Способ управления -фазным транзисторным инвертором

1)4 Н 02 М 7/48 Ред олОСУДАРСТОЕНКЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(71) Институт электродинамики АН УССР(56) Авторское свидетельство СССР 9 788311, кл, Н 02 М 7/48, 1979.Авторское свидетельство СССР У, 612382, кл. Н 02 М 7/48, 1977. (54)(57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ш-ФАЗНЫИ ТРАНЗИСТОРНЫМ ИНВЕРТОРОМ, заключающийся в том, что для каждой фазы формируют импульсы управления, п назначенные для подачи на база-к лекторные переходы транзисторов инвертора, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения быстродействия и снижения коммутационныхпотерь, задают время, необходимоедля восставновления транзисторов,для каждой фазы фиксируют моментыпереключения транзисторов и моментыопережающие моменты переключенияна заданное время восставновления,.а на интервале между двумя укаэанными зафиксированными моментамиформируют вспомогательные импульсы,управления, предназначенные для подачи на база-коллекторные переходы транзисторов соответствующей фазыинвертора.Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике,и может быть использовано для управления транзисторными инверторами с пониженными весогабаритными показателями для источников электропитания.Цель изобретения - повышениебыстродействия и снижение коммутационных потерь.На фиг.1 изображены временные ди аграммы,поясняющие способ и работуустройства, его реализующего; нафиг. 2 - функциональная схема устройства для реализации способа управления; на фиг. 3 - мостовой инвертор с квазисинусоидальным выходнымнапряжением.функциональная схема устройствадля реализации данного способа20(Фиг.2) содержит задающий генератор 1, к которому последовательноподключены формирователь 2 импульсовпо срезу, делитель 3 частоты исчетчик 4, первый дешифратор 5, подключенный к делителю 3 частоты,второй и третий дешифратор 6 и 7,подключенные к выходам счетчика 4.Т-триггер 8, к прямому выходу которого непосредственно, а к инверсному 30выходу через элемент И 9 подключенусилитель 10 мощности с выходнымтрансформатором 11 и вторичнымиобмотками 12,1-12,2 ш, пусковойк Я - триггер 13,.к прямому выходукоторого подключен К -вход триггера8 и второй вход элемента И 9, ана выходе установлен тумблер 14,формирователи 15.1-15.ш импульсовуправления транзисторов инвертора,предназначенные для подачи на база-эмиттерные переходы, элементИ 16, подключенный входами к выходам задающего генератора 1 и первого дешифратора 5, элементы И 4517.1-17. ш, подключенные к входамформирователей 18. 1-18.ш вспомогательных импульсов управления, выходные трансформаторы 19.1-19.шформирователей 18.1-18.ш с двумя 5 Овторичными обмотками 20.1-20,ш,подключенными через диоды 22. 1-22.ш,23. 1-23,ш к переходам база-коллектор силовых транзисторов инвертора.55Инвертор (Фиг.3) собран на полностью управляемых транзисторах 24.1-24.3 и 25.1-25.3. Способ управления заключаетсяв том, что задают время необходимоедля восставновления транзистора.Для каждой фазы инвертора фиксируют,моменты переключения транзисторов,затем формируют вспомогательныеимпульсы управления, предназначенныедля подачи на база-коллекторныепереходы транзисторов, длительностькоторых равна заданному времени.Указанную последовательность операции осуществляют следующим образом.формируют импульсы опорной высокочастотной последовательности, Длительности импульсов опорной высокочастной последовательности импульсов (Фиг. 1,ц) задают равными времени, необходимому для восстановления транзисторов.По срезу опорныхимпульсов формируют вторую опорнуювысокочастотную последовательностьимпульсов (фи.16). Путем делениячастоты второй опорной высокочастотной последовательности импульсовс принятым (фиг.1) коэффициентом деления, равным пяти, выделяют последовательность импульсов несущейчастоты модуляции (Фиг.1), из которой Формируют ш логических сигналов управления соответственно длякаждого плеча инвертора. Так, дляпримера (фиг,1 Я 1, е ) приведенылогические сигналы управления трехплечевым мостовым инвертором стрехступенчатым выходным напряжением(фиг,1 Ж).Моменты переключения транзисторовв каждой фазе Фиксируют в соответствии с несущей частотой модуляции. формируют дополнительные сигналы управления, каждый иэ которых равен по длительности периоду несущей частотымодуляции. фронт и срез импульсов дополнительного сигнала соответствуютмоментам переключения транзисторовфазы инвертора. Так, дополнительныйсигнал управления для первого сигнала управления (Фиг,1 ) приведен нафиг,1 и в моменты времениЕ 5, С 4, 5. сбфиксирует моменты переключений транзисторовформируют второй опорной последовательностью импульсов дополнительную последовательность импульсов несущей частоты модуляции (фиг. 1 ц),опережающую каждый раз на Тпериод опорной частоты основную последовательность импульсов несущей45 частоты модуляции. Путем сравненияпервой опорной высокочастотной последовательности импульсов (фиг.1 ц),и дополнительной последовательностиимпульсов несущей частоты модуляции 5(фиг.1 ц) выделяют вспомогательнуюпоследовательность импульсов несущей частоты модуляции (фиг. 1 к). Путем сравнения вспомогательной последовательности импульсов несущей10частоты модуляции соответственнос каждым иэ ш дополнительных сигналов управления формируют по каждыйфазе инвертора вспомогательную последовательность импульсов, предназначенную для подачи после усиленияв качестве вспомогательных импульсовуправления на база-.коллекториые переходы транзисторов. Так, например,после сравнения вспомогательной 20последовательности импульсов несущей частоты модуляции (фиг, 1 к) сдополнительным сигналом управленияпервого плеча инвертора (фиг, 1)выделяют вспомогательную запирающую 25последовательность импульсовфиг. 1) для база-коллекторныхпереходов транзисторов первого плеча инвертора. Фронты импульсов сформированной последовательности(Т 4 эд у 6 фиксируют моментй, опережающие моменты переключениятранзисторов фазы на время из восстановления.Прицип работы устройства реализации предлагаемого способа управления состоит в следующем,Задающий генератор 1 формируетопорную высокочастотную последовательность импульсов с длительностями импульсов, равными времени,необходимому для восстановлениятранзисторов инвертора, а формирователь 2 - вторую опорную последовательность импульсов. Сигналыпервых двух блоков приведены соответственно на фиг. 1 а, оК выходу формирователя 2 подключен счетный вход триггера 8, Кего прямому выходу непосредственноа к инверсному через элемент 9подключен усилитель 10. На вторичныхобмотках выходного трансформатора11 формируется по две гальваническиразвязанных последовательности прямоугольных импульсов наполнения дляформирователей. К прямому выходутриггера 13 подключены К-вход триггера 8 и второй вход элемента 9, который по команде "Пуск" и "Стопразрешает или запрещает формированиепоследовательности прямоугольныхимпульсов наполнения . По команде"Авария" . триггер 13 мгновеннозапрещает выработку последовательности прямоугольных импульсов наполненияи тем самым снимает управляющиеимпульсы с силовых ключей инвертора, реализуя сетевую защиту ключейинвертора и нагрузки от развитияаварийных токов и напряжений,Делитель 3 частоты и первыйдешифратор 5 на своих выходах соответственно формируют последовательность импульсов несущей частотымодуляции и дополнительную последовательность импульсов несущейчастоты модуляции, диаграммы которых приведены на фиг. 13, ц . Элемент И 16, подключенный к задающему генератору 1 и дешифратору 5,вырабатывает вспомогательную последовательность импульсов несущейчастоты модуляции, график которойприведен на фиг. 1 кВторой и третий дешифраторы 6 и 7,подключеные к выходу счетчика 4,формируют соответственно вторуюпоследовательность сигналов управления для каждого плеча инвертораи дополнительную последовательностьсигналов управления,На выходах элементов И 17 послесравнения сигналов с дешифратора7 и элемента И 16 формируется вспомогательная последовательность импульсов, Данные сигналы послеусиления с помощью формирователей18.1-18.ш поступают с вторичныхобмоток 20,1-20.ш выходных трансформаторов 19.1-19.шв качестве вспомогательных импульсов управлениянабаза-коллекторные переходы силовых транзисторов инвертора.Таким образом, формируются моменты переключения каждого транзисторного плеча и на интервалах, равныхвремени восстановления транзисторов,формируются вспомогательные импульсыуправления на переходах база-коллектор обоих транзисторов каждого плеча инвертора. По отношению к закрытому транзистору он не оказываетвлияния на его состояния. По отношению к открытому транзистору, который находится в режиме насыщения,1185550 НИИПИ Заказ 6434/5 аж б 45 исно Филиал ППП "Пат вспомогательный импульс выводиттранзистор из области насыщения врежим слабого насыщения, либо награницу активной области н областинасьпчения. Длительность времени,необходимо для восстановлениятранзисторов, выбирается в зависимости от инерционных свойств транзистора в области насыщения, Одновременно с окончанием воздействияна переходы база-коллектор вспомогательных импульсов управления происходит реверс импульсов управления а переходах база-эмиттер, В результате гереключения транзисторного плеча осуществляется без сквозных то ков, так как процессы спада и нарастания токов в противогазно-переключаемых транзисторах начинаются одновременно, тем самым исключаетсяповышение коммутационной перегруэ ки силовых транзисторов инвертора.Из-за отсутствия запаздывания токасиловых транзисторов относительноимпульсов управления повышаетсябыстродействие инвертора. Ужгород, ул.Проектная,