вертора.

В другом известном инверторе модулятор длительнбсти импульсов, выполненный на магнитном усилителе, не исключает режимов сквозного замйкаййя в начале пол. упериода при вклФчейии трайзисторов, 738075 связанных с управляющим блоком, Исклю- 0-триггер, синхронизирующий вход которочение сквозных замыканий в конце полупе- ro соединен с выходом элемента И-НЕ, а риода в режиме максимальной 0-вход с соответствующим выходом счетнодлительности импульса достигается в изве- го триггера коммутирующего блока и предстном инверторе за счет ограничения мини- 5 оконечный усилитель мощности, связанный мальной длительности импульса с выходами 0"триггера, а в другом случаеон магнитного усилителя. Разброс характери- содержит формирователь отпирающих им- . : стик магнитных материалов сердечников пульсов, связанный с логическим элеменприводит к необходимости существейного том И, один вход которого соединен с сокращения диапазона регулирования. 10 выходом модулятора длительности, а другой

Наиболее .близким техническим реше- с его синхронизйрующим входом и выходом нием является устройство, в котором комму- дополнительного блока задержки, вход котирующий блок выполнен в виде торого связан с задающим генератором. автогенератора на трайзисторах и транс- . Регулируемый мостовой инвертор еоформаторе с насыщающимся сердечником, 15 стоит из транзисторного усилителя мощно управляющий блокввидеавтогенераторас сти, выполненного на транзисторах и внешним запуском, который подается от . трансформаторе, ко вторичной обмотке ковыходных цепей модулятора длительности торого подсоединена нагрузка, задающий импульсов. Времязадающая цепь модулято-: генератор, коммутирующий блок, содержара выполнена на" последовательно. соеди- 20 щий последовательно включенные блок зайенных конденсаторе и регулирующем ток держки, счетный триггер и предоконечный заряда транзисторе. Для исключения режи- усилитель, модулятордлительностйсвязанма отсечки этого транзистора его коллек- ный с управляющим блоком, который по торная цепь зашунтирована резисторбм.. первомуварйантусодержитлогическийэле-

Подобное ограничение максимально воз- 25 мент И вЂ” НЕ, выходкоторогосоединенссинможной длительности импульса обладает хронизирующим входом D-триггера, тем недостатком, что режйм" "ограничейия связанными со вторым предоконечным усивозникает не в виде йзлома характеристики лителем, а по второму варианту он содержит .управления; а как плавный переход, Поэто- . второй узел задержки, своим входом свя- му реальноеограничениедлительностиока- 30 занный с задающим генератором, а выхозывается много . больше расчетной дом с одним из входов логического величййы, что йриводит к сокращению диа- элемента И, выход которого соединен с вхопазона регулированйя.. - дом формирователя отпирающих импульФронты выходных сигналов, формируе- сов. мые" на электромагнитных элементах с на- 35 По первому варйанту выход узла задерсыщением оказываются достаточно жки соединен с одним из входов логическопояогими, из-за неидеальной прямоуголь- ro элемента И вЂ” НЕ и входом модулятора ности петельгистерезисаихсердечников, С длительности, а выход последнего со втоповышением частоты инвертирования этот рым входом элемента И вЂ” НЕ, вход О-триггенедостаток становится все ощутимее, 40 ра соединен с соответствующим выходом

Цель изобретения состоит в расшире- счетного трйггера, ричем коммутирующий нии.дйапазона регулирования и улучшении блок связан с одной парой силовых транзимассо-габаритных показателей.. сторов моста, включенного последовательПоставленнаяцельдостигаетсятем,что но между выводами источника питания, а в регулируемом мостовом инверторе, со- 45 управляющий блок c другой парой. держащем связанные между собой модуля- . По второму варианту вход модулятора тор длительности импульсов с источником длительности соединен с выходом узла эауправляющего йапряженйя, задающий ге- держки,авыходсовторымвходомэлемента . нератор, коммутирующий и управляющий И, причем формирователь отпирающих им. блоки, связанные с базами силовых транзи- 50 пульсов, с одной парой силовых транзистосторов, коммутирующий блок связанный с ров моста, подключенных к одному выводу задающим генератором выполнен в виде источника питания, а коммутирующийсдрупоследовательно включенных блока задер- гой парой.

:жки, счетного триггера и предоконечного Работаустройствапопервомуварианту усилителя мощности. а управляющий блок. 55 происходит следующим образом. в одном случае, содержит логический эле- Задающий генератор выдает исходную мент И-HE. один вход которого соединен с последовательность импульсов. Примем,, выходом узла задержки коммутирующего что счетный триггер переключается в моблока и входом модулятора длительности мент прохождения переднего фронта имимпульсов, а другой с выходом последнего, пульса, а 0-триггер информацию, 738075 существовавшую íà его О-входе, передает Коммутирующий блок устройства по нэ прямой выход в момент прохождения второму варианту работает аналогично опипереднего фронта синхроимпульса. При санному выше, На базы первого и третьего этих условиях блок задержки должен задер- транзисторов подаются, сдвинутые на инживать на определенный интервал именно 5 тервал r> . управляющие сигналы. Блок запередний фронт исходной:последователь- держки сдвигает передний фронт ности импульсов, Выходное напряжение импульсов задающего генератора нэ интер- . счетного триггера подается на предоконеч- вал тг > r< . ный усилитель мощности. Условимся, что, 3то напряжение обеспечивает обнулепрямой выход счетного триггера открывает 10. ние модулятора длительности, выходное напервый транзистор моста при появлении на . пряжение которого, так же кэк и в первой. нем единицы, а инверсйый выход — откры- схеме, равно едйнице во время интервала

П задержки т2 . Логический элемент перередполагается, что модулятор дли- множает напряженйя, формируя на своем тельности импульсов выполнен по принци- 15 выходе управляющий сигна, и выходе управляющий сигнал, поступающий пу вертикального управления, в котором на вход формирователя импульсов. Последпостоянное управляющее напряжение ний управляет силовыми транзисторами. сравнивается с пилообразным. В моментик Работа силового моста происходит слеравенства модулятор переключается из од- дугощим образом. Если были открыты перного устойчивого состояния в другое. На 20 вый и четвертый транзис вый и четвертый транзисторы, то после него подается напряжение, которое вызы- окончания интерва э r окончания инте вала r4 четвертый транзивает обнуление в интервале т1 . Поэтому от- стор выключае с, р стор выключается, а первый транзистор оссчет времени модулятор начинает в каждый тается включенным. В пре ельн м л окончания интервала г1, хотя . при максимальной длительности импульса его выходное напряжение вэтом интервале >5 четвертый транзистор выключается в моравно единице, так же как и в интервале T2 .. мент, соответствующий переднему фронту

В момент их равенства модулятор переклю- наг,ряжения задающего генератора. Через чается и нулевой уровень остается до конца интервал r> происходит переключение такта. третьего и первого транзисторов в условиях, Выходное напряжение модулятора и З0 когда оба транзистора(четвертый и второй) напряжение блока задержки подаются на выключены, Через интервал(rg — r> ) вклювходылогйческогоэлемента И-НЕ. В интер- чается второй транзистор и ток протекает вале r единичный уровень его выходного через третий и второй тр з р Е через третий и второй транзисторы. Если напряжения определяется нулем в напря- выбрать интервал r равным времени расР 4 У ои уро е оп- сасывания второго и четвертого транзистоределяется единицами на выходах ров, то переключение первого и третьего модулятора и блока задержки. В остальное транзисторов не вызовет сквозного замыка. время (интервал паузы) единичный уровень ния. Если же интервал (rz — r>) будет вынапряжения определяется нулем на выходе бран равным времени рассасывания первого и третьего транзисторов, то включеПри повышении управляющего напРа- ние второго или четвертого транзисторов жения выше амплитуды пилы модулятор не также не вызовет сквозного замыкания. переключается, Однако, нулевой уровень в . Предлагаемый инвертор может быть вынапряжении в интервале г все эвно вы1 се Равно вы- полнен на полупроводниковых злементэх и зовет переклЮчение логического элемента 45 микросхемах Среднего уровня интеграции. — НЕ. Такое исполнение снимает ограничения по

В интервал r4 íà D-входе триггера су- частотному диапазону, так как коммутйрующествовало единичное напряжение. В мо- щие блоки формируют достаточно крутые мент прохождения переднего фронта фронты выходных сигналов. и позволяе с50 тйнапряжения триггер переключается, еди- пользовать пленочную технологию. ничное напряжение появляется на его прямом выходе, а нулевое — на инверсном. При Использование блоков задержки исквыбранной фазировке единичный уровень лючает режимы сквозных замыканий и макна прямом выходе триггера через уСилитель симал ь но Рве ши р я ет

55 и диапазон мощности должен открывать третий транзи- регулировайия. Применение предлагаемого стор силового моста, а нулевой уровень на .инвертора сокращает габариты устройства инверсном выходе — закрывать четвертый и повышает его надежность. транзистор моста.