Стабилизированный преобразователь напряжения

 

Изобретение используется в области электротехники для построения источников вторичного электропитания, Оно позволяет с помощью узла временной задержки 9, первым входом соединенного с выходом формирователя 18 импульса перегрузки преобразователя, осуществлять защиту от перегрузки транзистора (Т) 7 в текущий момент рабочего полупериода путем формирования на первом выходе узла временной задержки сигнала отключения Т 7 и его плавное повторное включение с помощью узла повторного включения 13 с плавным запуском, выходом подключенного к входу обнуления узла управления 1 , Управление узла повторного включения 13 осуществляется сигналом, сформированным на втором выходе узла 9. Интегратор 16 позволяет осуществлять контроль уровня выходного напряжения путем измерения площади импульса выходного напряжения в каждый полупериод, снимаемого с выхода формирователя 14 положительных-однополярных импульсов выходного напряжения , и в случае перенапряжения отключать Т 7 сигналом с выхода формирователя 17 импульса перенапряжения, подключенного к второму входу узла временной задержки, и далее осуществлять плавное повторное включение Т 7. 2 ил. (Л 4 1С 4; а ери ft

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1424106 А1

Ш 4 Н 02 М 3/337

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТОЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblT (21) 4192191/24-07 (22) 09. 02. 87 (46) 15. 09. 88. Бюл. У 34 (72) А.М.Кашкаров, А.Н.Головенко и С.С.Роэевский (53) 621.314.57(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 1220079, кл. Н 02 М 3/337, 1984.

Авторское свидетельство СССР

У 1141391, кл. G 05 F 1/564> 1983. (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение используется в области электротехники для построения источников вторичного электропитания.

Оно позволяет с помощью узла временной задержки 9, первым входом соединенного с выходом формирователя 18 импульса перегрузки преобразователя> осуществлять защиту от перегрузки транзистора (Т) 7 в текущий момент рабочего полупериода путем формирования на первом выходе узла временной задержки сигнала отключения Т 7 и его плавное повторное включение с помощью узла повторного включения 13 с плавным запуском, выходом подключенного к входу обнуления узла управления 1. Управление узла повторного включения 13 осуществляется сигналом, сформированным на втором выходе узла

9. Интегратор 16 позволяет осуществлять контроль уровня выходного напря- . жения путем измерения площади импульса выходного напряжения в каждый полупериод, снимаемого с выхода формирователя 14 положительных. однополярных импульсов выходного напряжения, и в случае перенапряжения отключать Т 7 сигналом с выхода формирователя 17 импульса перенапряжения, подключенного к второму входу узла С . временной задержки, и далее осуществлять плавное повторное включение Т 7.

2 ил.!

424106

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для построения вторичных источников электропитания.

Целью изобретения является повышение достоверности контроля и функциональной надежности путем повышения быстродействия защиты за счет контроля состояния рабочего импульса в течение рабочего полупериода.

На фиг.1 приведена принципиальная

Схема стабилизированного преобразоваю теля напряжения с защитой; на фиг. 2 эпюры напряжений, индексы которых 15 соответствуют элементам схемы, поясняющим работу устройства, Стабилизированный преобразователь напряжения содержит узел 1 управления с широтно-импульсным модулятором 20 (ШИМ), состоящий из генератора 2, счетного триггера 3, ШИМа 4 с узлом обратной связи, RS-триггера 5, логический элемент совпадения 6 И-НЕ, силовой транзистор 7, блок 8 защиты, 25 включающий узел 9 временной задержки, состоящий иэ элемента ИЛИ-НЕ !О, логического элемента И-НЕ 11, RCDцепи 12, узел 13 повторного включения с плавным запуском, состоящий из аналогового ключа и конденсатора, формирователь 14 положительных однополярных импульсов выходного напряжения, дополнительную обмотку 15 трансформатора, интегратор 16, формирователь 17 импульсов перенапряже35 ния, формирователь 18 перегрузки по току.

Узел 1 управления содержит генератор 2, выходом подключенный к входу счетного триггера 3, первый выход которого подключен к первому входу

ШИМа 4 и одному иэ входов RS-триггера 5, другой вход которого подключен к выходу ШИМа 4. Второй выход счетно-го триггера 3 подключен к первому входу элемента 6, второй вход которого o K 10 eH K b1xo RS-триггера 5, выход элемента 6 подключен к управляющему входу силового транзистора 7.

Третий вход элемента 6 подключен к первому выходу узла 9, образованного общей точкой соединения выхода элемента 10 и первого входа элемента 11.

Первый вход элемента 10, образующий первый вход узла 9, подключен к выходу формирователя 18 перегрузки.

Второй вход элемента 10 через RCDцепь 12 соединен с общей точкой схе. мы, а через конденсатор — с выходом элемента 11, образующего второй выход узла 9, который соединен с входом узла 13. Выход узла 13 подключен к входу обнуления., образующего второй вход ШИМа 4 узла 1. Формирователь 14 входом подключен к обмотке

15 транзисторного преобразователя 7, а выходом — к входу интегратора 16, выход которого через формирователь

17 подключен к второму входу элемен. та 11, образующего второй вход ysла 9.

При подаче питающего напряжения на выходе формирователя 18 перегрузки присутствует уровень сигнала, равный 01, а на выходе формирователя

17 — "1". На входах элемента 10 присутствует низкий логический уровень

11011, следовательно, на его выходе установлена "1". На входах элемента

11 присутствует высокий логический уровень "1", следовательно, на его выходе установлен 0", присутствующий на входе узла 13, давая разрешение на работу IIIHMa 4 узла 1. Генератор 2 и счетный триггер 3 узла 1 вырабатывают парафазные импульсы, задающие частоту работы преобразователя, Импульс второго выхода счетного триггера 3 синхронизирует работу рабочего хода, давая разрешение на открывание транзистора 7 наличием на первом входе элемента 6 "1". Импульс с первого выхода счетного триггера 3 узла

1 обеспечивает формирование пилообразного напряжения ШИМ 4 узла 1, а также управляет работой RS-триггера

5. Импульсы с выхода ШИМ 4 узла 1 при помощи RS-триггера 5 управляют работой элемента 6, обеспечивая стабилизацию выходного напряжения в зависимости от сигнала обратной связи, за счет соответствующего изменения ширины его выходных импульсов, изменяя состояние "1" на втором входе элемента 6 на "0", поддерживая площадь выходного напряжения постоянной (фиг.2, БИ1 U11 (ЪЭ Б20))

Итак, при включении транзистора 7 на трех входах элемента 6 присутствует высокий логический уровень, тем самым давая разрешение на появление напряжения на дополнительной обмотке

15 трансформатора преобразователя.

Но так как на выходе узла !3 присутствует "1", начинает заряжаться его конденсатор, плавно повышая на входе

3 142410 обнуления IllHMa 4 узла 1 напряжение на время « (фиг.2> 0 )> тем самым меняя за этот промежуток времени длительность каждого рабочего полупери5 ода, обеспечивая плавное появление напряжения на его выходе, При возникновении перегрузки на выходе формирователя 18 перегрузки по току преобразователя появляется высокий логический уровень, что приводит к формированию на выходе элемента 1О "0". На выходе элемента 6 устанавливается "1" и транзистор 7 форсированно запирается. При появлении на выходе элемента 10 "0", а также на первом входе элемента 11 на его выходе появляется "1 ., Начинается заряд конденсатора RCD-цепи 12 ° На время его заряда на втором входе зле- 20 мента 10 удерживается "1", а на его выходе — "0>, тем самым запрещая работу транзистора 7 преобразователя.

На выходе элемента 11 и на входе уз1 ла 13 установлена на зто время "1" 25

> тем самым обнуляя ШИМ 4. После того,, как зарядится конденсатор КСР-цепи

12, на входе узла 13 формируется "0", я на третьем входе элемента 6 — "1".

Транзисторный преобразователь 7 начи- 30 нает плавно опускаться. Такие включения осуществляются до тех ппр, пока на выходе формирователя 18 перегрузки транзисторного преобразователя не установится при включении низкий логический уровень.

При возникновении перенапряжения происходит увеличение площади импульса выходного напряжения (фиг.2, У >) по сравнению с площадью, обеспе- 40 чивающей стабильное выходное напряжение (фиг. 2, U,,-Г1,> Б,) .

Импульс перенапряжения с выхода формирователя 14 подается на вход интегратора 16, где интегрируется, 45 формируя на выходе интегратора 16 напряжения (фиг.2, U ц-U,) ° Напряжение с выхода интегратора 16 подается на вход формирователя 17, где> сравниваясь с опорным напряжением U „ (фиг.2, U )> формирует сигнал перенапряжения в виде "0".

Сигнал перенапряжения подается на второй вход элемента 11 узла 9.

При этом через конденсатор цепи 12

55 на втором входе элемента 10 устанавливается "1". Начинается заряд указанного конденсатора через цепь 12.

На время его заряда на втором входе

4 элемента 10 устанавливается "1". На выходе элемента 10 одновременно уста. навливается 0, который на третьем входе элемента 6 формирует запрет на работу преобразователя 7. На выходе элемента 11 и на входе узла 13 устанавливается на это же время "1", тем самым обнуляя ШИН 4 и подготавливая его к следующему запуску. После того, как зарядится конденсатор цепи 12, на входе узла 13 формируется "0", а на, . третьем входе элемента 6 — "1" °

Транзистор 7 преобразователя начинает плавно запускаться, и на нагрузке проявляетс> напряжение, которое не превышает допустимый уровень. Такие включения осуществляются до тех пор, пока на выходе напряжение не будет превышать допустимое значение °

Таким образом, изобретение осуг,ествляет защиту от перегрузки транзисторного преобразователя в текущий момент рабочего полупериода> а также осуществляет контроль уровня выходного напряжения путем измерения площади импульса выходного напряжения в каждый полупериод. Это обеспечивает точный и оперативный контроль как одного преобразователя, так и нескольких в случае параллельного включения, так как при аварии отключается только аварийный преобразователь. формула и з о б р е т е н и я

Стабилизированный преобразователь напряжения, содержащий силпвпй транзистор, последовательно соединенный с обмоткой выходного трансформатора и подключенный к входным выводам, узел управления, выходом соединенный с первым входом широтно-импульсного модулятора, выходы которого подключены к первому и второму входам логического элемента совпадения, выходом подключенного к управляющему входу силового транзистора, блок защиты, включающий формирователь импульса пе-. регрузки силовой цепи транзистора, формирователь перенапряжения с интегратором, узел псвторнпго включения, узел задержки, выходом блок защиты подключен к входу узла управления, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля и функциональной надежности путем повышения быстродействия защиты

1424106

Фиг 2

Составитель Н.Цишевская

Редактор Е.Копча Техред Л.Сердюкова Корректор С.Черни

Заказ 4695/56 Тираж 665 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г ° Ужгород, ул. Проектная, 4 за счет кочтроля состояния рабочего импульса в течение рабочего полупериода, в блок защиты введены дополнитепьная обмотка выходного трансформа5 тора, выводами подключенная к входу формирователя положительных однополярных импульсов выходного напряжения, выходом через интегратор подключенного к входу формирователя импуль- 10 са перенапряжения, выход которого

I подключен к второму входу узла временной задержки, первый вход которого соединен с выходом формирования импульса перегрузки, первый выход узла временной задержки соединен с третьим входом логического элемента, второй выход через узел плавного повторного включения - с входом обнуления широтно-импульсного модулятора, логический элемент выполнен с инверсным входом.