Устройство для управления и защиты преобразователя

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления и защиты стабилизирующего преобразователя. Цель изобретения - повышение надежности путем уменьшения мощности, рассеиваемой на силовых транзисторах преобразователя в режимах пуска и перегрузки по току нагрузки. Преобразователь, включающий сетевой выпрямитель, инвертор, узел защиты по току, трансформатор и выходной выпрямитель, управляется сигналом широтно-импульсного модулятора блока управления, содержащего источник опорного напряжения, усилители рассогласования и защиты, задающий генератор, генератор пилообразного сигнала, узел формирования выходных импульсов и узел согласования сигналов. В режимах пуска и перегрузки по току выходной сигнал усилителя защиты через узел согласования поступает на управляющий вход задающего генератора и уменьшает его частоту, что позволяет повысить надежность без ухудшения удельных массогабаритных показателей, определяемых достаточно высокой рабочей частотой преобразования. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1577018 (21) 4690481/07 (22) 10.05.89 (46) 07.07.91. Бюл. ¹ 25 (72) l0.П.Кинеев, А.А,Морозов, Е.А,Платонов и А.Л.Рыбак (53) 621.316.727:621.316.925.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹1577018,,кл. Н 02 Н 7/12, Н 02 М 5/04, 1988. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ И

ЗАЩИТЫ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управле-. ния и защиты стабилизирующего преобразователя. Цель изобретения -повышение надежности путем уменьшения мощности, рассеиваемой на силовых транзисторах преобразователя в режимах

Изобретение относится к устройствам управления и защиты стабилизирующих преобразователей, в частности к устройствам управления и защиты стабилизирующих источников вторичного электропитания (ИВЭП), в том числе с бестрансформаторным подключением к питающей сети, и является усовершенствованием устройства по авт, св. № 1577018.

Цель изобретения — повышение надежности путем уменьшения мощности рассеиваемой на силовых транзисторах преобразователя в режимах пуска и перегрузки по току нагрузки.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 — регулировочные характеристИки усилителей сигналов

„„ЯЦ„„1661940 А2 (я)5 Н 02 М 5/04, Н 02 Н 7/12 пуска и перегрузки по току нагрузки. Преобразователь, включающий сетевой выпрямитель, инвертор, узел защиты по току, трансформатор и выходной выпрямитель, управляется сигналом широтно-импульсного модулятора блока управления, содержащего источник опорного напряжения, усилители рассогласования и защиты, задающий генератор, генератор пилообразного сигнала, узел формирования выходных импульсов и узел согласования сигналов. В. режимах пуска и перегрузки по току выходной сигнал усилителя защиты через узел согласования поступает на управляющий вход задающего генератора и уменьшает

его частоту, что позволяет повысить надежность беэ ухудшения удельных массогабаритных показателей, определяемых достаточно высокой рабочей частотой преобразователя. 3 ил, рассогласования и защиты, а также эависи- 0 мость частоты задающего генератора от вы- О ходного напряжения ИВЭП; на фиг.3— диаграммы работы устройства. 0

Устройство 1 для управления и защиты ф, содержит усилитель 2 сигнала рассогласо- С) вания, первый вход которого подключен к источнику 3 опорного напряжения, второй вход — к выводу 4 для подключения выхода цепи обратной связи преобразователя к входу усилителя 5 сигнала защиты, а выход через резисторы 6 и 7 и диод 8 — к выходу усилителя сигнала защиты, точка соединения резистора 6 и диода 8 через резистор 9 связана с резистором 10, другим выводом подключенным к общей шине 11, выходом генератора 12 пилообразного тока и первым

1661940 нал 34 на первом входе широтно-импульсного модулятора, выходной сигнал 35 широтно-импульсного модулятора, выходные импульсы 36 и 37 устройства управления, выходное напряжение 38 выходного трансформатора преобразователя, время 39.

Устройство работает следующим образом.

В режиме стабилизации выходного напряжения ИВЭП рабочая точка усилителя 2 сигнала рассогласования перемещается по участку ВГ его регулировочной характеристики 27 (фиг.2). Выходное напряжение усилителя 5 сигнала защиты при этом остается постоянным (кривая 26 на фиг.2) и частота

28 задающего генератора 16 является стабильной. При повышении или понижении выходного напряжения ИВЭП с целью профилактических проверок питаемой аппаратуры или проверки функционирования защиты от перенапряжения по выходу pery40

55 входом широтно-импульсного модулятора

13.втооой вход которого подключен к выводу 14 для подключения к выходу узла защиты преобразователя по току, а выход — к сигнальному входу узла 15 формирования 5 выходных импульсов, синхрониэирующий вход которого через задающий генератор 16 связан с генератором 12 пилообразного тока и синхронизирующим входом широтноимпульсного модулятора 13, а выходы 10 подключены к выводам 17 и 18 для подключения к управляющим входам преобразователя, причем между выходом усилителя 5 сигнала защиты и управляющим входом задающего генератора 16 подключен узел 19 15 согласования сигналов. Кроме того, на фиг.1 изображены основные силовые узлы ИВЭП с бестрансформаторным подключением к питающей сети: сетевой выпрямитель 20, вход которого подключен к первичной цепи 20 электропитания с напряжением U, а выход— к силовому входу преобразователя 21, содержащего транзисторный инвертор 22, выход которого через узел 23 защиты преобразователя по току и выходной трансформатор 24 25 связан с выходным выпрямителем 25, причем выход узла 23 защиты преобразователя по току подключен первым выводом к выводу 14, а вторым — к общей шине 11.

На фиг.2 обозначены регулировочные 30 характеристики усилителя 26 сигнала защиты.и усилителя 27 сигнала рассогласования, а также частоты 28 задающего генератора, На фиг.3 обозначены выходные сигналы

29 и 30 задающего генератора и генератора 35 пилообразного тока соответственно, сигнал

31 в точке соединения резисторов 6 и 9,.ток

32 в дросселе выходного фильтра, сигнал 33 узла защиты преобразователя по току, сиглировочная характеристика усилителя сигнала рассогласования смещается соответственно вправо или влево (пунктир на фиг,2). Как видно из фиг,2, при перемещении рабочей точки усилителя сигнала рассогласования по участкам В1 и Г1 или В2 и

Г2 частота 28 задающего генератора 16 также остается постоянной. Таким образом, устройство позволяет проектировать унифицированные ряды ИВЭП, не предусматривая запасов по рабочей индукции магнитопровода выходного трансформатора и по емкости конденсаторов выходного фильтра.

Рассмотрим функционирование устройства в режиме ограничения коллекторных токов силовых транзисторов преобразователя с учетом времени рассасывания силовых транзисторов. До момента t< известное устройство обеспечивает стабилизацию выходного напряжения ИВЭП.

Предположим, что в момент t< происходит короткое замыкание на выходе ИВЭП, приводящее к резкому увеличению тока дросселя 32 и коллекторного тока открытого силового транзистора (сигнал 33 пропорционален величине указанного коллекторного тока), В момент равенства сигналов 33 и 34 (сигнал 34 представляет собой сумму сигналов 30 и 31) выходные сигналы широтно-импульсного модулятора (35) и устройства управления (36,37) становятся равными нулю и силовой транзистор должен закрыться.

Однако, за счет наличия времени рассасывания силовой транзистор закрывается с запаздыванием на время гр, что при коротком замыкании приводит к значительному увеличению как тока дросселя, так и его коллекторного тока. После запирания транзистора ток дросселя 32 начинает спадать, причем скорость его спада при коротком замыкании значительно меньше скорости его нарастания.

В течение интервала времени t1- рабочая точка усилителя сигнала рассогласования перемещается с участка ВГ на участок

ВБ, а рабочая точка усилителя сигнала защиты перемещается по горизонтальному участку его регулировочной характеристики всторонуточки Д(фиг.2). В момент12 выходные сигналы усилителей сигналов рассогласования и защиты становятся равными, диод 8 открывается и выход усилителя сигнала рассогласования шунтируется цепочкой, состоящей из резисторов 6 и 7, диода 8 и выходного сопротивления усилителя 5 сигнала защиты. Сигнал 31 с этого момента определяется участком 10 регулировочной характеристики 26 усилителя сиг1661940 нала защиты. В устройстве перемещение рабочей точки усилителя сигнала защиты на участок ДО соответствует уменьшению частоты задающего генератора (фиг;3). Умень- шение сигнала 31 приводит к тому, что начиная с момента 1здлительность открытого состояния силового транзистора преобразователя равна только времени его рассасывания тр . Из фиг.З видно, что при этом в устройстве частота преобразователя уменьшается настолько. что Л!о < A(3, за счет чего обеспечивается постепенное уменьшение величины!к.»«, следовательно, снижение рассеиваемой на транзисторах мгновенной мощности.

Аналогичные процессы протекают в устройстве и в режиме пуска. Показанная на фиг.2 зависимость частоты задающего генератора от выходного напряжения ИВЭИ может быть получена путем подключения входа узла воздействия на времязадающую цепь задающего генератора только к выходу усилителя сигнала защиты (фиг.1), так как только в данной точке имеется сигнал (кривая 26), характер изменения которого дол жен определять характер изменения частоты независимо от величины номинального выходного напряжения ИВЭП. Последнее

5 обстоятельство позволяет также выполнять указанный узел воздействия нерегулируемым, так как его входной сигнал имеет один и тот же характер независимо от номинального выходного напряжения ИВЭП.

Формула изобретения

Устройство для управления и защиты преобразователя по авт. св. Я 1577018, о15 т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности путем уменьшения мощности, рассеиваемой на силовых транзисторах преобразователя в режимах пуска и перегрузки по току нагрузки, введен узел

20 согласования сигналов, при этом задающий генератор выполнен управляемым и снабжен управляющим входом, подключенным через узел согласования сигналов к выходу усилителя сигнала защиты.

1661940

Фиг,2

29

3О

32

37

39 эв

Составитель В. Широков

Редактор H. Лазаренко Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор И. Муска

Заказ 2133 Тираж 391 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

26

27

4, О