Импульсный усилитель тока

 

Изобретение относится к автоматике и импульсной технике и может быть использовано в импульсных усилителях тока, работающих с нагрузкой активно-индуктивного типа, в частности для управления электроприводом постоянного тока. Цель изобретения - повышение надежности работы устройства - достигается путем перевода усилителя мощности в режим отсечки при превышении частоты коммутации силовых ключей усилителя мощности при коротком замыкании в нагрузке. Устройство содержит первый элемент И 1, усилитель мощности 2, нагрузку 3, датчик тока 4 и триггер 5. Введение сумматора 6, релейного элемента 7, второго элемента И 8, инвертора 9, первого 10 и второго 11 ждущих мультивибраторов позволяет надежно заблокировать силовые ключи усилителя мощности 2 при коротком замыкании нагрузки 3. 2 ил. S (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСИИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1637017

А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЗНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4622945/21 (22) 20..12,88 (46) 23.03.91. Бюл. Р 11 (71) Минский радиотехнический институт (72) А.В.Коломенцев, С.А.Курбат, В.В.Хрен и А.И.Атрашкевич (53) 621.316,925.4(088.8) (56) Глазенко Т.А. Полупроводниковые широтно-импульсные преобразователи для быстродействующих следящих электроприводов постоянного тока. Л.:

1974, с. 3.

Авторское свидетельство СССР

В 669448, кл. Н 02 Н 7/10, Н 02 И 1/18, 1978. (54) ИМПУЛЬСНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ ТОКА (57) Изобретение относится к автоматике и импульсной технике и может быть использовано в импульсных уси(51)5 Н 03 К 17/08 Н 02 Н 7/10

2 лителях тока, работающих с нагрузкой активно-индуктивного типа, в частности для управления электроприводом постоянного тока. Цель иэобретения— повышение надежности работы устройства — достигается путем перевода усилителя мощности в режим отсечки при превышении частоты коммутации силовых ключей усилителя мощности при коротком замыкании в нагрузке. Устройство содержит первый элемент И 1, усилитель мощности 2, нагрузку 3, датчик тока 4 и триггер 5. Введение сумматора 6, релейного элемента 7, второго элемента И 8, инвертора 9, первого 10 и второго 11 ждущих мультивибраторов позволяет надежно заблокировать силовые ключи усилителя мощности 2 при коротком замыкании нагрузки 3. 2 ил.

1637017 Изобретение относится к-импульсной технике и автоматике и может быть использовано в импульсных усилителях тока, работающих с нагрузкой активно-индуктивного типа, в частности для управления электроприводом постоянного тока.

Цель изобретения — повьппение надежности за счет перевода усилителя мощности в режим отсечки при повьппении частоты коммутации силовых ключей усилителя мощности при коротком замыкании в нагрузке.

На фиг ° 1 представлена электрическая схема импульсного усилителя тока; на фиг. 2 — статическая характеристика и диаграммы работы релейного элемента.

Импульсный усилитель тока (фиг.1) содержит первый элемент И 1, усилитель 2 мощности, нагрузку 3, датчик

4 тока, триггер 5, сумматор 6, релейный элемент 7, второй элемент И 8, инвертор 9, первый 10 и второй 11 ждущие мультивибраторы.

Выход усилителя 2 мощности соединен с нагрузкой 3 и входом датчика

4 тока. К первому и второму входам сумматора 6 подключены, соответственно, входная шина импульсного усилителя и выход датчика 4, тока, а выход сумматора 6 соединен с входом релейного элемента 7. Выход релейного элемента 7 подключен к первому входу первого элемента И 1, входу первого ждущего мультивибратора 10, С-входу триггера 5 и через инвертор 9 к первому входу второго элемента И 8.

Выход первого ждущего мультивибратора 10 соединен с Э-входом триггера

5, выход которого через второй ждущий мультивибратор 11 подключен к вторым входам первого 1 и второго 8 элементов И и R-входу триггера 5.

Выходы первого 1 и второго 8 элементов И соединены, соответственно, к первым и вторым входам усилителя 2 мощности.

Рассмотрим функции, выполняемые блоками.

Усилитель 2 мощности подает на свой выход положительное напряжение питания при поступлении на его первый вход логического сигнала высокого уровня, и отрицательное напряжение питания при поступлении логического сигнала высокого уровня на его второй вход. Нагрузка 3 имеет активно-индуктивный характер.

Датчик 4 тока вырабатывает на своем выходе сигнал, пропорциональный току в нагрузке 3.

Сумматор 6 формирует на своем выходе сигнал, равный

10 1 2 вык

Где Ц ы и UÊ вЂ” соответственно сиГналы на первом и втором входах сумматора 6.

Релейный элемент 7 реализует характеристику реле с гистерезисом. Диаграммы функционирования и статическая характеристика приведены на фиг. 2.

Первый 10 (второй 11) ждущий мультивибратор вырабатывает на своем выходе импульс высокого (низкого) уровня длительностью о,(сдд) при постул л плении на его вход переднего фронта импульса высокого уровня.

Импульсный усилитель тока работает следующим образом.

В начальнык момент времени и на усилитель подается напряжение питания, а на входную шину поступает, например, нулевой входной сигнал.Так как оба силовые транзисторы усилителя 2 мощности закрыты, то через нагрузку 3 не протекает ток, что приводит к нулевому сигналу на выходе

35 датчика 4 тока. В результате этого на входе релейного элемента 7 сформирован нулевой сигнал, под действием которого выход релейного элемента 7 устанавливается в состояние логичес4р КОГО Нуля

Так как второй ждущий мультивибратор 11 находится в состоянии логической единицы, то на первый вход усилителя 2 мощности поступает на45 пряжение уровня логического нуля, а на второй вход — напряжение уровня логической единицы.. В результате этого на выходе усилителя 2 мощности вырабатывается напряжение отрицательной полярности и через нагрузку 3 начинает протекать ток. По мере возрастания тока через нагрузку 3 происходит увеличение отрицательного напряжения на выходе датчика 4 тока, 55 что приводит к увеличению напряжения на выходе сумматора 6, При достижении этим напряжением порога срабатывания +U> релейного элемента 7 происходит переключение релейного эле7017

10!

30

5 163 мента 7 в состояние логической единицы. Триггер 5 остается в прежнем состоянии (логического нуля), а на выходе первого ждущего мультивибратора 10 формируется импульс длительностью с ц< а на первый и второй входы усилителя 2 мощности поступает, соответственно, напряжение логической единицы и логического нуля. На выходе усилителя 2 мощности формируется напряжение положительной полярности, что приводит сначала к уменьшению отрицательного тока через нагрузку 3, а затем к возникновению положительного тока. Соответственно происходит изменение полярности сигналов на выходе датчика 4 тока и сумматора 6.

При достижении напряжением на выходе сумматора 6 уровня -П„ релейный элемент 7 устанавливается в состояние логического нул3, что приводит к формированию на выходе усилителя 2 мощности напряжения отрицательной полярности. Далее цикл повторяется.

При нормальной величине нагрузки 3 длительность импульса cö на выходе

h первого ждущего мультивибратора 10 меньше периода сигнала Т с выхода релейного элемента 7, поэтому триггер

5 находится в состоянии логического нуля, а выход второго ждущего мультивибратора 11 — в состоянии логической единицы. При коротком замыкании в нагрузке 3 происходит резкое увеличение частоты f на выходе релейного элемента 7, поэтому Т с U< В результате этого триггер 5 устанавливается в состояние логической единицы. По переднему фронту сигнала на выходе триггера 5 запускается второй ждущий мультивибратор 11, который на своем выходе формирует импульс низкого уровня. Этим импульсом производит ся блокировка первого 1 и второго 8 элементов И и установка в состояние логического нуля триггера 5. В результате этого оба выходные силовые транзисторы усилителя 2 мощности находятся в закрытом состоянии. Через время на выходе второго ждущего мультивибратора 11 формируется уровень логической единицы, что дает возможность прохождения импульсов с выхода релейного элемента 7 на входы усилителя 2 мощности. Циклы блокировки следуют друг за другом до устранения повреждения нагрузки 3 илн отключения напряжения питания усилителя.

Формула изобретения

Импульсный усилитель тока, содержащий усилитель мощности, к выходу

20 которого подключены нагрузка и вход датчика тока, первый элемент И и триггер, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности за счет перевода усилителя мощности в режим отсечки при повышении частоты коммутации силовых ключей усилителя мощности при коротком замыкании в нагрузке, в него введены релейный элемент, инвертор, второй элемент И, первый и второй ждущие мультивибраторы и сумматор, первый и второй входы которого подключены соответственно к. входной шине усилителя и выходу датчика тока, а выход сумматора соединен с входом релейного элемента, выход ,которого подключен к первому входу первого элемента И, входу первого ждущего мультивибратора,.С-входу триггера и через инвертор к первому входу второго элемента И, D-вход триггера соединен с выходом первого ждущего мультивибратора, а выход триггера через второй ждущий мультивибратор подключен к Р-входу триггера и вторым входам первого и второго элементов И, выходы которых соответственно соединены с первым и вторым входами усилителя мощности.

1637017

Фие. 2

Составитель Е.Суров

Редактор В.Данко Техред Л.Олийнык Корректор Н.Король

Заказ 825 Тираж 47,5 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательскии комбинат Патент, г.ужгород, у

II н л. Гага ина 101

P в