Устройство для управления транзисторным инвертором

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН А 1 02 М 7 537 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ИДЕТ ЕЛЬСТВ АВТОРСКОМ ователях, е обра ье Усскцх пр ия - ум цвертор д;0 й цересче с татч обрете ие массы и гатройство собарито держит тор 1, подк еце о схеме 3 имирователей се цыц триггеру 4, Чсло фор цовцьгх 5, 6 и дополни пульсов определяется ельцых 7 им ислом Фаз и вертсра, Переклров 8, 9, 10 осукой частотой, преод перехода квключением в ато ение трацсфо выс ствляет ную евых ор - ба цую обл ьа ле Вых ред и и ст оГ акти истора в э ддержание тра х промя выф-лы,ммутацион снизить в а время гозволяот я трацз аст цес люч е госудАРственный комитет сссРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(21) 4058338/24-01 (22) 21.04.86 (46) 07,08.88. Бюл. Р 29 (11) Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики при Томском институте автоматизированных систем управления и радозлек троники (72) В.И.Авдзейко (53) 621.314.58(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР 11 788313, кл. Н 02 М 7/537, 1978.Авторское свидетельство СССР У 1101998, кл. Н 02 М 7/5387, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТРАНЗИСТОРНЬМ ИНВЕРТОРОМ (51) Изобретение относится к электро техн 801415387ИзобгРтеццР отнсцтся к электротехн,Р ц может бьть испол е.3 оцацо ДЛЯ УПРаВЛРЦЦЯ тРанзЦСтОРЦЫМ ИЦ - вертс р:м с рег улцруемой частот 0 выходного цагряжец;я, нлпремер, в СИСТС МЛХ ЭЛР КтРОПР Цг ОДЛ .Цель цзобретецця - умс цьшени. массы глблритов устроцствл.гя управления егнвертором путем уменьщения времени выключения транзисторов.На фиг,1 показа на схема устройства; на фиг. - временные дцлгрлммы, поясняюге его рл Г оту.Ус тройство содержит задающий генератор 1, делитель 2 частоты, кольцевую пересчетную схему 3, и-триггер 4, формцр вате эи осе вньгх 5 и 6 ц дополнительных 7 импульсов управления с выходными трансформаторами 8-10, осцонп(Р 11 и 12 допол - нитеьные 13 ц 14 и споь 1 г т явные 15 и 16 вьпрямитепц, силовье 17 ц 18 и дсполнигепьцые 19 и 20 транзисторы. Коли Рствс. (Ьормцрогатецей ос новцых мпульсов и число яч ек козгьцевой Рресчетной схемы определяется числом фаз цегг;Рртора, т.е, (,оличеством трлнзцсторс в. Фрмировате:ь дс- полнгтельньгх импупь:оц имеет число 30 выхсдцых об оток равцое чи.пу гранзисторов, Форм геозатеи 5 и 6 основных г дого(гггитепьцьг;. импульсов выголнсны на эдемсцтлх 2 И-НЕ 1-2 Л и усилителях 25 и 26 моцностц. ФормироваТЕЛЬ 7 ВСц ЭМО ЛРЬцьГК цМПУЛЬ:В управления выполнен по такой же схеме и содержит логцч ски элементы 2 И - НЕ 27 и 28 и усе.;итель 29 мощности. 40Задающий генератор 1 имеет прямой и инверсный вьгходы, которые подключены к входу делителя частоты и 10 мому выходу здаюпего генератора, а другой (22, 2 ч и 28) к инверсному. Синхронцзируощий вход кольцевой пересчетцой схемы 3 подключен к входу Р-триггера 4 и выходу делителя 2 50 частоты, Кольцевая пересчетнля схема выполнена цз отдельных я (еек, каждаяиз которьгх имеет прямой и ицнерс 55цьгй цых(;гы, 1 р ямой выход Одц(й ячей -ки подклтчец ь цепным цхо:.(м сгцчР - скех л ь(Т- Н" 21 и - . э(,мцровятс(е 5 ("ц(ц(,х цмп,"(ь ц. л к вторым входам Еогцческих элементов 2 И - НЕ 21 - 24, 27 и 28, 11 регчем один 45элемент 2 И-НЕ (21, 23 и 27) каждогоформирователя (5 - 7) ;(одключс и к пряиннерсный цьЕход к первым входам логических:ементс г 2 И-НЕ 23 и 4 формирователя 6. Перцьц. вторичные обмотки 30 и 31 трацформлторон 8 и 9 формцрнлтелец - и 6 через вспомогательные г(ьцрямцтецц 15 ц 16 ц дополнцтельцые 19 ц 20 транзисторы связаны с переходами база-эмиттер верхнего 17 ц нижнего 18 транзисторов стойки ццвертора, Вторые вторичные 32 и 33 обмогки через основные выпрямители 11 и 12 полки:оч еь к гРреходам база-эмцттер нижнего ц верхнего транзисторов. Выходные обмтки 34 и 35 трансформатора 10, формирователя 7 допоцццтспьных цмнульсов через дополнительные 13 и 1 вьпрямители сцязлцы с псреходом коллектор-база силовых трлнзцстороц. Дзгя искпючения режимработы трацзц торов в иц(Ррсцом режиме в цР(ц коллекторов цкючецы силовые 36 и 37 и обратныеЬ и 39 диоды.На фиг,2 покл лцы: выходное напряж"цие 40 задающс го генератора, 41 дспитеця частоты; 42-44 - кольцевой г(ересчегцй схемы; 45 - Л-триггера.Н диаграммах 46 и 47 показано напряжсцие цл выходных 1 бмотках формиРонатепец ОСЦОННЬГХ, а Ца ДцаГРаММЕ 48 - допо.нцтепьцых импульсов, суммарное напряжецце управления на переходе база-эмцттер транзистора приведено на дцлгрлмме 49. Напряжение на переходах коллектор-база транзисторови(чеет ццд ц сооцетствии с диаграммоц 50.Устройство работает следующим образом,При подаче питающего напряжения на выходах задающего генератора 1 появляются импульсы напряжения 40 требуемой длительности, которые поступают на делитель 2 частоты, Выходные импульсы 41 делителя 2 частоты синхронизируют работу кольцевой пересчетной схемы 3, цл:ряжения ца прямых выходах ячеек кт(рой для трехфазного инвертора цмРРт иЕд в соответствиис диаграммами 42-44,Принцип действя устройства управпения ицвертаром рассмотрим на примере работь си й (стогки, тлк как остал.цые стойки г,ботаю аналогично,В момент врем цц г - с ца церО 7ные вхо,ь .(г(г ьцх .( ментв 2 И-НЕ 21 и 22 и ст.п,(, цлпряжецц 42 г прямого Е(ь(хрцц ячейки кольце 1415387вой пересчетной схемы, На вторые входы этих элементов подаются сигналы 40 с прямого и инверсного выходовзадающего генератора 1, под действием которых начинает работать усилитель 25 мощности на частоте задающегогенератора 1, Напряжение 46 с выходной обмотки 30 поступает на транзисторынй ключ 19, открывает его и подается на переход база-эмиттер силового транзистора 17 в отпирающей полярности (диаграмма 49). Транзистор17 открывается. Одновременно напряжение 46 второй выходной обмотки 33трансформатора 8 прикладывается через выпрямитель 12 к переходу базаэмиттер нижнего транзистора 18 в запирающей полярности и поддерживает его в закрытом состоянии, Выходнье сигналы 41 делителя 2 частоты подаются на вход Э-триггера 4 и на выходе его появляются сигналы, приведенные на диаграмме 45. Эти сигналы поступают на первые входы логических элементов 2 И-НЕ 27 и 28 формирователя7 дополнительных импульсов, На вторые входы элементов 2 И-НЕ 27 и 28 подаются сигналы 40 с прямого и инверсного выходов задающего генератора 1 и на обмотках 34 и 35 трансформатора 10 формируются пачки импульсов напряжения 48, которые через дополнительные выпрямители 13 и 14 прикладываются к переходам коллектор- база всех транзисторов ицвертора. На транзисторы, находящиеся в закрытом состоянии напряжения 48 формирователя 7 дополнительных импульсовне оказывают влияния, а открытые транзисторы под действием этого напряжения выходят из режима глубокогонасьпцения. В момент времени г. на/пряжение 50 обмотки 34 дополнительного формирователя прикладываются к переходу коллектор-база транзистора 17 и цепь: обмотка 34 - диоды выпрямителя 13 - коллектор транзистора 17 начицает шунтировать переход база-эмиттер, В цепь базы поступает только часть тока от обмотки 30, величина которой зависит от тока коллектора Ли коэРкициента усиления р транзистора 1 = 1 к/. Уменьшение базового тока 3способствует ускорению процесса выключения транзистора эа счет уменьшения избыточных носителей в области базы. Напряжение 50 формирователя дополнительных импульсов продолжает поступать на переход коллектор-база транзистора 17 и после выключения основного напряжения управления. Поэтомув схеме осуществляется рассасываниецосителей из области коллектора ив процессе выключения транзистора.В момент времени С формирователь5 основных импульсов выключается, аформирователь 6 начинает работать.Напряжение 49 обмотки 32 через выпрямитель 11 прикладывается к пере ходу база - эмиттер транзистора 17 взапирающей полярностиВследствиетого, что это напряжение имеет величину близкую к предельно допустимойвеличине напряжения перехода базаэмиттер, а внутреннее сопротивлениеформирователя 5 мало, осуществляетсяфорсироваццое запирацие трацзистора17 по переходу база-эмиттер.25 Устройство позволяет улучшитьмассо-габаритные показатели инвертора за счет переключения трансформаторов формирователей с высокой частотой, намного превышающей выходную.1 егулирование выходной частотыосуществляется без изменения массыи габаритов схемы управления инвертором. Выход перехода коллекторбаза перед выключением в активнуюобласть и поддержание транзистора в 35этой области ца время всех коммутационных процессов позволяет снизитьвремя выключения транзистора, Дополнительное сокращение времени выключения транзисторов обеспечиваетсяза счет выбора величины запирающегонапряжения большей, чем величинанапряжения,открывающего транзистор.При отключении основного формирователя импульсов ца время выключениясилового транзистора размыкаются цепи,в которых теряется дополнитель-ная мощность, потребляемая схемой управления и, следовательно, повьппается КПД системы управления инвертором.50Формула изобретения1, Устройство для управления транзисторным ицвертором, содержащее задающий генератор, формирователи основных и дополнительнь 1 х импульсов с выходными трансформаторами, первые и вторые основные и дополнительные14153выпрямители, формирователи основных и дополнительных импульсов, первый и второй входы которых подключены к прямому и инверсному выходам задающе 5 го генератора, выходы первого и второго основных выпрямителей соединены соответственно с переходами база-эмиттер верхнего и нижнего силовых транзисторов стойки инвертора, выходы 1 О дополнительных выпрямителей подключены к переходам коллектор-база силовых транзисторов, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью уменьшения массы и габаритов инвертора путем 15 уменьшения времени выключения транзисторов, устройство с.набжено делителем частоты, Р-триггером, кольцевой пересчетной схемой, выполненной на ячейках с синхронизирующим вхо О дом и прямым и инверсным выходами, вспомогательным формирователем импульсов с выходным трансформатором, транзисторными ключами и вспомогательными выпрямителями, причем вы ходные транформаторы основных, дополнительных и вспомогательных формирователей импульсов выполнены с дополнительными обмотками, выходы задающего генератора связаны с входами ЗО делителя частоты, выходом подключенного к синхрониэирующим входам ячеек кольцевой пересчетной схемы и входу Р-триггера, первый и второй входы формирователя вспомогательных импульсов соединены с прямым и инверсным выходами задающего генератора, третьи входы основного и дополнитель 87 6ного формирователей импульсов подключены к прямому и инверсному выходам первой ячейки кольцевой пересчетной схемы, а третий вход формирователя вспомогательных импульсов соединен с выходом Р-триггера, основные выходные обмотки трансформаторов формирователей основных и дополнительных им - пульсов через вспомогательные выпрямители и транзисторные ключи подключены к переходам база-эмиттер силовых транзисторов, дополнительная обмотка трансформатора формирователя основных импульсов подключена к входу второго основного выпрямителя, дополнительная обмотка транформатора формирователя дополнительных импульсов связана с входом первого основного выпрямителя, основные и дополнительные обмотки трансформатора формирователя вспомогательных импульсов соединены с входами дополнительных выпрямителей.2, Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что формирователи основных, дополнительных и вспомогательных импульсов содержат два логических элемента 2 И-НЕ и усилитель мощности, первые входы логических элементов 2 И-НЕ образуют первые и вторые входы формирователей, вторые входы логических элементов 2 И-НЕ образуют третьи входы формирователей, выходы логических элементов 2 И-НЕ связаны с входами усилителей мощности, выходами .соединенными с первичными обмотка-ми выходных трансформаторов,