Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик ил905960 (61) Дополнительное к авт. саид-ау (22) Заявлено 171030 (21) 2993151/24-07 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 150232. бюллетень ¹ 6 (И) М. Кп.

Н 02 М 3/335

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

f33) УДК 621 314.57 (088.8) Дата опубликования описания 15 02.82 (72) Авторы изобретения

В.A.Êîëîñîâ и В.П.Реуков

F (7! ) Заявитель

Г (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам .преобразования постоянного напряжения одной величины в стабилизированное постоянное напряжение другой величины с защитой устройства от перегрузок и коротких замыканий, и может быть использовано во вторичных источниках электропитания.

Известен стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, имеющий защиту от перегрузок и ко.ротких замыканий (1).

Недостаток известного преобразо.вателя заключается в отключении нагрузки от источника питания.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является преобразователь, содержа|ций задающий генератор, выход которого подключен ко входу формирователя пилообразного напряжения, выходом соединенного с первым входом компаратора, выход ко-. торого подключен к первым входам двух селекторов, вторые входы которых через делитель частоты соединены с выходом задающего генератора, а выходы селекторов соединены с усилителем мощности, который подсоединен через дополнительно включенные выпрямитель и фильтр к выводам для подключения нагрузки, соединенным через цепь обратной связи со вторым входом компаратора, первый вход нуль-органа соединен через резистор с выводом для подключения нагрузки, второй вход нуль-органа соединен с источником опорного напряжения, а () выход нуль-органа подключен к третьим входам селекторов и транзисторному ключу, имеющему резисторную нагрузку и подсоединенному через диод ко входу нуль-органа;один из выходов фильтра через фильтрующую цепь подключен ко входу порогового элемента, выход которого через диод подключен ко входу нуль-органа (2) .

2() Недостаток известного преобразователя заключается в том, что кратковременная перегрузка или короткое замыкание приводят к выключению преобразователя и снятию напряжения с потребителей. Это снижает надежность снабжеиия электроэнергией последних.

Увеличивать задержку на выключение преобразователя, например, с помощью фильтрующей цепи к такой схеме нель30 зя, так как современные силовые тран.зисторы усилителя мощности не выдер905960 живают длительных (более сотен наносекунд) токовых перегрузок, Целью изобретения является повышение надежности снабжения электроэнергией потребителей путем исключения снятия напряжения с потребителей при .кратковременных перегрузках и коротких замыканиях преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь введен дополнительный нуль-орган, дополнитель- g ный транзисторный ключ с резистивноемкостной нагрузкой и датчик коллекторного тока транзисторов усилителя мощности, причем первый вход дополнительного нуль-органа соединен с датчиком коллекторного тока транзисторов усилителя мощности, второй вход соединен с источником опорного напряжения, а выход дополнительного нуль-органа подключен ко входам селекторов и дополнительному транзисторному ключу„ имеющему резистивноемкостную нагрузку и подсоединенному через диод ко входу дополнительного нуль-органа.

На чертеже представлена блок-схема стабилизированного преобразователя постоянного напряжения.

Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения содержит задающий генератор 1, выход которого подключен ко входу формирователя 2 пилообразного напряжения, выход фор мирователя соединен с первым входом ! компаратора 3, выход которого под ключен к первым входам двух селек торов 4 и 5, вторые входы которых через делитель б частоты соединены с выходом задающего генератора, а выходы селекторов соединены с усилителем 7 мощности, который нодсое- 4О динен через последовательно включенные выпрямитель 8 и фильтр 9 к потребителям 10 электроэнергии, соединенным через цепь 11 обратной связи со вторым входом компаратора, первый вход нуль-органа 12 соединен через резистор 13 с потребителями электроэнергии, второй вход нуль-органа соединен с источником 14 опорного напряжения, а выход нуль-органа под- щ ключен к третьим входам селекторов и транзисторному ключу 15, имеющему резисторную нагрузку 16 и подсоединенному через диод 17 ко входу нульоргана, первый вход дополнительного нуль-органа 18 соединен с датчиком 19 коллекторного тока транзисторов усилителя мощности, второй вход дополнительного нуль-органа соединен с источником опорного напряжения, а выход подключен через схему ИЛИ 20 60 ко входам селекторов и транзисторному ключу 21, имеющему резисторную нагрузку 22 и емкостную нагрузку 23 и подсоединенному через диод 24 ко входу дополнительного нуль-органа. 65

Устройство работает следующим образом.

При наличии на выходе преобр зователя (ка потребителях электроэнергии 10) напряжения ниже допустимой величикы, а в транзисторах усилите.ля модности 7 коллекторного тока ниже допустимой величины нуль-органы 12 и 18 формируют на своих выходах единицу, которая, проходя через схему .ИЛИ 20, открывает селекторы 4 и 5. При этом транзисторные ключи 15 и 21 открыты, а диоды 17 и 24 закрыты, и схема защиты фиксируется в исходном состоянии.

Пилообразное напряжение, снимаемое с формирователя 2, преобразуется в прямоугольные импульсы, длительность которых определяется напряжением обратной связи в компараторе 3. широтно-модулированные импульсы и импульсы с делителя частоты 6 поступают на входы селекторов 4 и 5. При этом открывается либо селектор 4, либо селектор 5, и импульсы с противоположными фазами поступают на входы двухтактного усилителя 7 мощности.

В случае превышения выходным напряжением преобразователя допустимого уровня, определяемого величиной опорного напряжения, выходное напряжение куль-органа 12 становится равным нулю, которое запирает через схему ИЛИ 20 селекторы 4 и 5 и транзисторный ключ 15. Напряжение на вы ходе транзисторного ключа 15 мгновенно увеличивается до величины +Е, диод 17 открывается и фиксирует потенцчал на выходе нуль-органа 12.

Б случае возникновения перегрузки или короткого замыкания на выходе преобразователя датчик 19 коллекторного тока в транзисторах усилителя 7 мощности переключает дополнительный нуль-орган 18 в состояние, при котором его выходное напряжение становится равным нулю, что -.запирает через схему ИЛИ 20 селекторы 4 и 5 и транзисторный ключ 21. Напряжение на выходе транзисторного ключа 21 не может мгновенно увеличиться до величины +Е, так как для емкости 23 требуется время на разряд. Поэтому диод 24 некоторое время не открывается и не фиксирует потенциал на выходе нуль-органа 18. При этом закрытое состояние селекторов 4 и 5 длится в течение времени пока коллекторный ток в транзисторах усилителя 7 мощности не уменьшиться до величины ниже допустимой и нуль-орган 18 не возвратится в исходное состояние.

При продолжающей перегрузке или коротком замыкании схема защиты повторно срабатывает и так происходит до тех пор, пока емкость 23 не разрядится до потенциала, открывающего диод 24, который фиксирует потенциал на входе нуль-органа 18, т.е. при кратковременной перегрузке или коротком замыкании не происходит снятия напряжения с потребителей. Этим повышается надежность снабжения потребителей электроэнергией, что крайне важно для некоторых потребителей, например, в вычислительной технике.

Длительность разряда емкости 23, следовательно, и длительность токовой перегрузки преобразователя определяется величинами емкости 23, резистора 22, напряжения источника +i: и параметрами транзисторного клю" ча 21. Схему можно построить так

1 чтобы емкость 23 заряжались, а не разряжалась при появлении перегрузки или короткого замыкания; При этом в исходном состоянии транзисторный ключ 21 должен быть закрыт, и диод

24 должен включаться плюсом на вход нуль-органа 18.

Датчик 19 тока наиболее целесообразно применять в виде токового трансформатора, обеспечивающего галь— ваническую развязку силовых цепей от цепей управления и защиты.

Применение в качестве датчика тока выходного дросселя не целесообразно, так как такая токовая защита не срабатывает и не защищает транзисторы усилителя мощности при коротких замыканиях в выходном выпрямителе преобразователя .и трансформаторе усилителя мощности.

Применение схемы ИЛИ 20 не является принципиально необходимым. Она исключается, если селекторы 4 и 5 имеют по четыре входа.

Предлагаемое изобретение обеспечивает также режим включения преобразователя на емкостную нагрузку без токовых перегрузок. При этом ток включения ограничивается схемой таким же способом, . как в случае кратковременной перегрузки преобразователя.

Таким образом, предлагаемыи преобразователь по сравнению с известным не требует специальных устройств ограничения емкостного тока включения.

Повышение надежности снабжения электроэнергией потребителей путем исключения снятия напряжения с потребителей при кратковременных перегрузках и коротких замыканиях преобразбвателя, а также возможность включения преобразователя на емкостную нагРузку без токовых перегрузок, являются техническим эффектом изобретения.

Формула изобретения

Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содержащий задающий генератор, выход которого подключен ко входу формирователя пилообразного напряжения, выходом соединенного с первьм входом компаратора, выход которого подключен к первым входам двух селекторов, вторые входы которых через делитель частоты соединены с выходом задающего генератора, а выходы селекторов соединены с усилителем мощности, который подсоединен через последовательно включенные выпрямитель и фильтр к выводам для подключения нагрузки,соединенным через цепь обратной связи со вторьм входом компаратора, первый вход нуль-органа соединен через резистор с выводом для подключения нагрузки, второй вход нуль-органа соединен с источником опорного напряжения, а выход нуль-органа подключен к третьим входам селекторов и транзисторному ключу, имеющему резисторную нагрузку и подсоединенному через диод ко входу нуль-органа,о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности снабжения электроэнергией потребителей при кратковременных перегрузках и коротких замыканиях преобразователяр введен дополнительный нуль-орган,дополнительный транзисторный ключ с ре;зистивно-емкостной нагрузкой и датчик коллекторного тока транзисторов усилителя мощности, причем первый вход допол нительного нуль-органа соединен с датчиком коллекторного тока транзисторов усилителя мощности, второй вход дополнительного нуль-органа соединен с источником опорного напряжения, а выход дополнительного нуль-органа подключен ко входам селекторов и дополнительному транзисторному ключу, имеющему резистивноемкостную нагрузку и подсоединенному через диод ко входу дополнительного нуль-органа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 568124, кл. Н 02 М 3/335, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

9 б44017, кл. Н 02 М 3/24, 1979.

Составитель Н.Цишевская

Редактор Л.Авраменко Техред Л.Пекарь Корректор А.Дзятко

Заказ 394/72 Тираж 718 Подписное

ВКИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4