Коммутатор

 

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в коммутационной аппаратуре для регулирования напряжения постоянного тока, подаваемого на активно-индуктивную нагрузку, например электродвигатель. Целью изобретения является повышение надежности за счет устранения сквозных токов через силовые ключи. Цель достигается введением триггера 12 и элемента ИЛИ-НЕ 11. Управляющие ключи 8 и 9 совместно с триггером 12 и элементом ИЛИ-НЕ 11 исключают при воздействии сигналов с датчиков 5 и 7 тока и модулятора 10 длительности одновременное включение силовых ключей 1 и 2. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

«А!1 4 Н 03 К 17/60

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2 1) 42 72603/24-2 1 (22) 30.06. 87 (46) 15.05.89. Бюл. У 18 (72) В.Т. Басий, Б. И, Глусь и Ю.В.Сашкив (53) 621.382(088.8) (56) Андрущук В.В., Зайцев В.А.

Способ устранения сквозных токов в импульсных усилителях мощности.

Электронная техника в автоматике,/Под ред, Конева Ю.И. М.: Радиосвязь. 1981, вып. 12, с. 234-237.

Авторское свидетельство СССР

М 621095, кл . Н 03 К 17/60, 21.03.77. (54) КОММУТАТОР (57) Изобретение относится к автома„„SU„„1480113 А1 тике и может быть использовано в коммутационной аппаратуре для регулирования напряжения постоянного тока, подаваемого на активно-индуктивную нагрузку, например электродвигатель, Целью изобретения является повышение надежности за счет устранения сквозных токов через силовые ключи. Цель достигается введением триггера 12 и элемента ИЛИ-НЕ 11. Управляющие ключи 8 и 9 совместно с триггером 12 и элементом ИЛИ вЂ  11 исключают при воздействии сигналов с датчиков 5 и

7 тока и модулятора 10 длительности одновременное включение силовых ключей 1 и 2, 2 ил.

14801 1:1

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в коммутационной аппаратуре для регулирования напряжения постоянного тока, по— даваемого на активно-индуктивную нагрузку, например электродвигатель.

Цель изобретения — повышение надежности эа счет устранения сквозных токов через силовые ключи. 10

На фиг, 1 представлена блок-схема коммутатора; на фиг. 2 — временные диаграммы его работы.

Коммутатор содержит первый и второй силовые ключи 1 и 2, активно-ин- 15 дуктивную нагрузку 3, первый обратный диод 4, первый датчик 5 тока, второй обратный диод 6, второй датчик 7 тока, первый и второй управляющие ключи 8 и 9, модулятор 10 дли- 20 тельности, элемент ИЛИ-11Е 11 и триггер 12.

Первый и второй силовые ключи 1 и

2 соединены между собой последова— тельно и подключены выходными зажимами к соответствующим шинам 13 и

14 двуполярного источника питания ° К точке соединения силовых ключей 1 и

2 подключена первым выводом активноиндуктивная нагрузка 3, например якорь двигателя. Параллельно первому силовому ключу 1 включена цепочка, состоящая из последовательно соеди— ненных обратного диода 4 и датчика 5 тока, а параллельно второму силовому ключу 2 — аналогичная цепочка из обратного диода 6 и датчика 7 тока.

Выходы датчиков 5 и 7 тока соединены с соответствуKIUJHMH входами элемента

ИЛИ-HE !1, а его выход соединен с С- 40 входом триггера 12. Противофаэные выходы триггера 12 подключены к соответствующим управляющим входам управляющих ключей 8 и 9. Первый выход мо— дулятора 10 длительности соединен че — 45 рез первый управляющий ключ 8 с управляющим входом первого силового ключа 1, Второй выход модулятора 10 длительности соединен с D-входом триггера 12 и через второй управляющий ключ 9 с управляющим входом второго силового ключа 2. Импульсы управления, вырабатываемые модулятором

10 длительности по первому и второму выходам, находятся в противофазе.

Вход модулятора 10 длительности соединен с управляющей шиной 15. Второй вывод нагрг ки 3 подключен к средней точке 16 источника питания.

На фиг.2 обозначены: 17 — сигнал на первом выходе модулятора 10; 18 сигнал. на выходе элемента ИЛИ-НЕ 11;

l9 — сигнал на инверсном выходе триггера 12; 20 — сигнал на выходе управляющего ключа 8; 21 — сигнал на выходе управляющего ключа 9; 22 — сигнал на выходе датчика 5 тока; 23 — сигнал на выходе да .ика 7 тока; 24 сигнал на выходе силового ключа 1;

25 — сигнал на выходе силового ключа 2.

Коммутатор работает следующим образом.

При подаче управляющего сигнала с управляющей шины 15 на вход модулятора 10 длительности на его выходах появляется импульс продолжительностью, пропорциональной сигналу управления. Импульсы управления, формируемые на выходах модулятора 10 длительности, находятся в противофазе и обеспечивают поочередную коммутацию силовых ключей 1 и 2, Рассмотрим режим работы коммутатора, обеспечивающий движение якоря, например, по часовой стрелке. Когда первый силовой ключ 1 открывается, то потребляет ток от источника питания. При закрытии силового ключа 1 происходит замыкание тока нагрузки через диод 6.

Пусть исходное состояние выходных уровней триггера 12 обеспечивает открытое состояние первого управляющего ключа 8 и закрытое состояние второго управляющего ключа 9, а выходные сигналы с модулятора 10 к тому же обеспечивают открытое состояние первого силового ключа 1 и закрытое состояние второro силовоro ключа 2.

Нагрузка 3 подключена к источнику питания положительной полярности.

Обратные диоды 4 и 6 закрыты. Выходной сигнал с датчиков 5 и 7 тока отсутствует. На управляющий вход первого силового ключа 1 проходит им— пульс управления, а на управляющем входе в-.срого силового ключа 2 сигнал отсутствует. Такое состояние длится до тех пор, пока модулятор 10 длительности не переключится и на первом его выходе полярность импульса управления не изменится на противоположную. Начинается процесс закрывания первого силового ключа 1. Под действием ЭДС самоиндукции нагрузки

3 открывается диод 6, и через датчик

I480IIЗ

7 тока течет ток. Второй силовой ключ 2 остается закрытым в течение этого интервала времени.

При переходе в режим работы обрат5 ного вращения якоря двигателя распределение токов в схеме изменяется °

Режим обратного вращения начинается с момента, когда в период закрытия первого силового ключа 1 ток нагруз- 10 ки, протекающий через диод 6, спадает до нуля. При этом выходной сигнал датчика 7 тока, изменяя состояние уровней одного из входов элемен— та ИЛИ-НЕ ll, обеспечивает подачу 15 тактового импульса на С-вход триггера 12. Вследствие этого сигнал, подаваемый с одного из выходов модулятора 10 длительности íà D-вход триггера 12, приводит к изменению состоя- 20 ния его выходов на противоположное, что приводит к открыванию второго управляющего ключа 9 и закрыванию первого управляющего ключа 8. Импульс управления, который в этот период времени поступает с выхода модулятора 10 длительности, попадает на управляющий вход второго силового ключа 2 и открывает его. Через открытый силовой ключ 2 течет ток, приво- 30 дящий к обратному вращению якоря двигателя (нагрузка 3). При последующей коммутации второй силовой ключ 2 закрывается, а первый силовой ключ

1 должен открыться. Но при закрывании второго силового ключа 2 под действием ЭДС самоиндукции нагрузки 3 открывается обратный диод 4, и через датчик 5 тока течет ток. После спадания тока датчика 5 тока до нуля 40 выходной сигнал его, изменяя состояние уровня одного из входов элемента

ИЛИ-НЕ 11, обеспечивает подачу тактового импульса на С-вход триггера 12, вследствие чего сигнал, подаваемый с выхода модулятора 10 длительности на D-вход триггера 12, приводит к изменению состояния его выходов на противоположное, что обеспечивает открывание второго управляющего ключа

9 и закрывание первого управляющего ключа 8. Импульс управления, который в этот период времени поступает с выхода модулятора 10 длительности, попадает на управляющий вход первого силового ключа 1 и открывает его. Через открытый силовой ключ I течет ток, соответствуюший нужному режиму работы цвигателя.

Таким образом, управляющие ключи

8 и 9 вместе с триггером 12 и элементом ИЛИ-НЕ ll обеспечивают при воздействии сигналов с датчиков 5 и 7 тока и модулятора 10 длительности включение силовых ключей 1 и 2 только в тех случаях, когда это требуется в зависимости от режима работы.

Применение двуполярного источника питания позволяет изменять при необходимости направление движения якоря двигателя. В коммутаторе исключается одновременное нахождение силовых ключей 1 и 2 в открытом состоянии в результате воздействия сигналов с дат— чиков 5 и 7 тока через элемент ИЛИНЕ !1 и триггер 12 на управляющие входы ключей 8 и 9. Это приводит к устранению сквозных токов через силовые ключи и повышению надежности работы устройства.

Формула изобретения

Коммутатор, содержащий модулятор длительности, вход которого подключен к управляющей шине, первый и второй выходы модулятора длительности подключены к входам соответственно первого и второго управляющих ключей, выходы которых подключены к управляющим входам соответственно первого и второго силовых ключей„ входы которых соединены соответственно с плюсовой и минусовой шинами питания, выходы силовых ключей соединены с первым выводом нагрузки, первый и второй силовые ключи зашунтированы соединенными последовательно соответственно первыми и вторыми обратным диодом и датчиком тока, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности эа счет устранения сквозных токов через силовые ключи, введены триггер и элемент ИЛИ-НЕ, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходам первого и вто— рого датчиков тока, выход элемента

KIH-HE подключен к С-входу триггера, D-вход которого подключен к второму выходу модулятора длительности, ин— версный выход триггера подключен к управляющему входу первого управляющего ключа, а прямой выход — к управляющему входу второго управляющего ключа, второй вывод нагрузки подключен к средней точке источника питания.

1480) l 3

l (!

ill 11

Ili 11

Составитель A.×àõoâñêèé

Техред М.Ходанич

Корректор H,Ãóíüêî

Редактор А.Лежнина

Заказ 2557/55 Тираж 885 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ .СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101