Регулируемый мостовой инвертор

ВЗАМЕН РАНЕЕ ИЗДАННОГО СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК(53) 5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 2(46) 30,09,92, Бюл. %362. Инвертор по п,1, отл ича ю щ ийс- (72) А,И,Гинзбург, А,Б,Серебренник и я тем,чтоуправляющийблоксодержитсвя- . О.Г,Угаров: занные между собой предоконечный усили- (53) 621.314.58088,8) тель мощности и О-триггер; вход О которого (56) Электроника, 1973, М 8, с,67. соединен с соответствующим выходом счетПатент США М 3263150, кл, 321 - 45, його триггера коммутирующего блока, а опублик. 1966 синхронизирующий вход - с выходом логиПатент США В 3343062, кл, 321 - 2, опуб- ческого элемента И-НЕ, один из входов колик. 1967. торого связан с выходом блока задержки54)(57) РЕГУЛИРУЕМЫЙ МОСТОВОЙ Ин- коммутирующего блока и входом модулято- ВЕРТОР, содержащий связанные междусо. - ра длительности, а другой с вцходом побой модулятор длительности импульсов с следнего.источником управляющего напряжения, за, Инвертор по п;1, о т л и ч а ю щ и й с я дающий генератор, коммутирующий и уп- тем, что управляющий блок содержит формиравляющий блоки, связанные с базами рователь отпирающих импульсов, связан- силовых транзисторов, о т л и ч а ю щ и йс я нцй с выходом логического элемента И, тем, что, с целью расширения диапазона ре- один вход которого соединен с вЪходоммогулирования и улучшения массо-габаритных дулятора длительйости, а другой с его вхопоказателей, коммутирующий блок связан- дом и выходом дополнительного блока ный с задающим генератором "выполнен в задержки,причем"входйоследйегосвязанс а виде последовательно включенных блока . задающим генератором,Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано во вторичных источниках питания радиоэлектронной аппаратуры, устройств автоматики и вычислительной техники.Известны мостовые инверторц, в которцх регулирование выходного напряжения достигается за счет широтно-импульсной модуляции.В одном изизвестных инверторов модуляция осуществляется путем логического умножения сигналов триггера, модулятора СЧ длительности импульсов и блокирующего сигнала, разрешающего включение транзистора после исчезновения напряжения на выходном трансформаторе, Однако, предлагаемое решейие непрйемлемо для мосто- вого ин вертора.В другом известном инверторе модулятор длительности импульсов, выполненный на магнитном усилителе;"не исключает режимов сквозного замцкаййя в начале пол, упериода при вклВчейии трайзисторов,связанных с управляющим блоком, Исклю- О-триггер, синхронизирующий вход которочение сквозных замыканий в конце полупе- го соединен с выходом элемента И-НЕ, а риода врежиме максимальной О-вход с соответствующим выходом счетно- длительности импульса достигается в изве- го триггера коммутирующего блока и предстном инверторе за счет ограничения мини оконечный усилитель мощности, связанный мальной длительности импульса с выходами О-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 другойНаиболее .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 трзйзисторах и транс- . Регулируемый мостовой инвертор соформаторе с насыщающимсясердечником, 15 стоит из транзисторного усилителя мощно- управляющий блок в виде звтогенератора с сти, выполненного. на транзисторах и внешним запуском, который подается от . трансформаторе, ко вторичной обмотке ковыходных цепей модуляторадлительности торого подсоединена нагрузка, задающий импульсов. Времязздающая цепь модулято-: генератор, коммутирующий блок, содержаравыполнена на" последовательно. соеди щий последовательно включенные блок зайенных конденсаторе и ретулирующем ток держки, счетный триггер и предоконечный заряда транзисторе. Для исключения режи- усилитель, модулятордлительностйсвязанма отсечки этого транзистора его коллек- ный с управляющим блоком, который поторнаяцепь зашунтирована резисторбм. первому варйанту содержитлогический эле- Подобное ограничение максимально воз ментИ - НЕ,выходкоторогосоединенссинможной длительностиимпульса обладает хронизирующим входом О-триггера, тем недостатком, что режймограничейия связанными со вторым предоконечным усивозникает не ввиде йзлома характеристики лителем, а по второму варианту он содержит управления; а как плавный переход, Поэто- второй узел задержки, своим входом свя- му реальноеограничениедлительностиока занный с задающим генератором, а выхозываетсямного . больше расчетной дом с одним из входов логического величййы,что йриводит к сокращению диа- элемента И, выход которого соединен с вхопазона регулированйядом формирователя отпирающих импульФронты выходных сигналов, формируе- сов.мые" нз электромагнитных элементах с нз По первомуварйанту выход узла задерсыщением оказываются достаточно жки соединен содним из входовлогическопояогими, из-за неидеальной прямоуголь- го элемента И - НЕ и входом модулятора ности петельгистерезисаихсердечников, С длительности, а выход последнего со втоповышением чзстоты инвертирования этот рым входом элемента И - НЕ,вход О-триггенедостатокстановится все ощутимее, 40 ра соединен с соответствующим выходомЦель изобретения состоит в расшире- счетного трйггера, причем коммутирующийнии дйапазонарегулирования и улучшении блок связан с одной парой силовых транзимассо-габаритных. показателей,сторов моста, включенного последовательПоставленнаяцельдостигаетсятем,что но между выводами источника питания, ав регулируемом мостовом инверторе, со управляющий блок сдругой парой.держащем связанныемежду собой модуля- По второму варианту вход модулятора тор длительности импульсов с источником длительности соединен с выходом узла эауправляющего напряженйя, задающий ге- держки,авыходсовторымвходомэлемента .нератор, коммутирующий и управляющий И, причем формирователь отпирающих им. блоки, связанные с базами силовых транзи 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 Работзустройствапопервомуварианту усилителя мощности, а управляющий блок, 55 происходит следующим образом.в одном случае, содержит логический эле- Задающий генератор выдает исходную мент И-НЕ, 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 О-триггер информацию,738075существовавшую на 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 т 1 . управляющие сигналы, Блок запередний фронт исходной:последователь- держки сдвигает передний фронт ности импульсов, Выходное напряжение импульсов задающего генератора нэ интерсчетного триггера подается на предоконеч- вал г 2р.ный усилитель мощности. Условимся, что, Это напряжениеобеспечивает обнулепрямой выход счетного триггера открывает 10 ние модулятора длительности, выходное напервый транзистор моста при появлении на . пряжение которого, так же каки в первой нем единицы, а инверсйый выход - откры- схеме, равно едйнице во время интервалаПзадержки т 2, Логический элемент перередполагается, что модулятор дли- множает напряженйя, формируя на своем тельности импульсов выполнен по принци выходе управляющий сигна, йвыходе управляющий сигнал, поступающий пу вертикального управления, в котором на вход формирователя импульсов. Послед- постоянное управляющее напряжение ний управляет силовыми транзисторами. сравнивается с пилообразным. В момент их Работа силового моста происходит слеравенства модулятор переключается из од- дующим образом. Если были открыты перного устойчивого состояния в другое, На 20 вый и четвертый транзисвый и четвертый транзисторы, то посленего подается напряжение, которое вызы- окончания интерва э токончания инте вала п четвертый транзивает обнуление в интервале т 1, Поэтому от- стор выключае с, рстор выключается, а первый транзистор оссчет времени модулятор начинает в каждый тается включенным, В пре ельн мл окончания интервала г 1, хотя при максимальной длительности импульса его выходное напряжение вэтоминтервале 25 четвертый транзистор выключается в моравно единице, так же как и в интервале т 2 мент, соответствующий переднему фронту В момент их равенства модулятор переклю- наг,ряжения задающего генератора. Через чается и нулевой уровень остается до конца интервал т 1 происходит переключение такта, третьего и первого транзисторов в условиях,Выходное напряжение модулятора и З 0 когда оба транзистора(четвертый и второй) напряжение блока задержки подаются на выключены, Через интервал( т 2 - г 1 ) вклювходылогйческогоэлемента И-НЕ. В интер- чается второй транзистор и токпротекает вале г 1 единичный УРовень его выходного через третий и второй тр з р Ечерез третий и второй транзисторы, Если напряжения определяется нулем в напря- выбрать интервал т равным времени расР 4 У ои Уровень 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 ( тг - т 1) будет вынапряжения определяется нулем нэ выходе бран равным времени рассасыванияпервого 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 высе равно вы- полнен на полупроводниковых злементэх и зовет переклЮчение логического элемента микросхемах среднего уровня интеграции.-НЕ, Такое исполнение снимает ограничения поВ интервал 74 на О-входе триггера су- частотному диапазону, так как коммутирующествовало единичное напряжение, В мо- щие блоки формируют достаточно крутые мент прохождения переднего фронта фронты выходных сигналов. и позволяе с 50тйнапряжения 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 щи р я ет55и 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.