Устройство для управления двухтактным транзисторным инвертором

(5)5 Н АНИЕ И ИЯ ВТОР ПРАВЛЕНИЯ ТОРНЫМ ИНя. Цель а переГОСУДАРСТВЕН(ЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР У СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Специальное конструкторское бюр(55) Авторское свидетельствоСССРМ 1403307, кл. Н 02 М 7/538, 1986.Авторское свидетельство СССРВ 1474817, кл, Н 02 М 7/537, 1987. ТРОЙСТВО ДЛЯ У КТНЫМ ТРАНЗИС ОМретение относится к электро ет бытьиспольэовано в исто ого электропитания, Цель иэо ширение функциональных в а счет обеспечения стабил значения напряжения на на енении напряжения питани тся эа счет того, что частот(54) УС ДВУХТА ВЕРТОР (57) Иэоб ке и мож вторичн ния- рас ностей э среднего при иэм достигае техничниках брете- оэможиэдции груэке1636971 5 10 15 20 25 30 35 40 На вход 21 притора 11 о наличииесли 21= О, значитвуют, а на дополвход 22 - сигналы лы с компара ках 4 - 6, т.е тках отсутст правляющи а 30 импуль дновременн ходят сигна тока в обмо токи в обмо нительно у с.генератор пускается о 5 сов. Последнии з ключения силовых транзисторов 1 и 2 постоянна и определяется введенным в устройство генератором 30, импульсы которого поступают на управляющий вход селектора 13 импульсов по длительности, Селектор 13 пропускает на выход сигнал логического "0" с выхода компаратора 11 только при появлении на управляющем входе сигнала логиИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания систем радиотехники, автоматики и вычислительной техники,Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения стабилизации среднего значения напряжения на нагрузке при изменении напряжения питания.На фиг,1 изображена схема устройства; на фиг,2 - характеристики вход - выход компараторов; на фиг.3 - диаграммы напряжений, поясняющие работу устройства,Устройство для управления инвертором, выполненным в виде силовых транзисторов 1 и 2 (фиг.1) и выходного трансформатора 3 с первичными обмотками 4 и 5, включенными по схеме со средней точкой, И вторичной обмоткой б, содержит датчик 7 магнитного состояния сердечника выходного трансформатора 3 и блок 8 управления, В блоке 8 управления обмотка 9 датчика 7 подключена через мостовой выпрямитель 10 к входам компараторов 11 и 12, выход компаратора 11 подключен к входу 21 селектора 13 импульсов по длительности, выход 0 которого вместе с выходом компаратора 12 являются соответетвенно входами Х 1 и Хг цифрового автомата 14, выходы У 1 и У 2 которого подключены через усилители 15 и 16 мощности к силовым транзисторам 1 и 2. Выход компаратора 12 подключен к входу элемента НЕ 17 и первому входу элемента И 18, а выход селектора 13 импульсов по длительности, - к входу элемента Н Е 19 и первому входу элемента И 20, причем выход элемента НЕ 19 подключен к первому входу элемента И 21, а выход элемента НЕ 17 - к первому входу элемента И 22, второй вход которого соединен с первыми входами элементов И 23 и 24, с вторым входом элемента И 21, с входом элемента НЕ 25 и с выходом элемента ИЛИ 26, к входам которого подключены выходы элементов И 21, 20 и 24; причем второй вход элемента И 24 соединен с вторым входом элемента И 20, с первым входом элемента ческой "1". В результате импульсы на включение силовых транзисторов 1 и 2 поступают на вход цифрового автомата 14 с постоянной частотой, Т.о., среднее .напряжение на нагрузке остается постоянным, т,к, длительность импульсов изменяется. обратно пропорционально амплитуде,.3 ил. И 27 и с выходом элемента НЕ 28, вход которого подключен к вторым входам элементов И 23 и 18 и к выходу элемента ИЛИ 29, к входам которого подключены выходы элементов И 18, 22 и 23, причем выход эле-, мента И 23, являясь одновременно выходом У цифрового автомата 14, через усилитель 15 мощности соединен с базой силового транзистора 1, а база силового транзистора 2 подсоединена к выходу усилителя 16 мощ-, ности, к входу которого подключен выход элемента И 27, который является выходом У 2 цифрового автомата 14, втооой вход элемента И 27 соединен с выходом элемента НЕ 25, причем выход генератора 30 импульсов подсоединен и к дополнительному управляющему входу 2 селектора 13 импульсов по длительности.Устройство работает следующим образом.Напряжения переключения компараторов 11 и 12 выбираются в соответствии с характеристиками, представленными на фиг,2. Селектор 13 импульсов по длительности имеет вход 21 с компаратора 11, дополнительный управляющий вход 22 с генератора 30 импульсов, выход О, подключенный к входу Х цифрового автомата 14. Селектор 13 импульсов по длительности пропускает сигнал 21 = 0 с выхода компаратора на вход Х 1 цифрового автомата 14 только в случае появления на управляющем входе 2 г логической "1". Работа селектора 13 импульсов по длительности происходит в соответствии с табл,1. Т а б л и ц а 1с подачей питания на блок 8 управления и генерирует короткие импульсы положительной полярности. Период импульсов генератора 30 равен длительности насыщения сердечника силового трансформатора 3 при 5 приложении к полуобмотке 4 или 5 минимального напряжения питания Ол 1 л на входных зажимах инвертора,Цифровой автомат 14 имеет вход Х 1, 10 являющийся выходом 0 селектора 13 импульсов по длительности, вход Хг с компаратора 12, Х 2 " 1, значит рабочая точка на кривой перемагничивания сердечника выходного трансформатора 3 подошла к зоне 15 насыщения, выход У 1 управления транзистором 1 и выход У 2 управления транзистором 2, Если сигналы на выходе У 1 или У 2 равны логической "1", соответствующий транзистор 1 или 2 открыт, если логическо му "0" - соответствующий транзистор закрыт. Работу цифрового автомата 14 можно описать с помощью табл, 2 состоя. ний. При подаче питания на блок 8 управления, цифровой автомат 14 устанавливается 25 в состояние 1 (табл.2), когда на выходе У 1 элемента И 23 присутствует логическая "1", а на выходе Уг элемента И 27 - логический "0", Таблица 2ЗО Сигнал элемента И 23 усиливается усилителем 15 мощности, транзистор 1 открывается, и инвертор начинает работать, При 45 снятии питания с блока 8 управления транзисторы 1 и 2 запираются и инвертор выключается.Напряжение Е с обмотки 9 датчика 7 пропорционально производной полного тока 50 по времени. На выходе выпрямителя 10 при этом формируется напряжение Емп Вопр.Работу устройства поясняют диаграммы напряжений (фиг,З). Пусть в момент т 1 при напряжении на входных зажимах ин вертора Оп = Оп в 1 д включает транзистор 1 (цифровой автомат находится в состоянии 1, табл 2, и на вход 22 приходит импульс от генератора 30 импульсов, табл.1) и через обмотку 5 начинает протекать ток. Сигнал с обмотки 9 датчика 7 выпрямляется мостовым выпрямителем 10 и в положительной полярности подается на выходы компараторов 11 и 12, После начала протекания тока через первичную обмотку 5 сигнал с обмотки 9 датчика 7 несколько возрастает, что вызывает переключение компаратора 11 иэ состояния логического "0" в состояние логической "1". По мере протекания тока по обмотке 5 сердечник выходного трансформатора 3 насыщается, сигнал с датчика 7 резко возрастает, что вызывает переключение компаратора 12 иэ состояния логического "0" в состояние логической "1". Это соответствует моменту времени с (фиг.3), Цифровой автомат 14 при этом устанавливается в состояние 3 (табл.2), когда У 1 и Уг равны логическому "0", т.е. на базы транзисторов 1 и 2 приходят запирающие сигналы с усилителей 15 и 16 мощности, Транзистор 1 закрывается. Когда транзистор 1 закрылся, сигнал с обмотки 9 датчика 7 близок к нулю, компаратор 11 переключен в состояние, соответствующее присутствию логического "О" на входе Е 1 селектора 13 импульсов по длительности, однако на его выходе по- прежнему присутствует логическая "1", В момент времени тз от генератора 30 импульсов на дополнительный вход 72 приходит импульс положительной полярности, что вызывает появление на выходе 0 селектора 13 имг 1 ульсов по длительности логического "0", а.следовательно, логический О" присутствует теперь и на входе Х 1 цифрового автомата 14. Цифровой автомат 14 (в соответствии с табл,2) переключается в состояние 4, когда У 1 оавен "О", а У 2 равен "1", На базу транзистора 2 через усилитель 16 мощности приходит отпирающий сигнал. Далее повторяются аналогичные процессы с транзистором 2, Пусть в момент т 4 напряжение питания увеличивается до Ол -- О п, Теперь время насыщения сердечника выходного трансформатора 3 уменьшается, соответственно, в 2 раза, так как оно обратно пропорционально напряжению, прило- женному к обмотке трансформатора. В момент времени Ь включается транзистор 1. Цифровой автомат 14 - в состоянии 1, В момент времени в выходной трансформатор 3 насыщен и транзистор 1 выключен. Включение транзистора 2 происходит в момент времени И после прихода импульса от генератора 30 импульсов на дополнительный вход селектора 13 импульсов по длительности, что вызывает пояБление на входе Х 1 цифрового автомата 14 логического "0" и переключение цифрового автомата 14 в состояние 4, когда У 1 = О , а У 2 = "1". Далее процессы протекают аналогично, Таким об- разом, среднее напряжение на нагрузке приизменении питания на входных зажимах инвертора остается неизменным, так как длительность импульса напряжения на нагрузке изменяется обратно пропорционально амплитуде Он импульса напряжения на нагрузке (фиг,З). Формула изобретения Устройство для управления двухтактным транзисторным инвертором, содержащее датчик магнитного состояния сердечника выходного трансформатора инвертора, выход которого через мостовой вы прямитель подключен к входам первого и второго компараторов, выход первого компаратора соединен с первым входом цифрового автомата, выполненного в виде семи элементов И, четырех элементов НЕ и двух элементов ИЛИ, причем входы первого и второго элементов НЕ использованы как первый и второй входы цифрового автомата соответственно и подключены к первым входам первого и второгоэлементов И соответственно, второй вход первого элемента Йсоединен с первым входом третьего элемента И и выходом первого элемента ИЛИ, второй вход вторОго элемента И соединен с первым входом четвертого элемента И и первым входом пятого элемента И, вторые входы третьего и четвертого элементов И обьединены и соединены с выходом второго элемента ИЛИ и первыми входами шестого и седьмого элементов И, вторые входы которых соединены с выходами первого и второго элементов НЕ соответственно, выходы первого, третьего и шестого элементов И соединены с входами первого элементаИЛИ, выходы второго, четвертого и седьмого элементов И - с входами второго элемента ИЛИ, выходы первого в второгоэлементов ИЛИ соединены с входами треть 5 его и четвертого элементов НЕ соответственно, выходы когорых соединены с первыми вторым входами пятого элемента И соответственно, выход третьего элемента И использован как первый выход цифрового10 автомата и соединен с входом первого усилителя мощности, выход которого предназначен для подключения к управляющемувходу первого транзистора инвертора, дляподключения к управляющему входу второ 15 го транзистора которого предназначен выход второго усилителя мощности, входкоторого подключен к выходу пятого элемента И, использованному как второй выходцифрового автомата, о т л и ч а ю щ е е с я20 тем, что, с,целью расширения функциональных возможностей устройства за счет обеспечения стабилизации среднего значениянапряжения на нагрузке при изменении напряжения,питания, введены генератор им 25 пульсов и селектор импульсов подлительности, функционирующие в соответствии с таблицей переключений вида1 л 2 00 0 130 0 1 01 О1 1 1причем вход Е 1 селектора импульсов по длительности подключен к выходу второго ком 35 паратора, вход Х 2 - к выходу генератора,импульсов, а выход О - к второму входуцифрового автомата,1636971 Р,х ставитель А. Парочкинахред М.Моргентал К ектор И.Муск актор О.Юрко иэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 1/и ,айа Заказ 823 ВНИИПИ Госуд Тираж 384 венного комитета по 113035, Москва,ЖПодписноебретениям и открытиям при ГКНТ СССаушская наб., 4/5