SU1647824A1 - Многофазный инвертор - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитани  и электропривода . Цель изобретени  - повышение надежности путем ограничени  тока 17 & + «щщ транзисторов при выжигании плавкого предохранител . Инвертор содержит N полумостов управл емых ключей 1 и 2, каждый из которых состоит из нескольких включенных параллельно через предохранители 6 транзисторов 7. При к.з. транзистора 7 наход щийс  в его цепи плавкий предохранитель 6 выжигаетс  током разр да конденсатора 9

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в системах вторичного электропитани  и электропривода .

Цель изобретени  - повышение надежности путем ограничени  тока транзисторов при выжигании плавного предохранител .

На чертеже представлена схема предлагаемого инвертора.

Многофазный инвертор содержит N фаз, кажда  из которых состоит из последовательно соединенных по схеме полумоста управл емых ключей 1 и 2, подключенных к входным выводам 3 и 4 через дроссель 5. Управл емые ключи выполнены из соединенных параллельно через плавкие предохранители 6 нескольких транзисторов 7, шунтированных рекуперирующими диодами . К выходу полумостов управл емых ключей 1 и 2 каждой фазы подсоединен соответствующий вывод N-фазной нагрузки 8. К входным выводам 3 и 4 подключены последовательно соединенные конденсаторы 9 и 10, к общей точке которых подсоединен один вывод токоограничивающего резистора 11, второй вывод которого соединен с объединенными первыми выводами ключей переменного тока 12-1 ... 12-N. Вто- рые выводы ключей 12-1 ... 12-N подсоединены к выходным выводам полумостов. Ключи 12-1 ... 12-М могут быть выполнены, например, в виде тиристора, включенного в диагональ переменного тока мостового выпр мител . Управл ющие входы ключей 12- 1 ... 12-N подсоединены к вторичным обмоткам 13-1 ... 13-N трансформатора 14, первична  обмотка 15 которого через пороговый элемент 16, например стабилитрон, подключена параллельно дросселю 5. Дл  рекуперации энергии дроссель 5 пунктирован диодом 17.

Блок 18 управлени  содержит распределитель 19 импульсов, вход которого соединен с выходом задающего генератора 20. Выходы распределител  19 импульсов соединены с первыми входами логических элементов 2И 21-1 ... 21-N, 22-1 ... 22-N, вторые входы которых соединены с выходом логического элемента 2ИЛИ-НЕ 23. Первый вход логического элемента 23 через согласующую цепь 24 подключен к управл ющей обмотке 25 трансформатора 14, а второй вход - к выходу оптопары 26, вход которой подсоединен к диагонали посто нного тока мостового выпр мител  27, выводы переменного тока которого через дополнительный резистор 28 подключены к выводам токоограничивающего резистора 11. Выводы логических элементов 2И 21-1 ... 21-N, 22-1 ... 22-N через узлы гальванической разв зки 29-1 .. 29-N, 30-1 ... 30-N подключены к управл ющим входам ключей 1-1 ... 1-N.2-1 ... 2-N.

Инвертор работает следующим образом ,

В нормальном режиме работы, когда все транзисторы в ключах 1-1 ... 1-N, 2-1 ... 2-N исправны, напр жение об обмотках трансформатора 13 равно нулю, ключи 12-1

0 ... 12-N закрыты, конденсаторы 9 и 10 зар жены до половины входного напр жени  пол рностью, указанной на чертеже. Ток через резистор 11 не протекает, следовательно , нет тока через входную цепь оптопары

5 26. На втором входе логического элемента 2ИЛИ-НЕ 23 сигнал соответствует логическому И0. На первом входе элемента 23 также О, так как напр жение на обмотке 25 равно О, следовательно, на выходе ло0 гического элемента 23 сигнал соответствует логической 1, котора  поступает на входы логических элементов 2И 21-1 ... 21-TSI.22-1 ... 21-N и разрешает прохождение выходных сигналов распределител  импульсов 19

5 на входы гальванической разв зки 29-1 ... 29-N, 30-1 ... 30-N, выходные сигналы которых поступают на управл ющие входы ключей 1-1 ... 1-N. 2-1 ... 2-N. Переключением ключей 1-1 ... 1-N, 2-1 ... 2-N в соответствии

0 с выходными сигналами распределител  импульсов 19 формируетс  N-фазное напр жение на нагрузке 8.

Отказ транзисторов обычно происходит при их выключении, когда максимальны ди5 намические потери, или при их закрытом

состо нии за счет электрического пробо .

При этом наиболее веро тен выход из стро 

транзисторов в виде коротких замыканий.

Предположим, что в момент времени,

0 когда открыт ключ 2-1, произошел отказ транзисторов 7 в ключе 1-1. Образуетс  цепь протекани  тока плюсовой входной вывод 3 - дроссель 5 - предохранитель б - короткозамкнутый транзистор 7 - ключ 2-1 5 минусовой входной вывод 4. Напр жение питани  приложено к дросселю 5. Это приводит к пробою стабилитрона 16 и по влению напр жени  на обмотках 15, 13-1 ... 13-N, 25 трансформатора 14.

0

Напр жение обмотки 25 трансформатора 14 через согласующую цепь 24, необходимую дл  ограничени  уровн  сигнала, прикладываетс  ко входу логического эле5 мента 2ИЛИ-НЕ 23 и на его выходе по вл етс  О. Нулевой сигнал поступает на входы элементов 21-1 ... 21-N, 22-1 ... 22-N и на их выходах также устанавливаетс  О, что ведет к закрытию всех транзисторных ключей инвертора. Нарастание тока на врем 

задержки закрыти  ключа 2-1 (единицы микросекунд) ограничиваетс  дросселем 5.

Одновременно напр жение обмоток 13-1... 13-N подаетс  на управл ющие вхо- ды ключей 12-1... 12-N. Ключ 12-1 открываетс , образу  цепь тока дл  выжигани  предохранител  6 конденсатор 9 -дроссель 5 - предохранитель 6 - короткозамкнутый транзистор 7 - ключ 12-1 -токоограничива- ющий резистор 11 - конденсатор 9. Ток выжигани  ограничиваетс  резистором 11. За счет падени  напр жени  на токоограничи- вающем резисторе 11 протекает ток через светодиод оптопары 26, в результате чего открыт фотодиод оптопары 26 и на входе логического элемента 2ИЛИ-НЕ 23 сохран етс  1 на врем  перегорани  предохранител  б, которое длитс  единицы - дес тки миллисекунд.

После перегорани  предохранител  б ток в контуре прекращаетс , ключ 12-1 закрываетс , прекращаетс  также ток на входе оптопары 26, на входах логического элемента 23 устанавливаетс  0й, а на выхо- де 1. Сигнал 1 на выходе элемента 23 разрешает прохождение открывающих сигналов с выхода распределител  19 импуль- сов на входы узлов гальванической разв зки 29-1... 29- N, 30-1... 30-N и работа устройства восстанавливаетс . При этом пор док переключени  силовых транзисторных ключей не нарушаетс .

Конденсаторы 9 и 10 могут  вл тьс  частью фильтра; дроссель 5 необходим дл  ограничени  нарастани  тока на врем  задержки закрыти  транзисторов исправного плеча инвертора, поэтому индуктивность его невелика и не оказывает вли ние на динамические показатели преобразовате- л .

По сравнению с известным предлагаемый инвертор обладает большей надежностью , так как выжигание предохранител  не проходит через транзисторы исправного плеча, что исключает их перегрузку. Кроме того, снижен уровень помех при выжигании предохранител  в цепи отказавшего транзистора , что улучшает услови  электромаг- нитной совместимости инвертора с питаемой им аппаратурой.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Многофазный инвертор, содержащий N включенных параллельно по цепи питани  полумостов управл емых ключей, каждый из которых состоит из включенных параллельно через плавкие предохранители нескольких транзисторов, где N - число фаз инвертора, и блок управлени  с задающим генератором, распределителем импульсов и 2N узлами гальванической разв зки, выходы которых соединены с управл ющими входами управл емых ключей, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности путем ограничени  тока транзисторов при выжигании плавкого предохранител , введены два конденсатора, дроссель, трансформатор, с управл ющей и N вторичными обмотками, N ключей переменного тока, токоограничительный и дополнительный резисторы, оптопара, пороговый элемент, мостовой выпр митель, а блок управлени  выполнен с 2N логическими элементами 2И, логическим элементом 2ИЛИ-НЕ, при этом цепочка из последовательно соединенных конденсаторов подключена к входным выводам инвертора, ее средн   точка соединена с одним из выводов токоогрзничительного резистора, другой вывод которого соединен с выходным выводом каждого полумоста управл емых ключей через соответствующий ключ переменного тока, управл ющий вход которого соединен с соответствующей вторичной обмоткой трансформатора, первична  обмотка которого через пороговый элемент включена параллельно обмотке дроссел , включенного последовательно в общую цепь питани  полумостов, вход каждого узла гальванической разв зки соединен с выходом соответствующего логического элемента 2И, один вход которого соединен с соответствующим выходом распределител  импульсов, а другой вход - с выходом логического элемента 2ИЛИ-НЕ, один вход которого соединен с цепью управл ющей обмотки трансформатора, а другой вход - с выходом оптопарьк вход которой соединен с выходом мостового выпр мител , подключенного входом к токоограничительному резистору через дополнительный резистор.