Стабилизированный преобразователь напряжения с защитой от перегрузок

 

Изобретение OTHOCHtCH к электротехнике и может быть использовано для управления транзисторными преобразователями с защитой от перегрузок. Целью изобретения является уменьшение провалов выходного напряжения преобразователя при кратковременных перегрузках по току и повышение помехозащищенности схемы защиты. Во время перегрузок с помощью импульсного сигнала, сформированного триггером 12, запирают ключи ;инвертора 1 и одновременно разряжают конденсатор (К) 14. В результате длительность импульсов управления ключами инвертора 1 задает сигнал с цепочки плавного запуска, в состав которой входит К 14, и их длительность такова , что сигнал перегрузки на выходе порогового элемента 10 появляется в конце полупериода. При этом длительность импульсов с выхода триггера I2 достаточна только для незначительного разряда К 14. Из-за различия по с € (Л ю со :д 4 СО

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3961346/24-07 (22) 08. 10, 85 (46) 07.03.87. Бюл, № 9 (72) И,И, Филиппов и А.А. 1(азунов (53) 621 ° 316.925.4 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 978127, кл. G 05 F 1/569, 1982, Авторское свидетельство СССР № 877506, кл. Н 02 Н 7/10, 1981. (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЬ}Й ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ С ЗАЩИТОЙ ОТ ПЕРЕГРУЗОК (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления транзисторными преобразователями с защитой от перегрузок.

Целью изобретения является уменыпение провалов выходного напряжения (5D 4 Н 02 М 3/335 Н 02 Н 7/12 преобразователя при кратковременных перегрузках по току и повыщение помехозащищенности схемы защиты. Во время перегрузок с помощью импульсного сигнала, сформированного триггером 12, запирают ключи инвертора

1 и одновременно разряжают конденсатор (К) 14. В результате длительность импульсов управления ключами инвертора 1 задает сигнал с цепочки плавного запуска, в состав которой входит К 14, и их длительность такова, что сигнал перегрузки на выходе порогового элемента 10 появляется в конце полупериода, При этом длительность импульсов с выхода триггера 12 достаточна только для незначительного разряда К 14. Из-за различия по,1295490 полупериодам амплитуды сигнал с датчика 2 тока срабатывания порогового элемента 10 и подразряд К 14 происходят только раз в период. Но вследствие того, что постоянная времени цепи разряда К 14 много меньше постоянной времени цепи его заряда и напряжение на К 14 в течение периода изменяется незначительно, длительность импульсов управления модулятора 7 по полупериодам практически одиИзобретение относится к электротехнике и может быть применено в устройствах защиты и управления преобразователей напряжения для вторичных источников питания. 5

Цель изобретения — уменьшение провалов напряжения при кратковременных перегрузках и повышение помехозащищенности, t0

На чертеже представлена схема стабилизированного преобразователя напряжения с защитой от перегрузок.

Преобразователь содержит инвертор

1 выходом через датчик 2 тока подклю- д5 ченный к первичной обмотке трансформатора 3, вторичные обмотка которого через выпрямитель 4 подключена к нагрузке 5, датчик 6 напряжения (делитель), подключенный входом к выхо- 2п ду выпрямителя, а выходом к другому входу модулятора 7, один вход которого подключен к выходу генератора 8 пилообразного напряжения (ГПН) 8, а выход его подключен к разрешающему 25 входу управления формирователя 9 импульсов управления, выход датчика тока подключен к одному входу порогового элемента 10, другой вход которого подключен к одному выходу источника 30

11 опорного напряжения, а выход к другому информационному входу RSтриггера 12, один информационный вход которого подключен к выходу задающего генератора 13 и к тактовому входу формирователя импульсов управления, подключенного выходами к входам управления инвертора, выход RS-тригге" ра подключен к входу запрета формииаковы и одностороннее насышение трансформаторов отсутствует. В результате стабилизированный преобразователь напряжения устойчиво работает в режиме ограничения тока нагрузки. Для повышения помехозащищенности разряд К 14 до уровня напряжения, когда начинает оказывать влияние цепочка плавного запуска, осуществляется последовательностью нескольких импульсов сигнала с триггера 12, 1 ил, рователя импульсов управления, управляющий вход ГПН подключен к выходу задающего генератора, цепочку плавного пуска, состоящую из последовательно включенных конденсатора 14 и первого резистора 15, транзистора

16, эмиттером подключенного к одному выводу конденсатора 14, и одному выводу третьего резистора 17, другой вывод которого подключен к базе транзистора и через второй резистор

18 к выходу RS-триггера, первый диод 19, подключенный катодом к одному входу модулятора, а анодом к другому выводу конденсатора 14, одному выводу первого резистора 15 цепочки плавного пуска, одному выводу четвертого резистора 20 и: одному выводу пятого резистора 21, подключенного другим выводом к коллектору транзистора цепочки плавного пуска, второй диод 22, катодом подключенный к аноду первого диода, а анодом к другому выводу источника опорного напряжения> входы питания модулятора и порогового

I элементов подключены к выходу дополнительного источника 23 питания, другой вывод четвертого резистора подключен к одним выводам конденсатора, третьего резистора, зми;-тера трайзистора цепочки плавного пуска и вместе с одним входом питания ГПН подключен к одному выводу дополнительного источника 23 питания, другой вывод которого объединен с другим выходом источника 11 опорного напряжения и подключен к аноду второго диода и другому выводу первого резистора 15.

1295490

Один выход источника опорного напряжения подключен к другому входу питания ГПН.

Формирователь 9 импульсов управления состоит из одного 24 и другого 5

25 трехвходовых элементов И-НЕ, выходы которых подключены к соответствующим входам предусилителя 26, выходы которого служат выходами формирователя импульсов управления, первые входы одного и другого элементов .И-НЕ подключены соответственно к одному и другому выходам счетного триггера" 27, вход которого является тактовым входом формирователя импульсов управления, вторые входы одного и другого элементов И-НЕ объединены и служат разрешающим входом, а третьи. их входы также объединены и служат входом запрета формирователя импульсов управления.

Устройство работает следующим образом °

Однополярные тактовые импульсы с 25 задающего генератора 13 (ЗГ) поступают одновременно на тактовый вход формирователя 9 импульсов управления, на выходах триггера 27 формируются импульсы длительностью 180 эл,град., 30 на управляющий вход ГПН 8 также поступают сигналы с задающего генератора, которые обнуляют выход ГПН. В интервалах между импульсами на выходе ГПН формируется пилообразное напряжение, которое приподнятое на уровень опорного напряжения, источник опорного напряжения поступает на один вход модулятора 7, на другой вход которого с выхода датчика напряжения 40 поступает напряжение с выхода преобразователя, Цепочка плавного пуска отключена от модулятора за счет обратного смещения первого диода 19, являющегося раэвязывающим, На выходе 45 модулятора 7 формируются широтно-модулированные импульсы напряжения, которые через формирователь импульсов управления поступают на вход инвертора 1, 50

При отсутствии, перегрузки сигнап с датчика 2 тока ниже напряжения источника опорного напряжения, поэтому на выходе порогового элемента 10 присутствует нулевой сигнал, В резуль" тате RS-триггер 12 не формирует на выходе сигнал запрета. В случае перегрузки сигналом с датчика тока срабатывает пороговый элемент, опрокидывается RS-триггер и на вход запрета формирователя импульсов управления поступает сигнал, который снимает управление с входа инвертора 1, Последний запирается, перегрузка исчезает, пороговый элемент возвращается в исходное состояние, а состояние RS-триггера не изменяется до конца полупериода, В течение этого времени открыт транзистор 16 цепочки плавного пуска, в результате разряжается конденсатор 14, потенциал анода первого диода 19 повышается.

Если перегрузка устойчивая, то через несколько таких циклов потенциал на аноде первого диода обеспечит его отпирание, В результате длительность сигнала на выходе модулятора 7 определяется потенциалом на аноде первого диода 19, Преобразователь работает в результате в режиме ограничения тока на допустимом уровне. Длительность управляющих импульсов инвертора определяется сигналом с выхода цепочки плавного запуска, т.е. потенциалом на аноде первого диода.

Длительность импульсов такова, что ток в первичной цепи инвертора достигает величины уставки только в конце их действия. Сигнал перегрузки на выходе порогового элемента 10 появляется только в конце полупериода и на выходе КЯ-триггера 12 формируются короткие импульсы напряжения, длительность которых достаточна только для незначительного разряда конденсатора 14 до такой величины, что средние значения напряжения на этом конденсаторе по полупериодам равны, Вследствие того,iчто постоянная времени цепи заряда конденсатора 14 во много раз больше постоянной времени цепи его разряда и периода тактовых импульсов ЗГ, напряжение на конденсаторе 14 в течение полупериода практически остается неизменным, Различие по полупериодам амплитуды сигнала с выхода датчика тока ведет к тому, что пороговый элемент срабатывает только раз в период и подраэряд конденсатора 14 происходит также раз в период, Однако из-за незначительного изменения напряжения на конденсаторе 14 в течение периода, длительность импульсов напряжения по полупериодам на выходе модулятора и на обмотках силового трансформатора

40 изобретения

Фо р мула

Стабилизированный преобразователь йапряжения с защитой от перегрузок, содержащий инвертор, выходом через датчик тока подключенный к первичной обмотке трансформатора, вторичная обмотка которого подключена к входу выпрямителя, выходом предназначенного для подключения к нагрузке, задающий генератор, источник опорного напряжения, выходом подключенный к пороговому элементу, информационный вход которого подключен к выходу датчика тока, модулятор, выходом подключенный к разрешающему входу формирователя импульса управления, выходом подключенного к управляющим входам инвертора, датчик напряжения, уста$,12954

3 практически одинаковы и одностороннее насыщение силового и управляющего трансформаторов инвертора отсутствует.

) ля уменьшения длительности пере5 ходного процесса перевода преобразователя из режима стабилизации напряжения в режим ограничения тока, в течение которого имеет место различие длительностей управляющих импульсов 1g по полупериодам, необходимо уровень потенциала другого входа модулятора в режиме стабилизации напряжения максимально приближать к опорному напряжению и уменьшать постоянную времени цепи разряда конденсатора 14.

В то же время для повышения помехоэащищенности необходимо, чтобы при единичном срабатывании порогового элемента либо RS-триггера под дейст- 20 вием импульсной помехи конденсатор

14 не разрядится до значения напряжения, при котором потенциал точки другого входа модулятора становится вьппе уровня сигнала, поступающего с выхо- 25 да делителя 6 напряжения.

Таким образом обеспечивается возможность работать при перегрузках в режиме ограничения тока без одностороннего насьпцения силового и управ- ц ляющего трансформаторов, повысить помехозащищенность преобразователя, что значительно повьппает его зксплу" атационную надежность. Кроме того, при кратковременных перегрузках (например, подключения нагрузки с емкостным фильтром) значительно снижены провалы выходного напряжения ста билизированного преобразователя, 90 б новленный на выходе выпрямителя, цепочку плавного пуска, состоящую из последовательно включенных первого резистора и конденсатора и транзистора, эмиттер которого подключен к одному выводу. конденсатора, первый и второй диоды, второй и третий резисторы и дополнительный источник питания, отличающийся . тем, что, с целью уменьшения провалов напряжения при кратковременных перегрузках и повьппения помехоэащищенности, он снабжен генератором пилообразного напряжения, RS-триггером и четвертым и пятым резисторами, а формирователь импульсов управления выполнен на двух трехвходовых элементах И-НЕ, выходы которых подключены к соответствующим входам предусилителя, выходы которого служат выходами формирователя импульсов управления, первые входы одного и другого элементов И-НЕ подключены соответственно к одному и другому выходам счетного триггера, вход которого является тактовым входом формирователя импульсов управления, вторые входы одного и другого элементов И-НЕ объединены и служат разрешающим входом, а третьи их входы также объединены и служат входами запрета формирователя импульсов управления, причем один вывод питания генератора пилообразного напряжения подсоединен к одному выходу источника опорного напряжения, а другой предназначен для подключения к одному выводу дополнительного источника питания, вход управления генератора пилообразного напряжения подключен к выходу задающего генератора, а выход к одному входу модулятора, другой вход которого подключен к выходу датчика напряжения, тактовый вход формирователя импульсов управления и один информационный вход RS-триггера подключены к выходу задающегî rенератора, выход RS"триггера подключен к входу запрета формирователя импульсов управления и через второй резистор к базе транзистора цепочки плавного пуска и одному выводу третьего резистора, подключенного другим выводом к эмиттеру транзистора и одному выводу конденсатора цепочки плавного пУска, зашунтированного четвертым резистором, другой вывод конденсатора цепочки плавного пуска через пятый резистор подключен к коллектору транзистора цепочки

Составитель Ю, Бояринов

Техред Л.Сердюкова

Редактор Н, Бобкова

Корректор И. Муска

Заказ 625/60 Тираж 661

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4

7 1295490 8 плавного пуска через первый диод к нику питания, общая точка одного выдругому входу модулятора и через пер- вода конденсатора и эмиттера транвый резистор и параллельно включен- зистора цепочки плавного пуска предный к нему второй диод к другому вы- назначены для подключения к одному ходу источника опорного напряжения, 5 выводу дополнительного источника пивходы питания модулятора и порогово- тания, другой вывод которого предназго элемента предназначены для под- . начен для подключения к другому вы" ключения и к.дополнительному источ- ходу источника опорного напряжения,