SU1624634A1 - Устройство дл управлени мостовым инвертором - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может быть использовано при построении источников вторичного электропитани  централизованного типа в тех случа х, когда по услови м эксплуатации требуетс  обеспечить улучшенное качество преобразованной электроэнергии с регулируемыми (или стабилизированными) параметрами. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей за счет

Description

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может быть использовано при построении централизованных источников вторичного электропитани  (ИВЭ) со стабилизированным выходным напр жением или децентрализованных ,регулируемых по напр жению ИВЭ, обеспечивающих преобразование посто нного напр жени  в переменное.

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей инвертора за счет обеспечени  регулировани  его выходного напр жени , минимизаци  искажений .

На фиг,1 изображена принципиальна  схема устройства дл  управлени  мостовым инвертором; на фиг.2- временные диаграммы , по сн ющие принцип работы устройства и выходное напр жение мостового инвертора.

Устройство дл  управлени  (фиг.1) мостовым инвертором, включает в себ  задатчик 1 частоты, подключенный к N-канальному регистру 2 сдвига импульсов (на фиг.1 семиканал ьному, ) с пар афаз- ными выходами СИ Qi; Q2; Q2... Q и модул тору 3 ширины импульсов. Указанный регистр 2 может быть выполнен.например, на NIK-триггерах с перекрестной св зью (не показаны), а модул тор 3 - в виде совмещенного генератора пилообразного напр жени  - компаратора 4V S-выход которого подключен к инвертору 5, выходом образующего парафазный S-выход модул тора 3. Выходы регистра 2 и модул тора 3 подключены к входам узла 6 формировани  управл ющих сигналов. Последний выполнен шестиканальным. Его канал, предназначенный дл  формировани  сигнала М1 (М1), содержит три элемента ЗИ-НЕ 7-9 (10-12), выходы которых подключены к входам элемента 4И-НЕ 13 (14). На выходе элемента 13 (14) в результате будет сформирован управу

л ющий сигнал, определ емый логическим выражением

MHQ3Q4S)(Q4QeS)(Q6Q7S) Qi

(МН Эзб4§) (Q4QeS) (QeQyS) СИ).

Канал узла 6 формировани  управл ющего сигнала М2 (М2) помимо указанных элементов ЗИ-НЕ 7-9 (10-12) содержит четвертый элемент ЗИ-НЕ 15 (16) и элемент 4И-НЕ 17 (18). На выходе элемента 4И-НЕ 17 (18) в этом случае будет сформирован сигнал- г .

М2 (Q3Q4S) (CUQeS) (CUQeS) (QeCbS) 03648 + CtoQeS + Q4QeS +

( M2 (Q3Q4S) (CUQeS) (CUQeS) (QeQrS)

5з04§ + CUQeS + CUQeS + QeCbSJ.

Канал узла 6 формировани  управл ющего сигнала МЗ (МЗ) помимо элемента ЗИНЕ 15(16) содержит элемент 2И-НЕ 19 (20) и элемент ЗИ-НЕ 21 (22), выходы которых

подключены к входам элемента 4И-НЕ 23 (24), четвертым входом соединенного с выходом регистра 2. Выход элемента 4И- НЕ 23(24) подключен к входу элемента ЗИ-НЕ 25(26), другие вхдоды которого соединены с выходами элементов ЗИ-НЕ 22 и 27 (21 и 28). На выходе элемента ЗИНЕ 25 (26) будет сформирован сигнал

35

МЗ (Q3S) (Q4QeS) (QiQ7S)Q2 + + Q3U2S

( M3 (Q3S) (Q4U6S) ()Q2 +

+ Q3U2S ). .

Выходы M1, M1 - МЗ, МЗ узла 6 формировани  св заны через усилительно-разв зывающий узел 29 с управл ющими входами соответствующих ключей 30-35 си- ловой части мостового инвертора, который

включает в себ  три стойки ключей 30-35, причем две из них выполнены в виде полностью управл емых ключей переменного тока , а средн   стойка ключей 34, 35 - на транзисторах, шунтированных диодами обратного тока. Средние точки стоек ключей 30-33 подключены к концам двух согласно включенных первичных обмоток 36 и 37 выходного трансформатора 38, обща  точка которых подключена к средней точке стойки ключей 34, 35.

Качество преобразованной электроэнергии мостового инвертора (коэффициент гармоник выходного напр жени , Кг его спектральный состав и амплитуда основной гармоники UOCH) существенно зависит от соотношени  длительностей и амплитуд ступеней, сформированной квазисинусоидальной кривой выходного напр жени  Квых. Если амплитуда ступеней иВых определ етс  соотношением чисел витков первичных обмоток 36 и 37, то их длительность зависит от числа каналов регистра 2, т.е. от числа N.

Общими логическими выражени ми, описывающими в общем случае св зи между N-канальным регистром 2 и узлом 6 фор- мировани  управл ющих сигналов,  вл ютс  следующие выражени :

М1 (CbCUS) (Q4QN-iS) (QN-tQNS) Qi,M1 {Q3d4S)(Q4QN-iSHQN-iQNS)Qi: M2 Q3Q4S+ CUQN-1S+ CUQN-1S+ СЫОыЗ; М2 Q4QN-1S+ Q,qQN-iS+ QN-iQNS;

М3 (QaS) (CUQu-iS) (QiQwS) Qa+ + (Q3Q2S) + (QiQNS);

M3 (Q3S) (Q4QN-1S) (QiQNS) Qa+

+ (Q3Q2S) + (QiQNS).

Принцип работы устройства дл  управлени  мостовым инвертором по сн етс  временными диаграммами, представленными на фиг.2. Задатчик 1 частоты синхронизирует работу устройства. Импульсы вида Ui определ ют частоту работы модул тора 3 ширины импульсов (скважность выходного сигнала S (S) которого определ етс  управл ющим сигналом U... a), a также поступают на счетный вход регистра 2 сдвига . Фазовый сдвиг между последовательными симметричными пр моугольными импульсами Qi 02...СЫ; QiQ2...Qw составл ет п /N (равный длительности ступеней выходного напр жени  инвертора). Эти сигналы (импульсы) поступают на входы узла 6 формировани  управл ющих сигналов, в котором осуществл ютс  логические опера- 5 ции. В результате будут сформированы новые последовательности импульсов, определ емые вышеприведенными логическими выражени ми. Номер каждого элемента 7 - 28 в узле 6 формировани  со- 10 ответствует индексу полученной последовательности импульсов, некоторые из которых представлены на фиг.2. Ключи 30-35 мостового инвертора переключаютс  в соответствии с разработанным алгоритмом и на 15 выходе последнего формируетс  напр жение вида Увых (фиг.2), реализующее алгоритм частично широтно-импульсного регулировани  (ЧШИР).

Предложенное устройство может найти 0 применение при построении централизованных источников питани , когда требуетс  обеспечить преобразование посто нного напр жени  в переменное, согласование номинальных уровней напр жени  питани  5 и нагрузки, а также стабилизацию выходного напр жени  в достаточно широком диапазоне ( ± 20%). Данное устройство может использоватьс  и в децентрализованных источниках питани , обеспечива  регулирова- 0 ние выходного напр жени  наиболее эффективным методом ЧШИР, реализованным без усложнени  схемы силовой части - инвертора (недостатка, присущего данному методу регулировани ), при высоком качест- 5 ве выходного напр жени .

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Устройство дл  управлени  мостовым инвертором, включающим три стойки ключей и выходной трансформатор, обща  точ- 0 ка двух согласно включенных первичных обмоток Wi и Л/2 которого подключена к средней точке второй стойки ключей, выполненных в виде встречно-параллельно включенных транзисторов с управл ющими 5 входами М2 и М2 и диодов, причем свободный вывод первой из упом нутых обмоток Wi подключен к средней точке первой стой- JCH ключей с управл ющими входами М1 и М1, а вывод второй обмотки Wa соединен со 0 средней точкой третьей стойки полностью управл емых ключей переменного тока с управл ющими входами МЗ и МЗ, содержащее последовательно соединенные задатчих частоты , N-канальный регистр сдвига с rtapa- 5 фазными выходами Qi, Qi, ..UN, QN, где N б, узел формировани  упо авл ющих сигналов, выходы М1, М1 - МЗ, МЗ которого предназначены дл  подключени  к соответствующим управл ющим входам упом нутых ключей инвертора, отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей за счет обеспечени  регулировани  выходного напр жени  инвертора, оно снабжено модул тором пульсов с парафазными выходами S и бГ, включенными между задатчиком частоты и. узлом формировани  управл ющих сигналов , а выполнение и св зи между входами и выходами последнего определ ютс  следующими логическими выражени ми:

   М1 (CbCUS) (CUQN-iS) (QN-iQNS) Qi;

   М1 (Q3Q4S) (CUQN-1S) (QN-1Q.NS) Qi;

   M2 - ОзСй5+ Q4QN-1S+ Q4QN-1S+ СЫОмЗ; М2 Q3CUS+ Q4UN-1S+ CUQN-1S+ Оы-ЮмЗ;

   М3 (Q3S) (Q/iQN-tS) (Qi6NS) Q2+ + (Q3Q2S) + (QiQNS);

   10

   M3 (Q3S) (Q4QN-iS) (QiQNS) Q2+

   + ,(Q3Q2S) + (QiQNS).
2. 2. Устройство по п.1,отличающеес  тем, что, с целью минимизации искажений , упом нутый регистр сдвига выпол- нем дев тиканальным ().