SU1297165A1

SU1297165A1 - Control device for semibridge transistor inverter with output transformer

Info

Publication number: SU1297165A1
Application number: SU853914455A
Authority: SU
Inventors: Александр Олегович Ширяев; Борис Петрович Рязанов; Владимир Владимирович Михайлов
Original assignee: Смоленский филиал Московского энергетического института; Рославльский завод алмазного инструмента
Priority date: 1985-06-25
Filing date: 1985-06-25
Publication date: 1987-03-15

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано дл защиты синхронизируемых преобразователей напр жени посто нного тока в напр жение переменного тока. Целью изобретени вл етс повьшение избирательности инвертора к видам перегрузок в услови х внешней синхронизации. При возникновении перегрузки триггер 18 переключаетс выходным сигналом порогового элемента 9. Если же возникает долговременное короткое замыкание и исчезает напр жение питани задающего генератора 19, порогового элемента 9 и триггера 18, то управление силовым контуром инвертора 1 осуществл етс только узлом 12 мгновенной защиты, не требущим питающего на- с пр жени . Спуст врем выдержки инерционной защиты происходит отключение инвертора 1 от питающей сети. 2 ил. « СЛThe invention relates to electrical engineering and can be used to protect synchronized DC / DC converters. The aim of the invention is to increase the selectivity of the inverter to the types of overloads under conditions of external synchronization. When an overload occurs, the trigger 18 switches the output signal of the threshold element 9. If a long-term short-circuit occurs and the supply voltage of the master oscillator 19, the threshold element 9 and the trigger 18 disappears, the power circuit of the inverter 1 is controlled only by the instant protection node 12 that does not require feeding on the order. After the holding time of the inertial protection, the inverter 1 is disconnected from the mains. 2 Il. "SL

Description

1129716511297165

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано дл защиты синхронизируемых преобразователей напр жени посто нного тока в напр жение переменного тока.The invention relates to electrical engineering and can be used to protect synchronized DC / DC converters.

Цельк изобретени вл етс повышение избирательности инвертора к видам перегрузок в услови х внешней синхронизации .The purpose of the invention is to increase the selectivity of the inverter to the types of overloads under conditions of external synchronization.

На фиг.1 представлена принципиаль- 0 формируетс питание дл узлов 9,18.19. на схема предлагаемого устройства. Пусть перегрузки нет и генератор на фиг.2 - временные диаграммы.In Fig. 1, in principle, power is generated for nodes 9,18.19. on the scheme of the proposed device. Let there is no overload and the generator in figure 2 - time diagrams.

Устройство дл управлени полумостовым инвертором 1 на транзисторах 2 и 3 с выходным трансформатором 4, датчиком 5 тока и источником 6 питани содержит управл ющий трансформатор 7 тока, обмотки управлени которого подключены к входам управлени A device for controlling a half-bridge inverter 1 on transistors 2 and 3 with an output transformer 4, a current sensor 5 and a power source 6 contains a control current transformer 7, the control windings of which are connected to the control inputs

транзисторов 2 и 3, а перви 1на обмот-20 критических значений, то компаратор ка 8 включена последовательно с пер- -JQ не срабатывает и на его выходе вичными обмотками трансформатора 4 иtransistors 2 and 3, and the first winding is 20 critical values, then the comparator ka 8 is connected in series with the first -JQ does not work and at its output the input voltages of the transformer 4 and

Исходное состо ние устройства характеризуетс отсутствием питани задающего генератора 19 и отсутствием напр жени на выходе трансформатора 4. С приходом импульса от узла 30 инвертор 1 начинает работать в режиме ав-i тогенератора на частоте, меньшей частоты синхронизации задающего генератора 19. В это врем от инвертора 1The initial state of the device is characterized by the absence of power supply to the master oscillator 19 and the absence of voltage at the output of the transformer 4. With the arrival of a pulse from node 30, inverter 1 begins to operate in av-i generator mode at a frequency lower than the synchronization frequency of the master oscillator 19. At this time one

19 обеспечивает синхронизацию инвертора 1. Напр жение на конденсаторе 21 мен етс в пределах от cL до (фиг.2), причем уровень сС соответствует единичному состо нию на выходе компаратора 20, а уровень (.- его нулевому состо нию. Поскольку ток в диагонали инвертора 1 не достигает .19 provides the synchronization of the inverter 1. The voltage on the capacitor 21 varies from cL to (FIG. 2), the level cC corresponds to the single state at the output of the comparator 20, and the level (.- its zero state. Since the current is diagonal Inverter 1 does not reach.

единичное состо ние. Переключение триггера 18 происходит под действием компаратора 20. В момент t (фиг.2).single state. Switching the trigger 18 occurs under the action of the comparator 20. At time t (figure 2).

датчика 5 тока, выход которого подключен к одному входу пброгового элемента 9, выполненного на компараторе 10 другой вход которого подключен к источнику 11 опорного напр жени , и к первым входам двухканального узла 12 мгновенной защиты, образованным базами шунтирующих ключей 13 и 14. Вторые входы узла 12 образованы базами блокирующих ключей 15 и 16 и подключены к выходу элемента ИЛИ 17, одни входы которого подключены к дополнительной обмотке трансформатора 4, а другие - к выходам триггера 18, вход которого подключен к выходу задающего генератора 19, выполненного на KOMiiapaTope 20 с мостовой схемой, включающей врем задающий конденсаторthe current sensor 5, the output of which is connected to one input of the parabolic element 9, made on the comparator 10, whose other input is connected to the source 11 of the reference voltage, and to the first inputs of the dual-channel node 12 instantaneous protection formed by the bases of the shunt switches 13 and 14. The second inputs of the node 12 are formed by bases of blocking keys 15 and 16 and are connected to the output of the element OR 17, some inputs of which are connected to the additional winding of the transformer 4, and others to the outputs of the trigger 18, the input of which is connected to the output of the master oscillator 19, performed on KOMiiapaTope 20 with a bridge circuit including a time setting capacitor

35 изменени его пол рности замкнетс ключ 23 и вык.гаочит ключи 15 и 13. Обмотка трансформатора 7 окажетс раско- рочвнной. В момент t, (фиг. 2) на выходе компаратора 20 по витс логическа единица, но это не вызовет изменени состо ни триггера 18.35 changing its polarity locks the key 23 and extracts the keys 15 and 13. The winding of the transformer 7 will be uncool. At time t, (Fig. 2), at the output of the comparator 20 a logical unit is turned on, but this will not cause a change in the state of the trigger 18.

Если ток нагрузки, нараста , достигнет в момент времени t (фиг.2)If the load current, growth, reaches at time t (figure 2)

21 на его входе. Блокирующий вход генератора 19 подключен к выходу порогового элемента 9 непосредственно , а врем задающий конденсатор 21 - через разделительньй диод 22. Третьи 45 значени , соответствующего порогу входы узла 12 образованы базами вы- срабатьгоани компаратора 10, то на ключателей 23 и 24 защиты и подключе-- его выходе нуль по витс раньше, чем кы к первой дополнительной обмотке 25 на выходе компаратора 20. Порог П. трансформатора 7, втора дополни- задаетс опорным источником 11. При тельна обмотка 26 которого подключе- 50 срабатывании компаратора 10 изменитс на к выходу узла 12 через шунтирую- порог его срабатьшани с tj до , щие диоды 27 и 28 и к первичной обмотке трансформатора 4 через резистор 29 положительной обратной св зи. Дл первоначального включени инвертора 1 предназначен узел 30 запуска. Устройство имеет нагрузку 31.21 at his entrance. The blocking input of the generator 19 is connected to the output of the threshold element 9 directly, and the time specifying the capacitor 21 through a separating diode 22. The third 45 values, the corresponding threshold of the inputs of the node 12 are formed by bases of comparator 10, then to the switches 23 and 24 of the protection and connection - its output is zero at Wits earlier than ky to the first additional winding 25 at the output of the comparator 20. The threshold P. of the transformer 7, the second is additionally specified by the reference source 11. The reference winding 26 of which connects 50 the comparator 10 ITS on to the output node 12 through the shunt threshold srabatshani with his tj before Suitable diodes 27 and 28 and to the primary winding of the transformer 4 via a resistor 29, a positive feedback. A start node 30 is designed to initially turn on inverter 1. The device has a load of 31.

поэтому обратный переход компаратора 10 произойдет только в момент t .(фиг.2). Срабатывание в момент t 55 (фиг.2) компаратора 10 вызовет спад напр жени на конденсаторе 21 до уровн , меньшего р . Со временем этот спад достигнет уровн с. , равного значению напр жени на разделиУстройство работает следующим образом .therefore, the reverse transition of the comparator 10 will occur only at the time t. (FIG. 2). The operation at time t 55 (Fig. 2) of the comparator 10 will cause the voltage drop across the capacitor 21 to a level less than p. Over time, this decline will reach s. equal to the value of the voltage on the partition. The device operates as follows.

формируетс питание дл узлов 9,18.19 Пусть перегрузки нет и генератор power is generated for the nodes 9,18.19 Let there be no overload and the generator

критических значений, то компаратор -JQ не срабатывает и на его выходе critical values, the comparator -JQ does not work and at its output

20 критических значений, то компаратор -JQ не срабатывает и на его выходе 20 critical values, the comparator -JQ does not work and at its output

триггер 18 переключаетс и вырабатывает положительное напр жение на вход например, ключа 15. Открьша сь, он открывает ключ 13, который вместе с диодом 28 нгунтирует вторичнзпо обмотку trigger 18 switches and produces a positive input voltage, for example, key 15. Open, it opens key 13, which, together with a diode 28, ngunts the secondary winding

трансформатора 7, имитиру его насыщение . Спуст врем выключени ключа произойдет переключение элементов 2 и 3 инвертора 1. Ток в диагонали инвертора 1 начнет уменьшатьс . В момент transformer 7, imitating its saturation. After the switch-off time of the key, elements 2 and 3 of inverter 1 will switch. The current in the diagonal of inverter 1 will begin to decrease. In the moment

35 изменени его пол рности замкнетс ключ 23 и вык.гаочит ключи 15 и 13. Обмотка трансформатора 7 окажетс раско- рочвнной. В момент t, (фиг. 2) на выходе компаратора 20 по витс логическа единица, но это не вызовет измене4035 changing its polarity locks the key 23 and extracts the keys 15 and 13. The winding of the transformer 7 will be uncool. At time t, (FIG. 2), at the output of the comparator 20, the logical unit is Vits, but this will not cause a change of 40

45 значени , соответствующего порогу срабатьгоани компаратора 10, то на его выходе нуль по витс раньше, чем на выходе компаратора 20. Порог П. задаетс опорным источником 11. При 50 срабатывании компаратора 10 изменитс порог его срабатьшани с tj до , 45 values corresponding to the threshold of operation of the comparator 10, then at its output a zero is obtained earlier than at the output of the comparator 20. The threshold P. is set by the reference source 11. At 50 the triggering of the comparator 10 the threshold of its adjustment will change from tj to

и состо ни триггера 18.and the state of the trigger 18.

значени , соответствующего порогу срабатьгоани компаратора 10, то на его выходе нуль по витс раньше, чем на выходе компаратора 20. Порог П. задаетс опорным источником 11. При срабатывании компаратора 10 изменитс порог его срабатьшани с tj до , the value corresponding to the threshold of operation of the comparator 10, then at its output a zero is obtained earlier than at the output of the comparator 20. The threshold P. is set by the reference source 11. When the comparator 10 is triggered, the threshold of its adjustment will change from tj to,

5 значени , соответствующего порогу срабатьгоани компаратора 10, то на его выходе нуль по витс раньше, чем на выходе компаратора 20. Порог П. задаетс опорным источником 11. При 0 срабатывании компаратора 10 изменитс порог его срабатьшани с tj до , If the 5 values correspond to the threshold of the comparator 10, then at its output a zero is obtained earlier than at the output of the comparator 20. The threshold P. is set by the reference source 11. At 0, the trigger of the comparator 10 changes its threshold from tj to

поэтому обратный переход компаратора 10 произойдет только в момент t .(фиг.2). Срабатывание в момент t 5 (фиг.2) компаратора 10 вызовет спад напр жени на конденсаторе 21 до уровн , меньшего р . Со временем этот спад достигнет уровн с. , равного значению напр жени на раздели312therefore, the reverse transition of the comparator 10 will occur only at the time t. (FIG. 2). The operation at time t 5 (Fig. 2) of the comparator 10 will cause the voltage drop across the capacitor 21 to a level less than p. Over time, this decline will reach s. equal to the value of the voltage on the section312

тельном диоде 22. Ъ результате срабатывани компаратора 10 триггер 18 будет переключатьс в моменты t , tj, ..(фиг.2). На выходе компаратора 20 в эти интервалы времени удержива- етс логическа единица. Так работае устройство тогда, когда перегрузка инвертора 1 не вызывает пропадани напр жени питани узлов 9, 18,19.As a result of the operation of the comparator 10, the trigger 18 will switch at times t, tj, .. (Fig. 2). At the output of the comparator 20, a logical unit is held at these time intervals. Thus, the device operates when overloading the inverter 1 does not cause the power supply of the nodes 9, 18,19 to drop.

При пол ных коротких замыкани х в нагрузке 31 может начатьс процесс обесточивани узлов 9,18,19. Пусть это началось в момент t (Лиг.2). Начнут уменьшатьс пороги о(. и р , входной сигнал триггера 18 и насту- пит момент t (фиг.2), когда срабатывание узлов 9,18, 19 не воздействует на инвертор 1. Ток в диагонали инвертора 1, нараста , в момент t . (фиг.2) достигнет порога срабатыва- ни j узла 12 мгновенной защиты. Выходным сигналом датчика 5 тока будет открыт один из ключей узла 12, например ключ 13. В результате этого переключатс транзисторы 2 и 3. Так будет продолжатьс до тех пор, пока инерционна защита не остановит инвертор 1.In case of complete short circuits in the load 31, the process of de-energizing the nodes 9,18,19 may begin. Let it begin at the moment t (Lig.2). The thresholds o (. And p, the input signal of the trigger 18 will begin to decrease and the time t (figure 2) will start when the operation of the nodes 9,18, 19 does not affect the inverter 1. The current in the diagonal of the inverter 1 increases at the time t (Fig. 2) reaches the threshold j of instant protection Node 12. The output signal of current sensor 5 will open one of the keys of node 12, for example key 13. As a result, transistors 2 and 3. This will continue until until the inertial protection stops the inverter 1.

Таким образом достигаетс повыще- ние избирательности инвертора к видам перегрузок в услови х внешней синхронизации .Thus, an increase in the selectivity of the inverter to the types of overloads under conditions of external synchronization is achieved.

Claims

Invention Formula

A device for controlling a half bridge transistor inverter with an inrush transformer, comprising

54

An inverter current sensor, the output of which is connected to one of the inputs of the threshold element, to the other input of which a voltage source is connected, a master oscillator, a switching capacitor and a control current transformer, the control windings of which are intended to to connect to the control circuits of the inverter transistors, and an instantaneous protection node, distinguished by the fact that, in order to increase the selectivity of the inverter to the types of overloads under external synchronization conditions, it provides but the OR element and a separation diode, the control current transformer is equipped with two additional windings, and the instantaneous protection node is made two-channel with three inputs in each canape, the first of which are connected to the output of the current sensor, the other inputs of which are connected the trigger outputs, the second are intended to be connected to the output transformer circuit, and the third to the first additional winding of the control current transformer, the second additional winding of which is connected to the output the node instantaneous protection, while the primary winding is intended for inclusion in the output circuit of the transformer, wherein the threshold element is connected to the output of the master oscillator input blocking non indirectly, and by the time zadak DeMouy capacitor - through the separating diode.

FIG. 2