Патент на изобретение №2311719

(54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПОЛУМОСТОВЫМ ТРАНЗИСТОРНЫМ ИНВЕРТОРОМ

(57) Реферат:

Предлагается в типовую систему управления полумостовым транзисторным инвертором ввести дополнительно логическую схему в составе двух логических элементов «И» и двух датчиков напряжения на конденсаторах инвертора, причем выходы упомянутых датчиков напряжения и выходы упомянутой системы управления инвертором подключены соответственно к входам двухвходовых логических элементов «И», а выходы упомянутых логических элементов «И» связаны с соответствующими управляющими входами транзисторов полумостового транзисторного инвертора, что позволило получить технический результат – уменьшить потери в транзисторах упомянутого инвертора. 3 ил. (фиг.3) отпирающего импульса U_1y не успеет разрядиться, поэтому транзистор 6 будет отперт в течение времени .

После исчезновения отпирающего импульса из системы управления 2 в течение времени t₁ (диаграмма 2 на фиг.3) импульс со второго входа системы управления 2 не поступает. Время t₁ необходимо для восстановления запирающих свойств транзистора, а установка величины t₁ предусмотрена в типовой системе управления 2. По истечении времени t₁ поступает отпирающий импульс U_2y из системы управления 2 на вход логического двухвходного элемента «И» 14. На втором входе логического двухвходного элемента «И» 14 сигнал с датчика напряжения 12 есть (диаграмма 4 на фиг.3) и на вход транзистора 7 поступает отпирающий импульс. В дальнейшем цикл повторяется.

Таким образом, при малых токах нагрузки время отпертого состояния транзисторов 6, 7 определяется только «шириной» (диаграмма 1, фиг.3) отпирающего импульса из системы управления 2.

Если ток нагрузки превысит некоторую критическую величину I_кр (см. внешнюю характеристику устройства на диаграмме 7, фиг.3), конденсаторы 4 и 5 будут успевать разряжаться полностью за полупериод работы инвертора.

Устройство в этом режиме обеспечивает постоянную мощность в нагрузке (U_d·I_d=const). В схеме прототипа (фиг.1) транзисторы при любом токе нагрузки отперты в течение времени , поэтому после разряда соответствующего конденсатора, например 4, накопленная в индуктивности нагрузки 10 электромагнитная энергия разряжается по цепи: нагрузка 10 – транзистор 6, конденсатор 4. При этом затягивается время схода тока до нуля и создаются ненужные дополнительные потери в транзисторе, да и во всем контуре разряда конденсатора.

В предлагаемом устройстве (фиг.2) как только напряжение на конденсаторе, например, 4 достигает нуля, исчезнет «единица» на выходе логического двухвходного элемента «И» 13, транзистор 6 запрется, а накопленная в нагрузке 10 электромагнитная энергия будет разряжаться по контуру: нагрузка 10 – диод 9 – конденсатор 5 – нагрузка 10. Кроме того, ток разряда пойдет и через выходную емкость источника питания.

Потери в транзисторе 6 на этом интервале (t₂ на диаграмме 6, фиг.3) исключаются, а запасенная в нагрузке электромагнитная энергия частично переходит в конденсатор 5, частично возвращается в источник питания. Очевидно, что эффективность предложенного устройства тем выше, чем больше ток нагрузки.

Например, при использовании инвертора для питания через понижающий трансформатор электрической дуги в сварочном аппарате работа устройства протекает либо при холостом ходе, либо при токах больше I_кр (фиг.3, диаграмма 7). В этом режиме t₂>>t₁ (фиг.3, диаграммы 2, 6) и предложенное устройство существенно уменьшает непроизводительные потери в транзисторах инвертора.

Технический результат достигнут весьма простыми средствами.

Источники информации

1. «Transpoket» – Австрия, каталог, 1995-1996.

2. «Al – Технотрон» – Россия, проспект фирмы, 1995.

3. «Invertec V-130-S-Linkoln» – США, каталог, 1998-1999.

4. В.А.Прянишников. «Электроника», С.-Петербург, 1988, 400 с.

5. Источники вторичного электропитания. Под ред. Ю.И.Конева. М.: Радио и связь, 1983.

Формула изобретения

Система управления полумостовым транзисторным инвертором по принципу широтно-импульсной модуляции, выходные каналы которой связаны с управляющими входами транзисторов полумостового инвертора, а вход подключен к выходу автоматического регулятора, отличающаяся тем, что в упомянутую систему управления дополнительно введены два логических двухвходовых элемента И и два датчика напряжения на конденсаторах полумостового транзисторного инвертора, причем выходы упомянутых датчиков напряжения и выходы упомянутой системы управления подключены соответственно к входам двухвходовых логических элементов И, а выходы упомянутых двухвходовых логических элементов И связаны с соответствующими управляющими входами транзисторов полумостового транзисторного инвертора.

РИСУНКИ