Способ управления транзисторным полумостовым инвертором

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК ОЮ И 1) 4 Н 02 М 7/4 ЕНИЯ ское бю- зведочством нститут ектроно в ел о тсоседИзобртехникев регулиторах,ение относится к элможет быть испольв ектрованоинверолумосто емых- повьппение симряжения.принципиализующегисторнымна фиг.2 - врясняющие сущноботы устройств м с СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР АНИЕ И О М АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Специальное конструкторро техники морских геологораных работ с опытным производи Научно-исследовательский ичасовой промьппленности(56) Авторское свидетельство СССРУ 1249663, кл. Н 02 М 7/537, 1986.(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТРАНЗИСТОРНЫМПОЛУМОСТОВЫМ ИНВЕРТОРОМ(57) Изобретение относится к элтехнике и может быть использовстатических преобразователях.изобретения - расширение функциных возможностей. В данном споуправления инвертором реализуютносительное время включенноготояния силовых транзисторов в Цель изобретения метрии выходного на На фиг.1 показан схема устройства, р соб управления тран мостовым инвертором енные диаграммы, п пособа и принцип рних полупериодах в зависимости отразбаланса напряжений на конденсаторах емкостного делителя напряжения.В каждом полупериоде стабилизируютвеличину вольт-секундного интегралавыходного напряжения инвертора, которое измеряют при помощи интегратора, напряжение на накопительном конденсаторе которого в каждом полупериоде при достижении заданной величины на короткое время устанавливается в начальное состояние. В начальном состоянии напряжение на накопительном конденсаторе устанавливаетсяпропорциональнымвеличине разбаланса напряжений на конденсаторах емкостного делителя, причем полярностьэтого напряжения устанавливаетсяположительной в полупериоде, соогветствующем увеличенной амплитуде выходного напряжения инвертора, и отрицательной в другом полупериоде.2 ил. Устройство (фиг.1) содержит задающий генератор 1, первым входом соединенный с источником 2 управляющего напряжения, а вторым - с входом Т-триггера 3 и Я-входом КБ-триггера 4, В.-вход которого соединен с выходом компаратора 5, интегратор 6, состоящий из резистора 7 и накопительного конденсатора 8, к точке соединения которых подключен первый электрод ключа 9, датчик 1 О выходного напряжения инвертора, датчик 11 нап 1467711ряжения несимметрии на. емкостном делителе, состоящий из резистивногоделителя 12, выход которого подключенк одному входу коммутатора 13 поляр- .5ности напряжения несимметрии, выходыкоторого соединены с входами сумматора 14, выход которого соединен с вторым электродом ключа 9, два элементаИЛИ-НЕ 15 и 16, входы которых подключены к выходам триггеров 3 и 4Транзисторный полумостовый инвертор содержит источник 17 входногонапряжения, емкостный делитель 18напряжения, выход которого подключенк одному из выходов коммутатора 13полярности напряжения, силовой трансформатор 19, силовые транзисторы 20,усилители 21 мощности для управлениясиловыми транзисторами 20,20Сущность реализации способа заключается в следующем.Задающий генератор 1 вырабатывает короткие импульсы (фиг.2 а), по фронту которых переключается триггер 3, выходные импульсы (фиг.2 б, в) которого распределяют импульсы, поступающие с триггера 3 на силовые транзисторы 20 через элементы 15 и 16 и усилители 21 мощности. По фронту импульсов генератора 1 триггер 4 уста навливается в состояние, соответст- вующее включенному состоянию одного из силовых транзисторов 20. При этом на выходе инвертора на нагрузке 22 (фиг,2 д) и на выходе датчика 10 (фиг.2 е) инвертора появляются напряжения, пропорциональные амплитуде напряжения источника 17. Напряжение, поступающее с датчика 1 О на вход ин 40 тегратора 6, создает на накопительном конденсаторе 8 напряжение Б оо (фиг.2 г), пропорциональное вольт- секундному интегралу выходного напряжения инвертора. На входе компаратора 5 напряжение обратной связи Носснимаемое с выхода интегратора, сравнивается с управляющим напряжением Б (в данном случае Бу постоянное) и в момент С, их совпадения на выходе компаратора 5 вырабатывается короткий импульс (фиг,2 и), который пере" ключает триггер 4 в состояние, соот-ветствующее выключению силовых транзисторов 20 инвертора (фиг2 ж). Этот 55 же импульс поступает на управляющий вход ключа 9, переводя его на короткое время действия импульса во включенное состояние, что приводит к разряду конденсатора и установлению напряжения на нем, равного напряжению Уц на выходе датчика 12 (фиг.2 г). Поскольку напряжение на выходы инвертора продолжает поступать из-за конечного времени рассасывания заряда в базе силового транзистора, та конденсатор 8 йнтегратора б начинает снова заряжаться до момента времени й, когда выключается силовой транзистор. Заряд накопительного конденсатора 8 интегратора 6 3 следующем полупериоде в момент, С поступления следующего импульса задающего генератора 1 начнется с напряжения УО 4, которое является суммой напряжения, накопившегося на конденсаторе из-за задержки выключения силового транзистора, и напряжения несимметрии. От величины напряжения Уо зависит момент срабатывания 14 компаратора 5, а следовательно, и момент выключения другого силового транзистора 20 в следующем полупериоде. Причем увеличение Па 1В приводит к более раннему выключению силового транзистора в следующем полупериоде и наоборот.Вследствие различия времен 6 рассасывания заряда в базах транзисторов 20 и погрешностей системы стабилизации вольт-секундного интеграла один из транзисторов 20 будет открыт в течение более длительного времени, чем другой. Поэтому напряжение на одном из конденсаторов емкостного делителя 18 будет меньше, чем на другом.Для устранения несимметрии напряжения на емкостном делителе 18 и, тем самым, симметрирования режима перемагничивания силового трансформатора 19 используется напряжение несимметрии Бн, которое от датчика 1 1 подается на конденсатор 8 интегратора 6 в моменты , 4. установления начальных условий интегратора 6. При этом полярность напряжения не- симметрии устанавливается в соответствии со знаком разности половины напряжения питания, снимаемого с де-., лителя 12 и напряжения емкостногб делителя 18. Разность Пц формируется сумматором 14. Напряжения с делителей 12 и 18 подаются на входы сум- матора 14 через коммутатор 13, кото- рый управляется триггером 3.67711 6напряжения на нем и наоборот. Поэтому указанная коррекция длительностей включенного состояния силовых транзисторов за счет напряжения несимметрии приводит к уменьшению разбаланса напряжений на конденсаторах,емкостного делителя 18,5 6 14На полуперноде, соответствующемувеличенной амплитуде выходного напряжения инвертора (первый полупериодна фиг.2 г, д), что соответствуетвключенному состоянию транзисторас меньшим временем СР,1 рассасывания,формируется положительное Ои. Вследующем полупериоде полярность напряжения несимметрии устанавливаетсяотрицательной (второй полупериод нафиг.2 г, д)При этом в устройстведля управления инвертором возникаетзамкнутая отрицательная обратнаясвязь по напряжению несимметрии, которая стремится уменьшить разбаланснапряжений на конденсаторах емкостного делителя 18, тем самым симметрировать режим Hеремагничивания силового трансформатора 19. Это происходит следующим образом,За счет положительного напряжениянесимметрии 0, поданного на конденсатор 8 интегратора 6 в момент времени. С, увеличивается напряжениеПп, с которого в момент 1 начинается заряд конденсатора 8 в следую.щем Hолупериоде. Поэтому при неизменной крутизне напряжения Бос наконденсаторе 8 компаратор 5 срабатывает раньше (в момент Е 4), уменьшив,тем самым, время включенного состояния транзистора 20 с увеличенным временем рассасывания йр, При этом вмомент времени с 4 конденсатор 8 раз-.ряжается и напряжение на нем на короткое время устанавливается равнымнапряжению несимметрии 11, котороев этом полупериоде имеет отрицательный знак. Это приводит к уменьшениюнапряжения Бо, с которого в моментвремени з начинается заряд накопительного конденсатора 8 интегратора6, что, в свою очередь, в следующемполупериоде приводит к увеличениювремени включенного состояния силового транзистора с уменьшеннымвременем рассасывания й, Увеличениевремени включенного состояния транзистора ведет к большему разрядусоответствующего конденсатора емкостного делителя 18, т,е. к уменьшению Технико-экономические преимущества предлагаемого способа управлениятранзисторным полумостовым инвертором заключаются в качественном увеличении устойчивости работы инвер тора во всех возможных режимах работы-и, тем самым, в увеличениинадежности. Автоматическое симметрирование режима перемагничивания силового трансформатора путем симметрирования напряжений на конденсаторахемкостного делителя позволяет уменьшить габариты силового трансформатора,Ъвеличину токов, коммутируемых силовыми транзисторами, и повысить КПД ин вертора. Формула и з обретения Способ управления транзисторным ЗО полумостовым инвертором с емкостнымделителем напряжения, заключающийсяв том, что формируют тактовые интервалы и в начале каждого тактового интервала включают соответствующий силовой транзистор инвертора измеряУют выходное напряжение и интегрируютего, сравнивают напряжение обратнойсвязи с управляющим напряжением и вмомент их равенства выключают сило вой транзистор, о т л и ч а ю щ и й -с я тем, что, с целью повышениясимметрии выходного напряжения, накаждом тактовом интервале измеряютнапряжение питания и напряжение наемкостном делителе напряжения, получают разность половины напряженияпитания и напряжения на емкостномделителе и в следующем тактовом интервале формируют указанное напря- БОжение обратной связи путем суммирования полученной разности с интегралом выходного напряжения,1467711 Составитель В.Мироноведактор Л.Козориз Техред Л.Сердюкова Корректор М,Де каз 1209/ 645 одписн В Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10 Государственного комитет 113035, Москва, по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССРЖ, Раушская наб., д. 4/5