Инвертор с блоком управления

1059651 ра, а через первый инвертор - е пер-.вым входом первого элемента 2 ИЛИ-НЕ,выход которого соединен с В -входомпервого триггера; второй вход элемента деления непосредственно соединенс вторым входом второго элемента2 ИЛИ - НЕ, выход которого соединен свторым входом первого элемента 2 ИЛИНЕ и через второй инвертор - с первыми входами первых двух элементовЗИ-НЕ и вторым входом первого элемента 2 И-НЕ, первый вход которого соединен с выходом первого элементаЗИ-НЕ, а выход - с первым входсм втОрого элемента 2 И-НЕ, второй входкоторого соединен с прямым выходомпервого триггера, а выход - сб -вхо 1Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания переменного тока для нагрузок ин дуктинно-активного характера, практически с любым коэффициентом мощности.Известны устройства, в которых для повышения коэффициента использования переключающихся транзисторов используется способ ступенчатого преобразо вателя выходного напряжения.При этом, в одном случае использу ется ряд выходных трансформаторов, выходные обмотки которых через управ ляемые ключи но заданному апгоритму коммутируются на нагрузку, иди один 15 трансформатор с промежуточным вывода ми на первичной его обмотке, коюутируемым с помощью управляемых ключей на источник постоянного тока Яи 2 .Недостатком таких преобразовате 20 лей являются ниЗкие габаритно-весо" вые и технологические показатели.Наиболее близким к предлагаемому является устройство, в котором исполь, зуется один источник постоянного то ка с промежуточным выводом и мостовой инвертор с тремя управляемыми ключами в каждой его стойке. Причем, два ключа включены последовательно между полюсами источника постоянного 30 тока, а третий -между средним выио - дом этого источника и общей точкой двух первых ключей и выполнен на двух встречно включенных транзисторах, с последовательно подключенны ми к ним диодами 3 .Недостатком устройства является ограниченные его возможности для нагрузок с низкими значениями сов.Цель изобретения - повьааение надежности, улучшение габаритно-весо" дом второго триггера, инверснйй выход которого соединен с первым входом второго элемента 2 ИЛИ-НЕ и третьим входом второго элемента ЗИ-НЕ,выход которого соединен с б -входомпервого триггера, причем инверсныйвыход первого триггера является первым выходом элемента деления и связан с первым входом третьего элемента2 И-НЕ, второй вход которого соединенс прямым выходом второго триггера, авыход непосредственно соединен стретьим входом через третий инверторс вторым выходом данного элементаделения, третий вход первого элемента ЗИ-НЕ соединен с выходом элементавозврата в исходное состояние. 2вых показателей и технологичности устройства.Поставленная цель достигается тем, что в инверторе с блоком управления, содержащем последовательно включенные эадабщий генератор и распределитель импульсов, два элемента совпадения, мостовой инвертор напряжения с тремя управляемыми ключами в каждой его стойке и источник постоянного тока с средним выводом, причем, в каждой стойке два управляемых ключа включены последовательно между полюсами источника постоянного тока, один из которых зашунтирован первым возвратным дисдом,а третий управляемый ключ установлен между средним выводом источника постоянного тока и общей точкой соединения первых двух ключей, являющейся выходом.инвертора, к которой подключен одним электродом второй возвратный диод, управляющий вход второго ключа соединен через соответствующий элемент совпадения с соответствующим выходом распределителя импульсов, к другому электроду второго возвратного диода, являющимуся дополнительным выходом каждой стойки мостового инвертора, подключен датчик регистрации реактивного тока нагрузки, связанный с полюсами источника постояьного тока,. управляющий вход третьего управляемого ключа через элемент совпадения соединен с выходом элемента деления, первый вход которого соединен с соответствующим выходом распределителя импульсов, а второй вход - с выходом датчика регистрации реактивного тока нагрузки последующей стойки мостового инвертора напряжения, соответствующие выходы этих элементов соединены с соответствующими входами элементов совпадения, причем первый - с установленной на ее выходе, второй и третий - с установленными на входе вторых и третьих упранляемых ключей последующей стойки мостового инвертора напряжения соответственно, третий вход элемента совпадения, установленным на входе третьих управляемых ключей, соединен с предыдущим выходом распределителя импульсов, подключенным к входу, установленного на его входе элемента деления.Датчик регистрации реактивного тока содержит датчик тока на входе, связанный с соответствующим полюсом источника постоянного тока, ключевой транзистор, вход которого подключен к входу датчика тока и через резис тор - к другому полюсу источника постоянного тока, а также преобразователь уровня напряжения, выход ко торого соединен с общим полюсом ис-. точника постоянного тока. Элемент деления импульса управления содержит дваЮ -триггерацва элемента ЗИ-НЕ, три элемента 2 И-НЕ, два элемента 2 ИЛИ-НЕ, три инвертора НЕ и элемент возврата в исходное состояние, причем, первый вход элемента деления импульса управления непосредственно соединен с вторыми входами пррвых двух элементов ЗИ-НЕ и В-входом второго триггера, а через первый инвертор с первым входом первого элемента 2 ИЛИ-НЕ, выход которого 35 соединен с Й -входом первого триггера, второй вход элемента деления непосредственно соединен с вторым входом второго элемента 2 ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с вторым входом перво го элемента 2 ИЛИ-НЕ и через второй инвертор с первыми входами первых двух элементов ЗИ-НЕ и вторым входом первого элемента 2 И-НЕ, первый вход которого соединен свыходом пеРвого 45 элемента ЗИ-НЕ, а выход с первым вхо дом второго элемента 2 И-НЕ, второй вход которого соединен с прямым выхо. дом первого триггера, а выход с б входом второго триггера, инверсный - выход которого соединен с первым входом второго элемента 2 ИЛИ-НЕ и третьим входом второго элемента ЗИ-НЕ, выход которого соединен с 8 -входом пер ного триггера, причем, инверсный выход первого три 7 гера является перв. 55 выходом элемента деления и связан с первым входом третьего элемента 2 ИНЕ, второй вход которого соединен с прямым выходом второго триггера, а выход непосредственно соединен с 60 третьим выходом и через третий инвертор с вторым выходом данного элемента деления, третий вход первого элемента ЗИ-НЕ соединен с выходом элемента возврата в исходное состояние. 65 Задающий генератор выполнен с делителем частоты.На фиг. 1 представлена схема инвертора с блоком управления; нафиг. 2 - вариант стойки моста с датчиком регистрации реактивного токанагрузки; на фиг, 3 - нарнант элемента,деления по длительности импульсауправления с элементом совпадения; нафиг. 4.и 5 - диаграммы выходных напряжений.Устройство содержит задающий инвертор 1, делитель 2 частоты, промежуточный выход 3 делителя частоты,распределитель 4 импульсов, первый,второй и третий управляемые ключи 57 соответственно, стойки 81-8.2 мостовых иннерторов, элементы 9.1-92,10 .1-10 .2 сонпадения, входы 11-12элемента 10,1 сонпадения, элементы13.1-13.2 деления по длительностиимпульса управления, входы и выходы14-17 элементов 131 деления, выходы18.1-18.2 стоек мостового инвестора,переключающий транзистор 19, диод20, возвратные диоды 21 и 22, датчики 23.1,23.2 регистрации реактивноготока нагрузки, ключевой транзистор24, резистор 25, преобразователь 26 .уровня напряжения, датчик 27 ока,йб-триггер 28 и 29, элементы ЗИ-НЕ30-31, иннерторы 32-35, элементы 2 ИЛИНЕ 36 и 37, элементы 2 И-НЕ 38-40,элемент 41 возврата в исходное состояние,Задающий генератор 1 состоит из собственно генератора и делителя 2 частоты, установленного на его выходе и имеющего более высокочастотный промежуточный выход 3, Основной выход делителя 2 частоты соединен с входом распределителя 4 импульсон который выполнен по схеме кольцевого счетчика. Причем, количество разрядон кольцевого счетчика зависит от соотношения длительности ступеней выходного напряжения и количество фаз преобразователя. На фиг. 1 показан распределитель импульсов с шестью выходами для двухФазного преобразователя. В этом случае каждый первый (и четвертый) выход распределителя 4 одновременно соединен с управляющим входом первого ключа 5 соответственно первой 81 (и последующей 8.2) стойки мостового иннертора и первым входом элемента 9.2(9.1) совпадения, установленной на входе второго управляемого ключа 6 последующей стойки 8.2(8.1) мостового инвертора. Каждый второй (и пятый) выход распределителя 4 сое" динен одновременно с входом 11 элемента 10,1(102), совпадения, выход кото. рого соединен с входом управляемого ключа 7 соответственно первой и последующей стойки 8.1(8.2) мостового инвертора и вторым входом элемента9. 2 9 . 1) совпадения, третий (шестой) выход распределителя 4 соединен с входом 14 соответствующего элемента 13.1(13,2)деления, установленного на входе элемента 10.1(10.2) совпадения выход 15 элемента 13.1(13,2) деления соединен с входом 12 элемента 10.1 (10.2) сонпапения, выход 16 с треть" им входом элемента 9,1(9 .2) совпадения, Стойка 8.1(8.2) мостового инвертора содержит три управляемых ключа 5 - 7, выходы которых объединены и соединены с выходом 18.1(18.2) мостового иннертора, второй коммутационный электрод управляемых ключей соответственно соединен в 5 - с одним полю сом источника постоянного тока, в 6 с другим, в 7 - со средним выводом.Управляемый ключ 6 зашунтиронан возвратным диодом 22, другой возвратный :иод 21 включен между общей точ О кой ключей 5 и б и дополнительным выходом стойки мостового иннертора, 1:вязанный с входом датчика 231(23,2; регистрации реактивного тока нагруз .и ки.В случае использования в качестве 25 управляемых ключей транзисторов, в ключе 7 последовательно с переклю" чающимся транзистором 19 устанавли-вается диод 20.Последовательно с возвратным дио О дом 21 установлен датчик 27 тока, входящий н состав датчика 23.1(23,2) регистрации и установлен на входе ключевого транзистора 24, эмиттер кс. торого вместе с вторым электродом датчика 27 подключен к полюсу источника постоянного тока, а база - к ,сполнительному выходу стойки мосто всго иннертора и через резистор 25 к общему полюсу источника тока. Выход транзистора 24 соединен с входом преобразователя 26 уровня напряжения, выход которого является выходом элемента 23.1(23.2) регистрации реактивного тока нагрузки подключенной к .входу 17 элемента 13.2(13.1) деления 45 импульса управления, установленной в цепи управления управления ключа 7 предыдущей стойки мостового ИинерЭлемент 13.1 деления импульса уп" 50 равлепия состоит из двухКб "триггеров 28 и 29.Первый вход 14 элемента 13.1 деления соединен с вторыми входами элементов ЗИ-НЕ 30 и 31 и 9 -входом триггера 29 и через инвертор 32 с перньяи входом элемента 2 ИЛИ-НЕ Зб, выХод которого соединен с,)( -входом триггера 28.Второй вход 17 элемента 13.1 соЕ бО динен с вторым входом элемента 2 ИЛИНЕ 37, выход которого соединен с вторым входом элемента Зб, и через ин нертор 33 юс дверными входами элементов 30 и 31, а также вторым входом элемее/ та 2 И-НЕ 38, выход которого соединен с первым входом элемента 2 И-НЕ 39. Второй вход элемента 39 подключен к прямому выходу триггера 28, а выход его подключен кб -входу триггера 29. Инверсный выход триггера 28 подключен к первому входу элемента 10.1 совпадения и второму входу элемента2 И-НЕ 40, первый вход которого соединен с прямым выходом триггера 29, авыход - с выходом 15 элемента 13.1 и через инвертср 34 с выходом 16 того же элемента 13.1. Инверсный выход триггера 29 соединен с третьим входом элемента 31 и первым входом элемента 34. Выход элемента 30 соединен с первым входом элемента 38, а третий - с выходом элемента 41 возврата, который выполнен в виде элементазадержки, в качестве которого служитдополнительный выход 3 делителя 2частоты, установленного на выходегенератора 1 частоты,Иннертор работаетг:следующим образом,Задающий генератор 1 через делитель 2 частоты управляет работойраспределителя 4 импульсов, выходныесигналы с каждого разряда которого всоответствии с диаграммой (Фиг,4)устанавливают состояние управляемыхключей в .стойках мостового инвертора.При этом, если принять за исходное состояние наличие управляющего импульса в первом разряде распределителя 4, то в начале будет открыт ключ 5 в одной и б в другой стойке мостового инвертсра. Благодаря этомучерез нагрузку будет протекать ток отвсего источника постоянного тока,питающего мостовой инвертор.Импульсом во втором разряде распределителя 4 запирается ключ 5 и открывается ключ 7 в этой же стойке 8.1мостового инвертора. Ток н нагрузкепри этом продолжает протекать, но ужеот половины источника постоянноготока. При наличии импульса в третьемразряде распределителя 4 перебрасывается триггер 28, в результате чегоключ 7 остается в включенном положе"нии, а ключ б другой стойки 8.2 мосто.ного инвертора выключается, При наличии реактивного тока в нагрузке, протекающего в этом случае через открытый ключ 7 и возвратный диод 21 второй стойки 8.2 мостового иннертора на вторую половину постоянного тока, создаваемее смещение на датчике 27 тока запирает ключевой транзистор 24,что в свою очередь приводит к запиранию транзистора н преобразователе26 уровня датчика 23.2 регистрацииреактивного тока нагрузки.Полученное состояние на входе 17элемента 13.1 деления через элементы38 и 40 взвОдит триггер 29, сигналыс которого выключают элемент 13 и разрешают включение элементов 37 и 40. В случае отсутствия реактивного тока в нагрузке, триггер 29 взводится сигналом элемента 41 задержки, либо промежуточного выхсда 3 делителя частотыПо окончании реактивного тока наг-. рузки транзистор 24 открывается благо даря отпирающему в его базе смещению через резистор 25. Это приводит к отпиранию транзистора преобразова тель 26 уровня элемента 23.1. Благодаря наличию нулевого потенциала на входе 17 элемента 13.1 триггер 28 возвращается с исходное положение ,через элементы 37 и 36. В результате этого запирается, элемент 101 совпадения и управляемый ключ 6 выключается. Одновременно с этим сигнал с триггера 28 через элемент 40 и ин-вертор 34 приводит к отпиранию ключа 7 во второй 8.2 и 6 в 8.1 стойках мостового инвертора, благодаря чему в нагрузке потечет уже обратный полярности ток от первой половины источ ника постоянного тока, который будет протекать до тех пор, пока на выходе третьего, разряда распределителя 4 будет присутствовать управляющий импульс. Переход управляющего импульса в четвертый разряд распределителя 4 приведет к выключению ключа 7 и включению ключа 5 этой же стойки мостового инвертора, что приведет к к повторению описанного процесса для обратной полярности выхОдного тока.В случае, если реактивный ток ййгрузки не прекратился к моменту пере- хода управляющего импульса в четвертый разряд распределителя 4, то независимо от этого триггер 29 возвращается в исходное состояние, что приводит к отпиранию тех же ключей 5 и 6 и реактивный ток будет продолжать протекать уже через возвратные диоды 21 и 22 на весь источник постоянного тока.,Лушникова Техред В,далекорей орректо Эрдейн суд рс смитпо делам изобретений и отк 113035, Москва, Ж, Рауаска Подписи а С наб. Филиал ПППфПатентф , г. Укгорсд,роектная, 4 Закаэ 9855/57 Тирам 687 ВНИКПИ Го а твенного к