Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения с защитой

 

СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОВРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ С ЗАЩИТОЙ, содержащий включенные послет довательно между входными и выходны-: .ми выводсши усилитель мощности, В.ЫП1 ямитель и, фильтрf а также.блок управления , включающий задающий генераторг фо{ ирователь пилообразного напряжения и ШИМ компаратор, включенные последовательно, делитель частоты , вход которого соединен с выХОДСМ4 задающего генератора, а выходы подключены к первым входам двух селекторов, вторые входы которых соединены с выходе ШИМ-комцаратЬра, а ° выходы подключены ко входам усили- i теля мощности, узел обратной связи, входы которого соединены, соответСтвенно , с выходньми выводами и истбчниксм эталонного напряжения, а выход подключен ко входу ШИМ-компаратора, , : блок запуска и нуль-орган, входы которого соединены, соответственно, с выходом устройства и источником эталонного напряжения, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повыше ,ния надежности путем защиты преобразователя от перегрузок по току при первичном включении и при повторных включениях после срабатывания защиты , дополнительно введены ждущий мультивибратор , первый и второй элемен- . ты Vt, кс таратор и блок формирования времени выхода на режим, выполненный в виде транзисторного ключа, базовая цепь которого через первый резистор соединена с выходом первого элемента И, а коллекторн ая цепь содержит включенные последовательно g второй резистор и конденсатор, шунО ) тированный третьим резистором и подключенный к первому входу введенного кс шаратора, при этом выход нульоргана соединен со входом ждущего мультивибратора, выход которого под- g ключей к первым входам введенных элеХ ментов И, второй, вход первого из которых подключен к выходу блока запуска а второй вход второго элемен4i та И соединен с выходом введенново KD кс таратора второй вход которого подключен к выходу фо н ирователя пилообразного напряжения, а выход вто.to рого элемента И соединен с третьими Ф входсми селекторов.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ

H АВТОРСКОМУ CBMP EAbCTBY

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ, (21) 3396061/24-07 (22) 18.02 .82 (46). 15.09.83.Вюл. 9 34 (72) Н.ф.Колченов, С.А.Кузнецов, Н.И.Прибора, В.Г. Челноков и В.Г.Черка-, сов (53) 621.316.925 4(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР Р 479101, кл. Н 02 М 3/335, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР "

9 568124, кл. Н 02 М .3/335, 1976. (54)(57) СТАБИЛИЗНРОВАНЙЫЙ ПРЕОБРАЗО -:.--:

ВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ С

ЗАЩИТОЙ., содержащий включенные после-. довательно между входными и выходны-. ;. ,ми выводами усилитель мощности, выпрямитель и, фильтр, а также блок уп- . равления, включающий задающий генеРатор, формирователь пилообразного нанряжения и ШИМ-компаратор, включенные последовательно, делитель час- . тоты, вход которого соединен с выходом задающего генератора, а выходы подключены к первым входам двух селекторов, вторые:входы которых сое- - динены с выходом ЗИМ-комцаратора, а выходы подключены ко входам усили-: . теля мощности, узел обратной связи, входы которого соединены, соответственно, с выходньали выводами и источ-::. ником эталонного напряжения, а выход . подключен ко входу ШИМ-компаратора, блок запуска и нуль-орган, входы

„„яц„„1042126 которого соединены, соответственно, с выходом устройства и источником эталонного напряжения,. о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повыше,ния надежности путем защиты преобра" зователя от перегрузок по току при первичном включении и при повторных включениях. после срабатывания защи.ты, дополнительно введены ждущий мультивибратор, первый и второй элементы R, компаратор и блок формирования времени выхода на режим, выполненный в виде транзисторного ключа, базовая цепь которого через первый резистор соединена с выходом перво" го элемента И, а коллекториая цепь содержит включенные последовательно второй резистор и конденсатор, шунтированный третьим резистором и под- g ключенный к первому входу введенного комнаратора, при этом выход нуль- С органа соединен со входом ждущегомультивибратора, выход которого под- р ключен к первые.входам введенных эле,ментов И, второй. вход первого из которых подключен к выходу блока за- (") пуска, а второй вход второго элемен- у та И соединен с выходом введенного компаратора, второй вход которого ф подключен к выходу формирователя пилообразного напряжения, а выход вто.рого элемента И соединен с третьими : Я входами селекторов. Cb

1042126

Изобретение относится к источникам питания радиоэлектронной аппаратуры и может найти применение в устройствах электропитания автоматики, вычислительной технике и средств связи, 5

Известны стабилизированнные преобразователи постоянного напряжения, .содержащие последОвательно включенные усилитель мощности, выходной выпрямитель и фильтр, а также блок управления (1 .

Недостатком устройств является пониженная надежность работы транзисторов"усилителя мощности из-за Наличия значительйых токов при включении 15 преобразователя на выпрямитель с емкостью в.фильтре. Возникающие при заряде емкости фильтра токи превышают максимально допустимые для переключающих транзисторов усилителя мощ"- ности и могут вызвать выход последних из строя, Наиболее. близким к изобретению по технической сущности является стабилизированный преобраэсватель напряжения, содержащий включенный после2 довательно между входными и выходными выводами .усилитель мощности, выпрямитель и фильтр, а также блок управления, включающий задающий генератор, формирователь пилообразного напряжения и ШИМ-компаратор, включенные последовательно, делитель частоты, вход которого соединен с выходом задающего генератора, а выходы под" ключены к первым входам. двух селек- З5 .торов, вторые входы которых соединены с выходом ШИМ-компаратора,. а выходы подключены ко входам усилителя мощности, и. узел обратной связи, входы которого соединены, соответствен- 40 но, с выходными выводами и источником эталонного напряжения, а выход подключен ко входу ШИМ-компаратора, блок запуска и нуль-орган, входы которого соединены, соответственно, с выходом устройства и источником эта- лонного напряжения 52 J.

Однако в этом устройстве при наличии быстродействующей защиты в процессе включения из-эа заряда емкости в фильтре происходят отключения стабилизированного преобразователя.

Отстройка защиты на ток больший тока включения делает защиту по току ма" лоэффективной при коротких замыканиях в нагрузке, когда токи коротко- 55 го замыкания в нагрузке соизмеримы с токами включения. Наличие же даже незначительной временной задержки на выключение в защите по току может привести к выходу переключающих тран-60 зисторов усилителя мощности из строя.

Кроме :того, вторичное включение преобразователя после срабатывания защиты может быть осуществлено только путем подачи запускающего импульса с выхода блока запуска, поскольку н этом случае не обеспечивается восстановление работоспособности преобразователя при самоустранении короткого замыкания в,нагрузке.

Цель изобретения — повышение надежности устройства путем защиты пре» образователя от перегрузок по току при первичном включении и при повторных включениях после срабатывания защиты, Поставленная цель достигается тем, что в стабилизированнный преобразователь напряжения, содержащий включенные последовательно между входными и выходными выводами усилитель мощности, выпрямитель и фильтр, а также блок управления, включающий задающий генератор, формирователь пилообразного напряжения и ШИМ-компаратор, включенные последовательно, делитель частоты, вход которого соединен с выходом задающего генератора, а выходы подключены к первым входам двух селекторов, вторые входы которых соединены с выходом ШИМ-компаратора, а выходы подключены ко входам усилителя мощности, узел обратной связи, входы которого соединены, соответственно, с выходными выводами и источ- ником эталонного напряжения, а выход подключен к входу ШИМ-компаратора, блок запуска и нуль-орган, входы которогo соединены, соответственно, с выходом устройства и источником эталонного напряжения, дополнительно. введены ждущий мультивибратор, первый и второй элементы И, компаратор и блок формирования времени выхода на режим, выполненный в виде транзисторного ключа, базовая цепь которого через первый резистор соединена с выходом первого элемента И, а коллекторная цепь содержит включенные последовательно второй резистор и конденсатор, шунтированный третьим резистором, и подключенный к первому входу введенного компаратора, при этом выход нуль-органа соединен со входом ждущего мультивибратора, выход которого подключен к первым входам введенных элементов И, второй вход первого из которых подключен к выходу блока запуска, а второй вход второго элемента И соединен с выходом введенного компаратора, второй вход которого подключен к выходу формирователя пилообразного напряжения, а выход второго элемента И соединен с третьими входами селекторов.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Опорная частота задающего генератора 1 подается на формирователь пилообразного напряжения 2 и делитель частоты 3. Напряжение с выхода узла обратной связи 4 подается на вход

ШИМ-компаратора 5. Пилообразное нап1042126 ряжение с формирователя 2 подается Подача сигнала на включение устрой-. на первый вход ШИМ-компаратора 5 и ства с блока запуска 13 обеспечивает сравнивается с напряжением, поданным включение транзистора 17. и плавный на,второй вход ШИМ-компаратора 5 с заряд конденсатора 19 блока формировыхода узла обратной связи 4. Импуль- вания времени выхода на режим 22. сы напряжения с широтной модуляцией 5 При, этом на выходе компаратора 20 с выхода ШИМ-компаратора 5 поступают появляются широтно-модулированные имна первые входы селекторов 6 и 7, на пульсы напряжения увеличивающейся вторые входы которых поступают импуль - длительностью, поступающие на вход сы с выходов делителя частоты 3.Сни- элемента И 21, на его второй вход маемые с усилителя. мощности 8 широт", g поступает логическая единица с выхоно-модулированные импульсы преобра- да ждущего мультивибратора 14. Соотэуются в постоянное напряжение вы- . ветственно с выхода элемента И 21 на прямителем 9 и фильтром 10. Напря- третий вход селекторов 6 и 7 поступажение с фильтра 1ä поступает на на-. — ют импульсы напряжения с нарастающей грузку 11 и узел обратной связи 4. 15 длительностью, что обеспечит мяг;Сигнал тока нагрузки 11 поступает на кое включение устройства при отсутвход нуль-органа 12, Сигнал запуска ствии пусковых токов заряда емкостей с блока запуска 13 и потенциальный Фильтр 10 ° На выходе устройства посигнал с выхода ждущего мультивибра- является напРяжение, обеспечивающее тора 14 поступают на входы первого нормальное функционирование цепи обэлемента И 15, одновременно потенци» О Ратной связи 4 и стибилизацию выходальный сигнал с выхода ждущего муль ного напряжения. тивибратора 14 поступает на второй При появлении короткого замыкания вход второго элемента И. Сигнал с вы- на выходе устройства токовый сигнал хода первого элемента И 15 обеспечи- изменяет состояние нуль-органа 12,, вает через резистор 16 включение чем обеспечивается запуск ждущеГо или выключение р-п-р транзистора 17 . мультивибратора 14. На выходе ждущеблока формирования времени выхода íà го мультивибратора на заданное врережим, при этом через резистор 18 . :мя появляется логический нуль, постуобеспечивается заряд конденсатора 1-9, пающий на вход элемента И 21 и обеег плавно нарастающее напряжение с кото- 30 печивающий выключение устройства.. рого поступает на вход компаратора .20, Одновременно закрывается транзис-,. на второй вход компаратора 20 подает в тор 17 блока Формирования времени выся пилообразное напряжение с выхода хода на режим 22 и.обеспечииается формирователят.пилообразного напряже- разряд конденсатора 19. них 2. Сигнал с выхода компаратора 26 35,цлительность выключенного состояобеспечивает через второй эле- . . ния устройства определяется временем мент И 21 подачу на третий вход ce- . наличия логического нуля на выходе лекторов б и 7 широтно-модулирован- . ждущего мультивибратора. При появленого сигнала с уменьшающейся скваж- нии на его выходе йотенциального ностью при наличии команды на включе- О сигнала происходит повторное 2ймягние с блока запуска 13. Сигнал с выко- кое включение устройства за счет да элемента И 15 обеспечивает включЕ- повторного линейного нарастания напние или выключение транзистора 17 ;; ряжения на конденсаторе 19. Если коблока формирования времени выхода на, роткое замыкание на выходе не устрарежим 22. няется, происходит повторное выклю-

Стабилизированный преобразователь,чения устройства. циклы включения напряжения работает следующим обра- и выключения устройства определяетэом. ся частотой переключения ждущего

При подаче напряжения питания и. мУльтивибратора. Снижение частоты отсутствии команды на включение с перключения ждущего мультивибратора блока запуска 13 опорная часто а за- 1 14 обеспечивает уменьшение потребледающего генератора 1 подается на фор- ния от первичной сети в аварийном мирователь пилообразного напряжения 2 Режиме работы. и делитель частоты 3. Поскольку напря- Таким образом, нормирование вре жение на выходе устройства отсутству-. мени выхода на рабочий режим обесет, на вход селекторов б и 7 с ком- 55 печивает отсутствие пусковых токов паратора 5 и делителя частоты 3 пос-, заряда емкостей фильтров, что повытупают импульсы напряжения максималь- шает надежность устройства, делает ной длительности с частотой задающе- .защиту по току более эффективной. го генератора. На выходе селекторов :. „ Повторный запуск устройства осуществимпульсы напряжения отсутствуют иэ-эа щ ляется автоматически без дополниналичия запрета на выходе элемен- " тельной команды на включение,. при та И 21. этом пусковые токи отсутствуют.

1042126

«Составителль В.Широков

Редактор А.Долииич Мехред И.Метелева Корректор В.Вутяга

Заказ 7142/54 . TNpaa 617 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113О35, Москва, X-35, Раушская наб., д. Ф/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4