Устройство для управления транзисторным преобразователем

 

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повышение надежности и расширение функциональных возможностей. Устройство содержит импульсный генератор 1, источник 2 управляющего напряжения, компаратор 3, интегратор 4, состоящий из резистора 5 и накопительного конденсатора 6, зашунтированного ключами 7 и 8. Вход интегратора 4 соединен с датчиками 9 выходного напряжения преобразователя, а выход компаратора 3 соединен с ключом 7 и первым входом первого элемента И 10, выход которого подключен к R-входу RS-триггера 11. Устройство содержит также элементы ИЛИ-НЕ 12 и 13, RCD-цепочки 14,17,18, элементы И 15 и 16, T-триггер 19. Устройство автоматически переходит из режима стабилизации напряжения в режим ограничения предельных углов регулирования. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (!9! 80 (ц!

А1 (51) 5 Н 02 М 7/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4211850/24-07 (22) 17. 03. 87 (46) 30.01.90. Ьюл. Р 4 (71) Специальное конструкторское бюро техники морских геолог оразвецочных работ и Научно-исследовательский институт часовой нромьшшенности (72) Н,И.Беэгячин и B.b.Никитин (53) 62 1.316.727(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 77 1846, кл. Н 02 H 7/12, 1976.

Авторское свидетельство СССР

1Ф 1249663, кл. Н 02 И 1/08, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ЛЗИ УПРАВЛ1ЕШИ ТРАНЗИСТОРНЬМ ПРЕОНРАЗОНАТЕ311Г1 (57) Изобретение относится к электротехнике. 1(ель изобретения — повышение надежности и расширение функционяль2 ных возможностей. Устройство содержит импульсный гpнерятор 1, источник 2 управляюцего напряжения, компаратор 3, интегратор 4, состояший из резистора 5 и накопительного конденсатора 6, зашунтированного ключами 7 и 8. Бхоц интегратора 4 соединен с датчиками 9 выходного напряжения преобразователя, а выход компараторя 3 соединен с ключом 7 и первым входом первого элемента И 10, выход которого подключен к к-входу PS-триггера 11. Устройство содержит также элементы ИЛИ-HL 12 и 13, 1 Ю-цепочки 14, 17, 18, элементы И 15 и 16, Т-триггер 19. Устройство автоматически переходит из режима стабилизации напряжения в режим ограничения предельных углов регулирования. 2 ил.

С::

153(.((! 32

Изобретение относится к э1(ектротехнике и может бызь ис!К1льзовяно в стабилизированных источниках питания.

Цель изобретения — увеличение на5 дежностп и расширение области применения устройства дпя унравпения.

Ия фиг. 1 показана llpHHI!HIIHHJII схема устройства; IIH фиг, ". — временHblP диаграммы, поясняющие Pão работу.

Устройство соцержит импульсный генератор 1, источник 2 упрявпяюще(о напряжения, компярлтОр 3, o!(HII вход которого подключен к выходу источника 2, я второй вход соецинен с ВыхоgOM HffTPI pHTOpH 4, C0CT0SIIt(P1.O H3 рР зистора 5 и някопитепьно(о конденсатора 6, зяшуHTHpoBHflHol ключами 7 и 8. Вхоц иHòPãðятора 4 cоединPН с датчиками 9 Выходного Ил!!ряжения пре- 20 образовятепя, .я Выход компярятора 3 .соединен с ключом 7 и первым входом первого э1(ементл 11 10., выход которого подключен к 1(-входу 1Ж-триггера 11,,а второй вхоц сое((инеи с инверсным 25 выходом импульсного генератора 1 и первыми Вхоцлми элементов Ш11(-11(12 и 13, Выход элемента ШП1-1!Е 13 под-. ключен к управляющему Входу ключа 8.

Второй вход элемента Ш1И-НЕ 13 соеци30 нен с Выходом 31(емента ШВ(-НЕ 12 и

8-входом 1(. >-триггера 11, Выход которого через 1((;1!-цепочку 14 задержки

СОЕЦИНЕН С ВТОРЫМ ВХОДОМ ЭПЕ !POTß

113111-НЕ 12 и непосредственно — с IIPp выми вход»ми второго и третьего элементов И 15 и 16, вторые Вхоцы которых через вторую и третью ЕЖ вЂ цепочKH 17 H 18 злцержки прямому и HHBPpcHoM) выходам Т-триггера 19, вхоц которого соединен с

40 прямым выходом импульсного генератора 1.

Двухтлктный транзисторный преобразователь может быть выполнен напри45 мер, НО полумостовой схеме, включающей в себя источник 20 питания, конденсаторы 21 делителя напряжения, силовой трансформатор 22, к вторичной обмотке которого подключена нагрузKd 23, диоцы 24 обратного тока, силовые трHH311cTopbl 25 и усилители 26 мощности пля управления силовыми транзисторами.,, ном состоянии, переводит его в состоя ) Устройство работает следующим об55 разом.

Зж(л!(1(и!1 генератор 1 Вырабатывает

L\Bp В 3»Р!мпо "ИБ рсныР ИОСJ!PI(oBHTp!tb нОсти H. .II!1 ll сов. 11рямля 1!Оследовл тел ьностb импуJlbcoB (диаграмма 27 на фиг. 2) посту!!лет пя счетньФ вход 1-Tp HI I Ррл 1 9, AH3ftûe послецовятpпьности импульсов

HH прямом и инверсном выходах Т-триггеров. 11роходя через 1(01>-цепочки 17 е! 18 3»ИРржки Itpeo(Jp»3oBHIIHbte им пупьсы (диаграммы 28 и 29, фиг. 2) поступают клж((1.11! HH оцин из BxoJ!oB э1(емец(ОВ 11 15 и 16. Таким Образом, В KEIE((/(Ый! МОМРНТ ВРРМРНИ CHI ÍHJI НЯ ВЫ»

XOJ(P МОЖР т Obli Ь TOJ! bK О l O! tH 0 I O И3 элементов И 15 и 16. За счет цепочек

1 и 18 3 11((ржки в 1ечение Времени (1(и»гряммы 28 и 29, фиг. 2) curHHJt нл Bltxo!!P элементoB 11 13 и 16

ПОЯВИТ bC t IIP МОЖР Т H P 3;IB IICHMO OT СИ(HHJld нл J(p ом Bxo!(P 3J! ментов ll 15 и 16. ЗТО искпючле1 ВО31(ожность воэHHKHOBPHHH СКВОЗНЫХ 1 ОКОВ B ЦВУХТЯКТ ных преобрлзовятепях.

HbIXOl(ftbIE си(Н(11(ы BJIPMPHTOEI 11 15 и 16 (Jtlt (гp»MMbt 37 и 38, фиг. 2), поступ»я через усилит(пи 26 мощности Hd сиJloíûe трлíзисторы 25 (токи бл3 Tðÿíзисторон 25 lloêÿ3»HM нл 1(и»граммах 39 и 40, htt t . 2), упрян11як1т рлботой преобрязовлтeJttt. ((либо.(ьшее BJIHstHHP на рябо1 у преобрязовя1епя оклзывлют инерционные свойств» cHJ!oBblx трлнз исто ров, про я!ч!яю!1(неся в злдержке выключения (,, необходимой дпя ряссясываНИЯ,1131 .Ыточногп э»ряда в базе. Поэтому уcJtof(HCM отсутствия сквозных токов в преобрязовятe!te является вырал и жение (< ) (1, которое 1(Р1 ко Выполняетсяя дпя Всех режимов работы преобрязоВЯТЕ1(Я.

Устройство может рлботять в двух различных режимах в зависимости от величины входного напряжения. Idc смотрим случай, когда величина входного напряжения меньше нижнего уровня диапазона допустимых величин вход-. ных напряжении, например, при пускР

IfpeoáðH3oBHTPJtÿ. ИмпуJlbc с второго выходя задающего генератора 1 (диаграмма 30, фиг. 2) через элемент Ш111НЕ 12 поступает ня Ь -вход RS-триггера 11 и,. если он находится в сброшенННр с высоким потенциалом ня выходе (,диаграмма 34 фиг. 2).

Высокий потенциал с выхода RS-триггера поступает ня Входы элементов И

15 и 16, поэтом н-l выходе одного из них, например 15 (1(пягрлмма 37, фиг.2), появляется сигнал, вызывающий

9932 6 импульс напряжения, что привоцит к разряцу конденсатора 6 и поступлению импульса ня I --вход PiS-триггера 11, 40 так KdK ня другом входе эпементя И 10 в этом время присутствует положительный потенциал. Триггер 11 переходит в состояние с нулевым потенциалом на выходе (диаграмма 34, фиг. 2), запре45 щяя прохождение сигнала ня выходах элементов И 15 и 16 (диаграмма 37, фиг. 2), что приводит к выключению . работавыего силового транзистора (диаграмма 39 тока базы, фиг. 2).

ЧРРРЗ нРкотОРОР ВРемЯ 11 ОПРРДРЛЯР мое временем рассасывания избыточного заряда в базе, в момент времени 1:4 падает до нуля напряжение на вторичной обмотке силового трансформатора

55 (диаграмма 41, фиг. 2) и на выходе у ° ° датчика выходного напряжения преобразователя (диаграмма 31, Аиг. 2) . За это время до момента нат1ряжение на конденсаторе 6 интегратора 4 успе153 ток базы силового Фрянзистора 25 (диаграмма 39, фиг. 2) и появление напряжения на вторичной обмотке силового трансформатора 22 (диаграмма 41, фиг. ?), а следовательно, и напряжение V> на выходе датчика 9 выходного напряжения преобразователя (Диаграмма 31, фи1. 2).

Напряжение U>, поступая ня вход интегратора 4, начинает заряжать накопительный конденсатор б. Напряжение на конденсаторе (диаграмма 32, фиг. 2) до момента времени t возЕ растает до величины меньыей, чем опорНоР. напряжение V источника управляюJ щего напряжения. Поэтому компаратор 3 остается в состоянии с нулевым потенциалом ня выходе и сигнал ня включение ключа 7 дпя разряда конденсатора

6 в этом полунериоце не поступает °

Н известном устройстве такая ситуация приводит к явярии преобразователя, так кяк конценсятop 6 продолжает заряжаться цо тех 11ор, пока напряжение на нем не достигнет величины управлЯюЩего напРЯженин 1 Ч . Этот момент времени неконтропируpM и это, как правило, приводит к несимметричному режиму перемягничнвяния силового трансАорматopd

В момент Времени, с инверсного выходя импульсного генератора 1 (диаграмма 30, Аиг. 2) ня один вход элемента Ш|1-IIL 13 поступает в вице импульса низкий потенциал от задающего генератора, а с выхода элемента ИЛИНЕ 12 на другой вход - также низкий потенциал, тяк как с выхода kS-триггера 11 на входе элемента ИПИ-НЕ 12 присутствует (диаграмма 35, фиг.2) высокий потенциал. Поэтому с выхода элемента Ш1И-НЕ 13 на вход ключа 8 поступает положительный импульс (диаграмма 33, фиг. 2), вследствие чего в момент времени t„ происходит разряд конденсатора 6 (диаграмма 32, фиг.2).

Таким образом, в следуюг(ем полупериоде заряд накопительного конденсатора б начинается с нулевого значения, Если среднее значение выходного напряжения преобразователя в следующем полупериоде опять меньше установленной величины, заданной величиной управляющего напряжения U>, то выключение силового транзистора 25 (диаграммы 40 и 41) и разряд конденсато-. ра 6 (диаграмма 32, фиг. 2) опять происходят в момент (t< ) поступления

ОЧРРРДНОГО ИМ11У11ЬСЯ ЗilltЯЮ1!Ее l О ГPE(PP 1 тора (ция1 ряммы 27 и 30) . 1!ри этом т-триггер 19 11ерехоцит в другое устойчивое состояние, переводя сиЕ Etdlt управления силовым транзистором с выхода элемента И 15 Hd вхоц элемента И 16 (циягряммя 39, фиг. 2) . Таким образом, если входное напряжение не достаточно цля того, чтобы обеспечиеь необхоцимую величину среднего знячениЯ ВыхоцнОГО еlяпрЯжРниЯ 11реобрязова теля, силовые транзисторы переключяютсЯ с максимальным коэфАиlЕНРнтом заполнения импулься, включаясь с минимальной задержкой, необхоцимой цля исключения сквозных токов преобразователя, я накопительный конпенсятор 6 разряжается в моменты поступления импульсов задающего генератора 1.

Если величина вхоце1ого напряжения становится больые м1111имяпьного уровня, при котором уже Возможно получеНИЕ НОМИНЯПЪНО1 0 ЗНЯЧРНИЯ ВЫХОДНОГО напряжения преобразователя, вступает в работу система стабилизации среднегo значения выходного напряжения.

lId фиг. 2 начиняя с третьего пспупериоца заряд конденсятора 6 интегратора 4 цо ВепичиеЕЫ упрявляюще1о напряжения (Itl происходит раньые, чем поступит спецуюший импульс импульсного генератора. Няпример, В момент (диаграмма 32, фиг. 2) с выхоца комнаряторя 3 ня вход кпючя 7 H вход элемента И 10 поступает положительный

1539932 вает возрасти до некоторой величины, которая сохраняется на нем до нача»а заряда в следующем полупериоде, внося поправку в систему стабилиза-.

5 ции, учитывающую инерционные свойства транзисторов.

Следующий импульс 27 с прямого выхода задающего генератора 1 приводит триггер 19 в другое устойчивое состояние, поэтому через время Г .к передаче сигнала включения на силовой транзистор будет готов снова

И 15. ОдновремеHHo HMI1)JIbc

Зр с второго выхода задающего генера-15 тора 1 проходит через элемент ШП1-НЕ

12 (диаграмма 36, фиг.2), так как напряжение 35 на выходе цепочки 14 задержки, поступающее с выхода КЫ-триггера 11 (диаграмма 34) с задержкой, некоторое время меHblilp. нижнего уровня логического нуля ° Импульс 36, по.ступающий на Б-вход триггера 11, переводит его в состояние с высоким потенциалом, разрешая прохождение 25 сигнала включения cHJIQBoBO транзистора через элементы И 15 и 16. Это приводит к включению в момент t силового транзистора и появлению напряжения на выходах преобразователя и дат- 3п чика выходного напряжения. Затем про цесс повторяется, приводя к выключению силового транзистора в момент через время Г после срабатывания

7 компаратора 3 в,момент t . Таким образом осушествляется точная стабилизация выходного напряжения на заданном уровне.

В устройстве осуществляется автоматическое включение и отключение 1О системы стабилизации выходного напряжения преобразователя при переходе входного напряжения через границу диапазона минимально допустимых входных напряжений без применения измери- 45 теля мгновенных значений входного напряжения. Это обеспечивает увеличение функциональной надежности устройства при работе в переходных режимах и расширение его функциональных возможностей по сравнению с известным устройством, так как появляется возмож- ность управления .двухтактным преобразователем, исключив возможность возникновения сквозных токов силовых транзисторов.

Предлагаемое техническое решение обеспечивает увеличение надежности ра. боты устройства в переходных режимах, а также упрощение и уменьшение трудоемкости первоначальной отладки преобразователя, так как имеется возможность плавного увеличения входного напряжения при ненастроенной системе стабилизации и даже при неисправностях в петле обратной связи системы стабилизации.

Формула изобретения

Устройство для управления транзисторным преобразователем, содержащее импульсный генератор, компаратор, первый вход которого подключен к выходу источника управляющего напряжения, второй вход соединен с выходом интегратора, накопительный элемент которого шунтировян ключом, выход соединен с управляющим входом ключа, вход интегратора соединен с выходом датчика выходного напряжения преобра- зователя, ПБ триггер, о т л и ч а ющ е p c я тем, что, с целью повыыения надежности и расширения области использования, оно снабжено Т-триггером, двумя элементами И, тремя элементами задержки, элементом ШIИ, двумя элементами Ш1И-111 и вторым ключом, шунтирующим накопительный элемент HH тегратора, причем управляющий вход соединен вого элемента Ш1И-11Е, первый вход которого соединен с инверсным выходом импульсного генератора и первыми входами второго элемента ШП1-ПЕ H первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом компаратора, выход — с P-входом 1(S-триггера, второй вход первого элемента ШП1-НЕ copäèíåí с выходом второго элемента

HJIH-НЕ и Ы-входом 11Ы-триггера, выход которого соединен с первыми входами второго и третьего элементов KIH u через первый элемент задержки с вторым входом второго элемента ШП1-НЕ, вторые входы второго и третьего элементов И через второй и третий элементы задержки соединены с прямьм и инверсным выходами Т-триггера, выходы предназначены для подключения гранзисторов преобразователя, выход

Т-триггера подключен к прямому выходу импульсного генератора.

Составитель В.Ьунаков

Техред M,Õoäàíè÷ Корректор N.Êó÷åpÿâàÿ

Редактор А,Огяр

Заказ 227

Подписное

Тираж 487

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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