Устройство для управления мостовым инвертором

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 24634 А 5 Н 02 М 7/48 НИЕ ИЗОБРЕТЕН СВИДЕТЕЛЬСТВУ И ВТОРСКОМУ ыи институт й энергетичеГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 1415379, кл. Н 02 М 7/48, 27.03.86.Авторское свидетельство СССРч. 1554096, кл. Н 02 М 7/48, 30.12.86. 2(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МОСТОВЫМ ИНВЕРТОРОМ(57) Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при построении источников вторичного электропитания централизованного типа в тех случаях, когда по условиям эксплуатации требуется обеспечить улучшенное качество преобразованной электроэнергии с регулируемыми (или стабилизированными) параметрами. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет1624634 обеспечения регулирования выходного напряжения инвертора. Устройство для управления мостовым инвертором содержит задатчик 1 частоты, подключенный к регистру 2 сдвига, узел 6 формирования управляющих сигналов, модулятор 3 ширины импульсов с парафазным выходом, подключенный к выходу задатчика частоты. Устройство обеспечивает управление преобразователем постоянного напряИзобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при построении централизованных источников вторичного электропитания (ИВЭ) со стабилизированным выходным напряжением или децентрализованных,регулируемых по напряжению ИВЭ, обеспечивающих преобразование постоянного напряжения в переменное,Целью изобретения является расширение функциональных возможностей инвертора за счет обеспечения регулирования его выходного напряжения, минимизация искажений. На фиг,1 изображена принципиальная схема устройства для управления мостовым инвертором; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие принцип работы устройства и выходное напряжение мостового инвертора,Устройство для управления (фиг.1) мостовым инвертором, включает в себя задатчик 1 частоты, подключенный к й-канальному регистру 2 сдвига импульсов (на фиг,1 семиканальному, И=7) с парафазными выходами 01 01; 02; 0207; 07 и модулятору 3 ширины импульсов, Указанный регистр,2 может быть выполнен, например, на КК-триггерах с перекрестной связью(не показаны), а модулятор 3 - в виде совме-. щенного генератора пилообразного напряжения - компаратора 4, Я-выход которого подключен к инвертору 5, выходом образующего парафазный Я-выход модулятора 3, Выходы регистра 2 и модулятора 3 подключены к входам узла 6 формирования управляющих сигналов. Последний выполнен шестиканальным. Его канал, предназначенный для формирования сигнала М 1(М 1), содержит три элемента ЗИ-НЕ 7 - 9 (10 - 12), выходы которых подключены к входам эле- мента 4 И-НЕ 13(14). На выходе элемента 13 (14) в результате будет сформирован управжения в однофазное, выполненным по схеме мостового инвертора и снабженного дополнительнойй стойкой кл юч ей и дополнительной обмоткой выходного трансформатора. Регулирование величины напряжения производится методом частичного широтно-импульсного регулирования и имеет при этом трехступенчатую форму с нулевой паузой, 1 з,п. ф-лы, 2 ил,ляющий сигнал, определяемый логическимвыражением М 1=(0304 Я) (0406 ) (0607 Я) 01 5( М 1=(0 з 04 Я) (0406 Я) (0607 Я) 01),Канал узла 6 формирования управляющего сигнала М 2 (М 2) помимо указанныхэлементов ЗИ - НЕ 7 - 9 (10 - 12) содержит чет вертый элемент ЗИ - НЕ 15 (16) и элемент4 И - НЕ 17 (18). На выходе элемента 4 И-НЕ17 (18) в этом случае будет сформировансигналМ 2= (03043) (040 бБ) (04065) (Обб 75)- 15= 0304 Я + 0406 Я + 0406 Я + 0607 Я 20 = ОЗ 04 Я + 0406 Я + 0406 Я + 0607 Я).Канал узла 6 формирования управляющего сигнала МЗ (МЗ) помимо элемента ЗИ - НЕ 15(16) содержит элемент 2 И - НЕ 19 (20) и элемент ЗИ - НЕ 21 (22), выходы которых 25 подключены к входам элемента 4 И - НЕ 23(24), четвертым входом соединенного с выходом регистра 2, Выход элемента 4 ИНЕ 23(24) подключен к входу элемента ЗИ-НЕ 25(26), другие вхдоды которого сое динены с выходами элементов ЗИ - НЕ 22 и27 (21 и 28). На выходе элемента ЗИН Е 25 (26) будет сформирован сигнал МЗ = (03 Я) (0406 Я) (0107 Я)02 +35 + ОЗ 02 Я +0107 Я( МЗ= (ОзЯ) (0406 Я) (0107 Я)02 + 40 + Оз 02 Я +010 7 Я).Выходы М 1, М 1 - МЗ, МЗ узла 6 формирования связаны через. усилительно-развязывающий узел 29 с управляющими входами соответствующих ключей 30 - 35 си ловой части мостового инвертора, которыйвключает в себя три стойки ключей 30 - 35, причем две из них выполнены в виде полностью управляемых ключей переменного тока, а средняя .стойка ключей 34, 35 - на транзисторах, шунтированных диодами обратного тока. Средние точки стоек ключей , 30 - 33 подключены к концам двух согласно включенных первичных обмоток 36 и 37 выходного трансформатора 38, общая точка которых подключена к средней точке стойки ключей 34, 35.Качество преобразованной электроэнергии мостового инвертора (коэффициент гармоник выходного напряжения, Кг его спектральный состав и амплитуда основной гармоники Оосн) существенно зависит от соотношения длительностей и амплитуд ступеней, сформированной квазисинусоидальной кривой выходного напряжения Оеьх, Если амплитуда ступеней Ох определяется соотношением чисел витков первичных обмоток 36 и 37; то их длительность зависит от числа каналов регистра 2, т,е. от числа Й.Общими логическими выражениями, описывающими в общем случае связи между М-канальным регистром 2 и узлом б формирования управляющих сигналов, являются следующие выражения.М 1 =. (03045) (040 И) (ОйОИБ) 01;М 1 = (03045) (04 ОИ) (ОйОИЯ), 01М 2 = 03043+ 04 ОИ+ 040 И+ ОйИ 5;+ (03023) +.(01 ОИЗ).Принцип работы устройства для управления мостовым инвертором поясняется времен ными диаграммами, иредставленными на фиг,2, Задатчик 1 частоты синхронизирует работу устройства. Импульсы вида О 1 определяют частоту работы модулятора 3 ширины импульсов (скважность выходного сигнала Я (Я) которого определяется управляющим сигналом О а), а также поступают на счетный вход регистра 2 сдвига, Фазовый сдвиг между последовательными симметричными прямоугольными импульсами 01 020 й; 0102.0 и составляет т/М (равный длительности ступеней выходного напряжения инвертора), Эти сигналы (импульсы) поступают на входы узла 6 формирования управляющих сигналов, в котором осуществляются логические опера ции, В результате будут сформированыновые последовательности импульсов, определяемые вышеприведенными логическими выражениями, Номер каждого элемента 7 - 28 в узле 6 формирования со ответствует индексу полученной последовательности импульсов, некоторые из которых представлены на фиг.2. Ключи 30 - 35 мостового инвертора переключаются в соответствии с разработанным алгоритмом и на 15 выходе последнего формируется напряжение вида Овых (фиг,2), реализующее алго ритм частично широтно-импульсното регулирования (ЧШИР),Предложенное устройство может найти 20 применение при построении централизованных источников питания, когда требуется обеспечить преобразование постоянного напряжения в переменное, согласование номинальных уровней напряжения питания 25 и нагрузки, а также стабилизацию выходного напряжения в достаточно широком диапазоне ( + 20%). Данное устройство может использоваться и в децентрализованных источниках питания, обеспечивая регулирова ние выходного напряжения наиболееэффективным методом ЧШИР, реализованным без. усложнения схемы силовой части инвертора (недостатка, присущего данному методу регулирования), при высоком качест ве выходного напряжения.Формула изобретения 1, устройство для управления мостовыминвертором, включающим три стойки ключей и выходной трансформатор, общая точ ка двух согласно включенных первичныхобмоток уу 1 и Ю 2 которого подключена к средней точке второй стойки ключей, выполненных в виде встречно-параллельно включенных транзисторов с управляющими 45 входами М 2 и М 2 и диодов, причем свободный вывод первой из упомянутых обмоток Я 1 подключен к средней точке первой стойки ключей с управляющими входами М 1 и М 1, а вывОд втсрОй Обмстки Я 2 СОЕдинЕн СО 50 средней точкой третьей стойки полностьюуправляемых ключей переменного тока с управляющими входами МЗ и МЗ, содержащее последовательно соединенные задатчик частоты, И-канальный регистр сдвига с пара фазными выходами 01, 01 ОИ, Ои, гдеИб, узел формирования угц 1 авляющих сигналов, выходы М 1; М 1 - МЗ, МЗ которого предназначены для подключения к соответствующим управляющим входам упомяну+ (Оз 0 г 5)+(00 иЯ); Составитель О.ПарфенТехред М,Моргентал ор Т,Лазорен орректор Н.Ревская каз 20 ВНИИ Тираж Подписное сударственного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж, Раушская наб.,4/5.КНТ СССР Произво венно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, Ул,Гагарин тых ключей инвертора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения регулирования выходного напряжения инвертора, оно снабжено модулятором импульсов с парафазными выходами Я и Я, включенными между задатчиком частоты и, узлом формирования управляющих сигналов, а выполнение и связи между входами и выходами последнего определяются следующими логическими выражениями; М 1 = (Оз 045) (040 и) (ОииЯ) 0;- (йзС 4) (С 4 йи.) (С.он) О ,М 2 = ОЗ 04 Я+ 040 и.18+ 040 и+ Оии 3; М 2 = 03043+ 040 и+ 040 и+ ОииЯ; 5 МЗ= (ОзЯ) (040 ьиЯ) (010 иЗ) 02+ МЗ=(СЬЯ) (040 и.в) (00 ия) а+ 10+,(ОэЫ) + (00 и 8),2. Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью минимизации искажений, упомянутый регистр сдвига выпол нен девятиканальным (Й).