Преобразователь напряжения с защитой от перегрузок

 

Изобретение относится к электротехнике . Целью изобретения является расширение функциональных возможностей . Если перегрузка имеет небольшую величину и кратковременна, на выходе компаратора 27 имеется высокий потенциал, разрешающий работу задающего генератора 14. Если перегрузка продолжительна, то напряжение на выходе интегрирующей цепи 23 возрастает настолько, что превышает порог срабатывания компаратора 27. На его выходе появляется низкий потенциал , вследствие чего задающий генератор 14 прекращает работу, и силовые транзисторы I и 2 выключаются. При срабатывании компаратора 27 ключевой элемент 25 закрывается. Разряд конденсатора интегрирующей цепи 23 осуществляется через второй элемент ИЛИ 26 и входную цепь компаратора 27. Когда напряжение на выходе интегриру ющей цепи 23 станет ниже порога срабатывания компаратора 27, преобразователь автоматически включается в работу. Если возникшая перегрузка имеет большую величину, при которой напряжение на выходе делителя напряжения 20 превышает.порог срабатывания кo mapaтopa 27, то выключение преобразователя происходит мгновенно без задержки. 1 ил. Н/ (Л 4 00 N5 05

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

5!! 4 Н 02 И 3/335 Н 02 Н 7/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA

9QQPpko; Aq

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1, „9

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ ® к (21) 4232834/24-07 (22) 23.04.87 (46) 23.10.88, Бюл. N -39 (71) Ворошиловградский филиал Государственного проектно-конструкторского и научно-исследовательского ин— ститута по автоматизации угольной промышленности (72) В.А.Серокуров и Н.С.Петунин (53) 621.314„57:621.314.925,4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 120 1821, кл. С 05 F 1/569, 1984.

Авторское свидетельство СССР !! - 1157626, кл. Н 02 М 3/335, кл. Н 02 Н 7/12, 1982. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ С

:ЗАЩИТОЙ ОТ ПЕРЕГРУЗОК (57) Изобретение относится к элект..>отехнике. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей. Если перегрузка имеет небольшую величину и кратковременна, на выходе компаратора 27 имеется высокий потенциал, разрешающий работу

„„Я0„„1432691 A "! задающего генератора 14. Если перегрузка продолжительна, то напряжение на выходе интегрирующей цепи 23 возрастает настолько, что превышает порог срабатывания компаратора 27.

На его выходе появляется низкий потенциал, вследствие чего задающий генератор 14 прекращает работу, и силовые транзисторы 1 и 2 выключаются.

При срабатывании компаратора 27 ключевой элемент 25 закрывается. Разряд конденсатора интегрирующей цепи 23 осуществляется через второй элемент

ИЛИ 26 и входную цепь компаратора 27, Когда напряжение на выходе интегрирующей цепи 23 станет ниже порога срабатывания компаратора 27, преобразователь автоматически включается в работу. Если возникшая перегрузка имеет большую величину, при которой напряжение на выходе делителя напряжения 20 превышает. порог срабатывания компаратора 27, то выключение преобразователя происходит мгновенно без задержки. ил.! 432691

Изобретение относится к электро технике и может быть использовано в источниках -вторичного электропитания устройств автоматики, вычислитель5 ной техники и др.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей.

На чертеже представлена схема преобразователя напряжения с защитой от 10 перегрузок.

Преобразователь, выполненный, например, по полумостовой схеме, содержит инвертор на силовых транзисторах

1 и 2 с выходным трансформатором 3, ыходной выпрямитель 4 с фильтром 5, подключенным к нагрузке 6, параллельно которой присоединен узел 7 обратной связи. Управляющие переходы силовых транзисторов 1 и 2 через узлы 20

8 и 9 управления подключены к выходам селекторов 10 и 11 импульсов, которые с помощью счетного триггера 12 и инвертора 13 осуществляют поочередную коммутацию импульсов, вырабатываемых задающим генератором 14, на управляющие переходы силовых транзисторов 1 и 2. Цепь обратной связи, образованной с входа нагрузки 6 через узел 7 обратной связи, элемент iH-НЕ 15 и элемент И 16, подключена к управляющему входу задающего генератора 14.

В силовую цепь каждого из силовых транзисторов 1 и 2 включены датчики

17 и 18 тока, выходы которых через

35 первый элемент ИЛИ 19 подключены к де.лителю 20 напряжения и блоку 21 сравнения, второй вход которого соединен с первым выходом источника 22 опор .ного напряжения. Выход блока 21 срав нения подключен к входу интегрирующей цепи 23 и через резистор 24 к первому выводу ключевого элемента 25, второй вывод которого соединен с общей шиной источника питания схемы уп — <5 равления преобразователем (не показан). Выходы делителя 20 напряжения и интегрирующей цепи 23 через второй элемент ИЛИ 26 подключены к первому входу компаратора 27, к второму входу которого подсоединен второй выход источника 22 опорного напряжения, Выход компаратора 27 соединен с вторым входом элемента И 16 и управляющим входом ключевоFo элемента 25.

Преобразователь работает следующим образом.

В нормальном режиме импульсы задающего генератора !4, имеющие малую длительность, поступают на входы счетного триггера 12 и инвертора 13, выходы которых подключены к соответствующим входам селекторов 10 и !1. Благодаря такому соединению на вь|ходе селекторов 10 и 11 поочередно появляются импульсы, пауза между которыми равна длительности импульса задающего генератора 14. С выходов селекторов

10 и 11 импульсы через узлы 8 и 9 управления поступают на управляющие переходы силовых транзисторов 1 и 2, которые поочередно открываются, подключая первичную обмотку выходного трансформатора 3 к источнику входного напряжения. Импульсы напряжения, снимаемые со вторичной обмотки силового трансформатора 3, выпрямляются выпрямителем 4, и через фильтр 5 выпрямленное и отфильтрованное напряжение поступает на нагрузку 6.

Напряжение, снимаемое с датчиков

17 и 18 тока, включенных в силовые цепи силовых транзисторов 1 и 2, лов дается через первый элемент ИЛИ 19 на делитель 20 напряжения и на первый вход блока 21 сравнения. При отсутствии перегрузок на выходе блока

21 сравнения сигнала нет, а следовательно, и на выходе интегрирующей цепи 23 сигнал отсутствует. Напряжение, поступающее с выхода делителя

20 напряжения через второй элемент

ИЛИ 26 на первый вход компаратора 27, меньше опорного напряжения, поступающего на второй вход компаратора с второго выхода источника 22 опорного напряжения, поэтому на выходе компаратора 27 имеется высокий потенциал, поступающий на второй вход элемента

И 16 и разрешающий работу задающего генератора 14, При увеличении тока, проходящего через силовые транзисторы 1 и 2, напряжение на выходе датчиков 17 и 18 тока соответственно возрастает, Когда оно превысит порог срабатывания блока 21 сравнения, который задается уровнем напряжения на первом выходе источника 22 опорного напряжения, на выходе блока 21 сравнения появляются импульсы напряжения, соответствующие импульсам тока через силовые транзисторы 1 и 2. Эти импульсы поступают на вход интегрирующей цепи 23 и через резистор 24 на первый вывод нормально замкнутого ключевого элемента 25, Та !

432691 ким образом, в продолжение импульса происходит заряд конденсатора интегрирующей цепи 23, а во время паузы—

его разряд через резистор 24 и ключе5 вой элемент 25. Если перегрузка имеет небольшую величину и кратковременна, то напряжение на выходе интегрирующей цепи 23 не достигает порога срабатыва. ния компаратора 27, задаваемого уров- lð нем напряжения на втором выходе источника 22 опорного напряжения, и на выходе компаратора 27 сохраняется высокий потенциал. Если перегрузка продолжительна, то напряжение íà Bblxoде интегрирующей цепи 23 возрастает настолько, что превышает порог срабатывания компаратора 27, На его выходе появляется низкий потенциал, а следовательно, и на выходе элемента И !6, 2р вследствие чего задающий генератор

l4 прекращает работу, и силовые транзисторы 1 и 2 выключаются. При срабатывании компаратора 27 его выходной сигнал снимается и с управляющего вхо 25 да ключевого элемента 25, который закрывается. Поэтому разряд конденсатора интегрирующей цепи 23 через резистор 24 прекращается и до обратного переключения компаратора 27 осущест- 3р вляется только через второй элемент

ИЛИ 26 и входную цепь комдаратора.

Когда напряжение на выходе интегрирующей цеди 23 станет ниже дорога срабатывания компаратора 27, преобразователь автоматически включается в

35 работу. Если возникшая перегрузка имеет большую величину, при которой напряжение на выходе делителя напряжения 20 превышает порог срабатывания компаратора 27, то выключение преобразователя (срабатывание защиты) происходит мгновенно, без задержки. При этом, как и при малых перегрузках, происходит заряд конденсатора интегрирующей цепи 23 при срабатывании

Ф блока 21 сравнения и запирание ключевого элемента 25. После прекращения импульсной работы преобразователя вследствие срабатывания защиты пере50 грузка снимается, но преобразователь включается в работу только после разряда конденсатора интегрирующей цепи

23 через второй элемент ИЛИ 26 и входную цепь компаратора 27. Выбор соот-,ношения элементов цепи позволяет по55 лучить желаемое время задержки включения преобразователя в работу после перегрузки.

Соотношения чехарду фиксируемыми малыми и максимальными перегрузками и их величина задаются уставкой порогов срабатывания блока 21 сравнения и компаратора 27, т.е.,напряжениями на первом и втором выходах соответственно источника 22 опорного напряжения, Для правильной рабаты устройства поpor срабатывания блока 21 сравнения всегда должен быть ниже порога срабатывания компаратора 27.

Выход компаратора 27 может быть и использован для отключения преобразователя при его перегрузке от источника входного напряжения. Однако быстродействие защиты позволяет исключить выход транзисторов из строя при перегрузке, в том числе и при коротком замыкании в цепи нагрузки, и производить автоматическое повторное включение преобразователя неограниченное количество раз.

ПредлагаеМая схема защиты может быть применена как в полумостовых, так и в однотактных, двухтактных и мостовых Преобразователях с использованием соответствующего количества датчиков тока (по количеству силовых транзисторов).

Применение .предлагаемого преобразователя напряжения с защитой от пе" регрузок обеспечивает, таким образом, мгновенное его отключение при больших перегрузках, и с выдержкой времени— при малых, но длительных перегрузках, а также автоматическое повторное включение по истечении выдержки времени, что расширяет функциональные возможности защиты.

Формула изобретения

Преобразователь напряжения с защитой от перегрузок, содержащий транзисторный инвертор с трансформаторным выходом, управляющие входы силовых транзисторов которого через узлы управления соединены с выходами селекторов импульсов, триггер, задающий генератор, датчик тока, включенные по одному в силовую цепь каждого из силовых транзисторов, резистор, выходной выпрямитель с фильтром, подключенный к узлу обратной связи и предназначенный для подключения к нагрузке, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональСоставитель О.Мещерякова

Техред Л.Кравчук

Корректор Н.Король

Редактор С.Патрушева

Заказ 5457/50

Тираж 666

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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

5 4326 ных воэможностей защиты, в него введены элемент И-НЕ, элемент И, делитель напряжения, первый и второй элементы ИЛИ, компаратор, источник опорного напряжения, блок сравнения, ключевой элемент, интегрирующая цепь и инвертор, а триггер выполнен со счетным вхоцом, причем первые входы первого и второго селекторов импульсов подключены соответственно к прямому и инверсному выходам триггера, выполненного со счетным входом, а вторые— к выходу инвертора, входы триггера, инвертора и первый вход элемента И-НЕ соединены с выходом задающего генератора, вход которого подключен к выходу элемента И, выход узла обратной связи соединен с вторым входом элемента И-НЕ, выход которого подключен к 2О

91 б первому входу элемента И, выходы датчиков тока подключены через первый элемент ИЛИ к делителю напряжения и первому входу блока сравнения, к второму входу которого подсоединен первый выход источника опорного напряжения, а выход блока сравнения подключен к входу интегрирующей цепи и через резистор к первому выводу ключевого элемента, второй вывод которого соединен с общей шиной, выходы интегрирующей цепи и делителя напряжения через второй элемент ИЛИ подключены к первому входу компаратора, второй вход которого соединен с вторым выходом источника опорного напряжения, а выход — с управляющим входом ключевого элемента и с вторым входом элемента И.