Регулируемый инвертор

1 п 738070 4"а иизОБПИВЙЯ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 01,0876 (21) 2388931/24-07 Н 02 И 7/04 с присоединением заявки Мо(23) Приоритет Государственный комитет СССРпо делам изобретений и открытий(54) РЕГУЛИРУЕИЫИ ИНВЕРТОР Изобретение относится к области силовой преобразовательной техники и может быть использовано в качестве вторичного источника питания радиоэлектронной аппаратурй и устройств 5 автоматики. Известны инверторы, в которых режим сквозного замыкания устраняется путем введения в управляющие цепи устройств, задерживающих передний фронт импульсов, отпирающих силовые ключи .Известны также регулируемые инверторы, в которых осуществляется широтно-импульсное регулирование транзисторного усилителя мощности, причем 15 управляющий сигнал формируется в результате логического умножения широтно-модулированного и тактового сигнала. Структурно они представляют собой усилитель мощности, управляемый от20 логических элементов И, на входы которых подаются сигналы от счетного триггера и модулятора длительности импульсов .Из известных устройств наиболее 25 близкими по технической сущности являются инверторы, в которых в целях управления каждого ключевого устройства установлены НС-цепи,задерживающие передний фронт управляющих 30 импульсов. В качестве порогового элемента последовательно с управляющими переходами включены стабилитроны,К недостаткам этого устройства следует отнести следующее.Задержка формируется в цепи управления каждого ключа различными устройствами задержки. Например, для моста" вого усилителя можности используется блок задержки, в состав которого входят четыре различных устройства задержки, включенные в управляющие цепи каждого из ключевых устройств. Из-за разброса параметров ВС-цепи, напряжений стабилизации стабилитронов, их различных температурных дрейфов времена. задержки в смежных полупериодах могут оказаться разными. Это вызовет несимметрию выходного напряжения, которая приведет к подмагничиванию сердечников выходных трансформаторов. Фронты управляющих сигналов зависят, от динамических свойств стабили тронов, которые являются высокочастотными элементами, динамические параметры которых контролируются при изготовлении. Поэтому в известном устройстве не могут быть сформирова/ны крутые фронты управляющих сигнал" :.Так как время задержки в известномстройстве определяется напряжениемстабилизации использованного стабилитрона, а последнее имеет большой разброс от образца к образцу, то придет- ся"вводить в схему большой запас повремени, Это приводит ксокращению" диапазона регулирования.Задержка вводится вначале 1 Окаждого полупериода. Если для нерегуълйруемого инвертора"это неснижаетэффективностй устройства, "товслу-"" длительностях импульса, меньших максимальных, введение такой задержкине создает дополнительного эффекта,так какмежду выключением одних переключателей и"включением других существует естественный временной интервал, .определяемый модулятором длительности, Поэтому введение задержкина включение ведет только к сокраще"нию диапазона регулирования,Тем,)ке недостатком - ограничениемдиапазойа регулирования - обпйдает" 25и известный способ, ограничениямаксимальной длительности импульса,выдаваемой модулятором, Например, привертикальном регулированииограни"чйвается"максимальйое "значение-управ- З 0ляющего сигнала, Из-эа разброса параметров элементов схемы, их температурно-временных дрейфов, необходимовводйть большие запасы, которые сокращают диапазон регулирования, Особенно существенный это становится приповышении частоты инвертирования.Цель изобретения состоит в расширении диапазона регулирования и улуч";шении симметрии выходного напряжения,Указанная цель достигается тем,что в регулиремом инверторе, содер-.жащем ключевые устройства, задающийгенератор и устройство управления,вклвчающее, в частности, счетныйтриггер,блок задержки и модулятор 45длительности импульсов, вход блоказадержки соединен с выходом задаю- "щего гейератора, а-выход -соединен совходомсчетного триггерй, синхронизирующим входом модулятора длительности 50импульсов и первыми входами двухдополнительно введенных логическихэлементов И, вторые входы которыхсоединены с соответствующими выходами счетного триггера, а третьи входы -55с выходом модулятора длительности импульсов,Принципиальная схема инвертораприведена на фиг.1; временные диа-граммы напряжения в характерных точках схемы приведены на фиг,2, 60Регулируемый инвертор состоит иззадающего генератора 1, включенногс,на вход блока 2 задержки" переднего" фронта имйульсов, выход которого соединен со входом счетного триггера 3, 65 модулятора 4 длительности и логическихэлементов 5 и б, Второй вход модулятора 4 соединен с источником 7управляющего напряжения, Выходы логических элементов 5 и б соединенысо входом ключевого усилителя 8 мощностиГраФики на фиг.1 имеют следующиеобозначения:Э - напряжение на выходе задающего генератора 1;10 - напряжение на выходе блока 2задержки переднего фронтаимпульсов;11,12- напряжения на прямом и инверсном выходах триггера 3; .13 - напряжение на выходе модулятора 4 длительности;14,15- напряжения на выходе логических элементов 5 и б,Пунктиром на графиках 14, 15 показана максимально возможная длитель-,ность импульса,Работа устройства происходит следУющим образом.Задающий генератор 1 выдает прямоугольныеимпульсы с частотой, равной двойной частоте инвертирования. Блок2 задержки сдвигает передний фронт импульсов на время % , которое выбирается равным времени рассасывания неосновных носителей в базах силовых транзисторов, В момент, соответствующий переднему фронту выходногонапряжения устройства задержки, переключается счетный триггер 3. Таким образом, начало полупериода сдвинуто на время Ф относительно переднего Фронта напряжения задающего генератора 1. Импульс напряжейия с выхода блока 2 задержки поступает в модулятор 4 и обеспечивает его обнуление в интервале Ф . Поэтому передний фронт выходного импульса модулятора 4 также сдвинут на время Ф относительно переднего фронта импульсов задающего генератора. Таким образом, на входлогических элементов 5 и б оказываются поданными три напряжения 10, 11 (или 12) и 13, Селекция по полупериодам осуществляется триггером 3. При отсутствии напряжения на выходе триггера (уровень нуля) сигнал на.выходе логического элемента отсутствует (ноль). Если напряжение управления таково, что длительность импульса модулятора (кривая 13) оказывается больше 180(см. пуйктир на фиг.2), то исчезновение в интервале напряжения на выходе устройствазадержки приведет к переключению сооветствующего логического элемента 5 (или б). Таким образом, диапазон регулирования сверху ограничен углом 180 - Ф причем Ф отсчитывается от конца полупериода к началу.Времяэадающая цепь считает сам интервал Ф, а не интервал импульсафлюктуации этой величины, вызываемые разбросом параметров элементови их температурно-временными дрей 9 ами, не связаны с дрейфом задающегогенератора и остальной части схемы.Поэтому необходимый запас по врвмени. Ф определяется только сравнительнонебольшим дрейфом устройства задерж-,ки,Бсли же интервал Ф определяется какразность длительностей полупериода имаксимально допустимой длительностиимпульса,то есть как малая разностьдвух больших величин,то суммарныйдрейф этоЛ величины будет много больше,чем в предлагаемом устройстве. Такимобразом, диапазон регулирования в15предлагаемом устройстве оказываетсямаксимально возможным.Использование одного устройствазадержки, которое отсчитывает интервал ч.- в обоих полупериодах, обеспечивает симметрию выходного напряжения.Наибольший положительный эффектпри использовании предлагаемого устройства имеет место при повышении р 5 частоты инвертирования, что необходимо для сокращения габаритов, когда время полупериода оказываетсясокзмериьаюм "с временем рассасывания неосновных носителей в базесиловых транзисторов,Формула изобретенияРегулируемый инвертор, состоящийиз ключевых устройств, задающегогенератора и устройства упрАвления,содержащего связанные между собойсчетный триггер, блок задержки и модулятор длительйостиимпульсов,о т л и ч а ю щ и л с я тем, что,с целью расширения диапазона регулирования и улучшения симметрии выходного напряжения, вход блока задержки соединенс выходом задающего генератора, а выход соединен со входомсчетного триггера, синхронизнрующимвходом модулятора длительности импульсов н первыми входами двух дополнительно введенных логических элементовИ, вторые входы которых соединеныс соответствующими выходами счетноготриггера, а третьи входы - с выходоммодулятора длительности импульсов,738070 Составитель Ю.андрееРедактор Н.Коляда Техред Н,Бабурка ектор И,Муска о Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная аказ 2825/3 4 ЦНИИПИ Государ по делам из 113035, Москва, Ж