Устройство для управления преобразователем напряжения Советский патент 1984 года по МПК H02P13/16 H02H7/12 

Изобретение относится к преобразовательной технике, а именно к устройствам управления преобразователями, которые могут быть использованы в качестве вторичных источников питаиия радиоэлектронной аппаратуры. По основному авт. св. № 1032591 известно устройство для управления преобразователем напряжения, содержащее задающий генератор, соединенный с входом триггера, усилитель мощности импульсов управления, управляющие входы которого соединены с выходами двухвходовых элементов И-НЕ, первые входы которых подключены соответственно к прямому и инверсному выходам триггера, вторые входы объединены и подключены к выходу щиротно-импульсного модулятора, датчик тока инвертора, стабилизатор тока, управляющий вход которого соединен с выходом датчика тока, а усилитель мощности выполнен в виде двух диодов, трех управляемых ключей и двух трансформаторов управления с первичными и размагничивающими обмотками, каждая из которых соединена последовательно с первичной обмоткой другого трансформатора, при этом концы размагничивающих обмоток объединены и подключены к положительному зажиму стабилизатора тока, .а концы первичных обмоток через первый и второй управляемые ключи объединены и подключены к отрицательному зажиму стабилизатора тока, к которому через третнй управляемый ключ подключены катоды диодов, аноды которых соединены с общими точками соединения размагничивающих и первичных обмоток разноименных трансформаторов управления, причем управляющий вход третьего ключа подключен к выходу щиротно-импульсного модулятора, а управляющие входф первого и второго ключей предназначены для подключения к выходу соответствующих элементов И-НЕ 1. Недостатками этого устройства являются отсутствие защиты от понижения тока в стабилизаторе тока и как следствие недостаточная надежность преобразователя. Как известно, для нормальной работы транзисторов в ключевом режиме необходимо, чтобы выполнялось условие где Ijj-TOK базо-эмиттерного перехода транзистора; 1 - ток коллектора; - коэффициент передачи транзистора по току. Однако наличие на входе преобразователя фильтра, обладающего больщой-постоянной времени по сравнению с фильтром стабилизатора тока, приводит к нарущению этого условия при выключении преобразоваТеля или KpafKOBpeMeHHOM провале напряжения в питающей сети, так как ток стабилизатора тока, поступающий через усилитель мощности к базо-эмиттерным переходам силовых транзисторов, существенно уменьщается, в то время как ток через силовые транзисторы некоторое время продолжает протекать почти неизменным. Таким образом, силовые транзисторы переходят из ключевого режима работы в режим усилия и в результате чего возможен их выход из строя. Цель изобретения - повышение надежности преобразователя. Поставленная цель достигается тем. что в устройство для управления преобразователем напряжения, содержащее задающий генератор, соединенный с входом триггера, усилитель мощности импульсов управления, управляющие входы которого соединены с выходами двухвходовых элементов И-НЕ, первые входы которых подклюены соответственно к прямому и инверсному выходам триггера, вторые входы объединены и подключены к выходу щиротно-импульсного модулятора, датчик тока инвертора, стабилизатор тока, управляющий вход которого соединен с выходом датчика тока, а усилитель мощности выполнен в виде двух диодов, трех управляемых ключей и двух трансформаторов управления с первичными и размагничивающими обмотками, каждая из которых соединена последовательно с первичной обмоткой другого трансформатора, при этом концы размагничивающих обмоток объединены и подключены к положительному зажиму стабилизатора тока, а концы первичных обмоток через первый и второй управляемые ключи объединены и подключены к отрицательному зажиму стабилизатора тока, к которому через третий управляемый ключ подключены катоды диодов, аноды которых соединены с общими точками соединения размагничивающих и первичных обмоток разноименных трансформаторов управления, причем управляющий вход третьего ключа подключен к выходу щиротно-импульсного модулятора, а управляющие входы первого и второго ключей предназначены для подключения к выходу соответствующих элементов И-НЕ, введены щунт, компаратор и реле, причем первый вход компаратора соединен с щунтом, включенным последовательно в выходную цепь стабилизатора тока, второй вход подключен к источнику опорного напряжения, а выход через реле подключен к выходу щиротно-импульсного модулятора. На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства. Устройство для , управления преобразователем напряжения содержит выпрямитель, 1 инвертор 2 и вь ходной выпрямиель 3, соединенные последовательно, усиитель 4 мощности импульсов управления, подключенный к выходам стабилизатора 5 ока, управляющий вход которого соединен с датчиком тока инвертора 2, задающий генератор 6, подключенный к входу триггера 7 два двухвходовых элемента И-НЕ 8 и 9, первые входы которых соответственно соединены с прямым и инверсным выходами- триггера 7, вторые входы объединены и подключены к выходу широтно-импульсного модулятора 10, первому входу усилителя 4 мощности и выходу реле П, а выходы, соответственно соединены с вторым и третьим входами усилителя 4 мощности шунт 12, включенный в выходной цепи стабилизатора 5 тока и соединенный с входами компаратора 13, один из которых подключен к источнику опорного напряжения, а выход компаратора 13 подключен к входу реле 11.

Устройство работает следующим образом.

Переменное входное напряжение после выпрямления выпрямителем I поступает на Ьход согласующего инвертора 2, с выхода которого после выпрямления выпрямителем 3 поступает в нагрузку. Величина тока управления транзисторными ключами инвертора 2 задается стабилизатором 5 тока пропорционально току нагрузки инвертора -2. Импульсами с задающего генератора 6 переключается триггер 7, импульсы с которого поступают на первые входы элементов И-НЕ 8 и 9, управляющие усилителем 4 мощности. Величина выходного напряжения преобразователя регулируется за счет изменения длительности импульсов управления, поступающих с выхода широтно-импульсного модулятора 10 на объединенные вторые входы элементов И-НЕ 8 и 9 и один из управляющих входов усилителя 4 мощности. Источником питания усилителя 4 мощности является стабилизатор 5 тока, определяющий амплитуду тока в цепи управления силовых транзисторных ключей инвертора 2. Контроль за величиной тока управления осуществляется с помощью щунта 12, включенного последовательно в цепь усилителя 4 мощности. При токах управления, создающих падение напряжения на щунте 12лии,Цпо омпаратор

13 выходным напряжением держит реле II в разомкнутом состоянии. В аварийных режимах при уменьщении тока управления ниже минимально допустимой величины, когдадКи Ьив|{1апряжение на выходе компаратора 13 меняет свою полярность и включает тем самым реле 11, которое блокирует выходные импульсы широтно-импульсного модулятора 10, и транзисторные ключи инвертора 2 надежно запираются.

Таким образом, предлагаемое устрой0 ство осуществляет контроль за минимально допустимой величиной тока управления силовыми транзисторными ключами, что позволяет исключит выход из строя силовых транзисторных ключей из-за перехода из режима насыщения в активную об-

5 ласть путем воздействия на элементы схемы управления, переводящие их в закрытое состояние.

Кроме того, повыщается надежность работы преобразователя в динамических режимах, связанных с просадкам.и напряжения питающей сети или ее аварийными аномалиями, а также при выходе из строя стабилизатора тока, питающего цепи управления.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ НАПРЯЖЕНИЯ по авт. св. № 1032591, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности преобразователя, в него введены шунт, компаратор и реле, причем первый вход компаратора соединен с шунтом, включенным последовательно в выходную цепь стабилизатора тока, второй вход подключен к источнику опорного напряжения, a выход через реле подключен к выходу шнротно-импульсного модулятора. со to сл 1C сл