Инвертор

 

О П И С А Н И Е ()936310

H3OSPETE Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социапистичесиик

Респубпик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22)Заявлено 28.05.80 (21) 2931312/24-07 (5I)M. Кл. с присоединением заявки М

H 02 M 7/537

Гевударствснныб коиитет

СССР (23) ПриоритетОпубликовано 15. 06. 82. Бюллетень М 22

Дата опубликования описания 1 .06.82

В (53) УДК 621. 314. .58(088.8) ао делам кзабретеккй и открытки

С. Н. Болдырев, А. Н. Марьянский, B. Г. Яцук .и Ю. М. Васильев (72) Авторы изобретения

Истринское отделение Всесоюзного научно-исследовательского института электромеханики (7! ) Заявитель (54) ИНВЕРТОР

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при разработке регулируемых вторичных источников электропитания.

Известен инвертор, который содержит силовой трансформатор, два переключателя на транзисторах, управляемых через вентильные устройства, схему сравнения выходного напряжения с опорным напряжением, формирующую сигнал управления, задающий генера10 тор и устройство формирования длительности импульсов управления транзист орами (1 ).

Недостатками известного инвертора !

5 являются сложность устройства формирования длительности импульсов, отсутствие постоянной временной эадеожки 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 близким по технической 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 тран3 9363 зисторов 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. 19

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 йодключены 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 элементов

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 которых подключены к первым входам двух логичесао ких элементов И 3 и 4, их вторые входы через исполнительные элементы 5 и 6, содержащие ключевые 7 4 8 и по роговые 9 и 10, подключены к двум датчикам тока 11 и 12, установленных в силовых цепях (эмиттерах) транзис45 торов 13 и 14, которые совместно с транзисторами 15 и 16 образуют двухтактный мостовой усилитель мощности !

7. 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 24 инвертора. Третий

10 4 конденсатор 25 подключен через диоды

26 и 27 к первым входам логических элементов И 3 и 4, и ко вторым их входам непосредственно.

Инвертор работает следующим образом.

Генератор тактовых импульсов формирует импульсы управления T-триггера 2, выходные импульсы с Т-триггера 2 подаются на первые входы логических элементов И 3 и 4. При поступлении импульса управления на первый вход элемента 3 его второй, вход в это время находится пад 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 потенциалом. По мере заряда конденсатора 25 по цепи второй вход логического элемента И 3, 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 чеоеэ 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 4. Перезаряд емкости 25 происходит по цепи: второй вход элемента 4, 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 выхода логических элементов И. Широтно-импульсное регулирование осуществляет- . ся путем подключения параллельно конденсатору 25, 20 или, 21 постоянная времени перезарядка которых зависит от величины узла 22, иэменяюще5 9363 еся пропорционально сигналу управления блока 23.

Защита инвертора от перегрузок по току производится за счет снятия управляющих импульсов с включенных s транзисторов моста 17 путем подключения вторых входов элементов 3 или 4 вспомогательными ключами 7 или 8 к общему выводу инвертора 24 по сигналу с датчиков тока 11 или 12- и пре- 1В вышения величины сигнала напряжения срабатывания пороговых элементов 9 или 10, Предлагаемый двухтактный мостовой . транзисторный инвертор содержит мень- 15 шее количество элементов и за счет этого имеет надежность выше, чем у известных инверторов, при этом имеет функции присущие наиболее близкому инвертору: фиксированный интервал 20 мертвой зоны для исключения сквозных токов через транзисторы моста при максимальной длительности управляющих импульсов, возможность широтноимпульсной модуляции импульсов управ- 2s пения транзисторами моста в зависимости от величины сигнала управления.

Формула изобретения

1. Инвертор, содержащий генератор тактовых. импульсов,. подключенный ко

10 6 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 транзисто. ров двухтактового усилителя мощности с выходным трансформатором, управляющие переходы которых связаны с выходами логических элементов И, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения, 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.

2. Инвертор по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения надежности, введен третий конденсатор, подключенный ко вторым входам указанных элементов И непосредственно и через дополнительные диоды с их первыми входами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании Р 1312153, кл. H 02 H 7/537, 1975.

2. Патент Франции " 2375741, кл. H 02 M 7/537, 1979.

3. Патент США и 4150424, кл H 02 и 7/537 1979

Составитель И. Никитин

Редактор И. Митровка Техред А. Ач Корректор В. Синицкая

Заказ 4245/70 Тираж 721 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал Ilflll "Патент-", r, Ужгород, ул. Проектная, 4