Устройство для защиты от перегрузки по току однотактного стабилизированного преобразователя напряжения Советский патент 1984 года по МПК H02H7/12 

Изобретение относится к электро технике и может быть использовано при разработке источников вторичного электропитания. Известны устройства токовой защиты однотактных преобразователей, содержащие датчик тока, включенный либо в силовую цепь выходного тран зистора усилителя мощности, либо в цепь нагрузки преобразователя и соединенный с помощью различных вс могательных устройств с блоком управления усилителем мощности преоб разователя l . Известные устройства токовой защиты однотактного преобразователя имеют в своем составе датчик то ка, представляющий собой .либо транс форматор тока, либо резистор, вклю ченный в силовую цепь выходного тра зистора усилителя мощности или в цепь нагрузки преобразователя. Уст ройства токовой .защиты с использованием трансформатора тока в качест ве датчика тока требуют применения выпрямителя и из-за необходимости использования моточного изделия . (трансформатора тока) являются слож ными в изготовлении. Использование качестве датчика тока.резистора, включенного, например, в эмиттерную цепь выходного транзистора усилителя мощности, увеличивает, потери в цепях управленияусилителем мощност ч.то снижает КПД всего преобразовате ля . Применение в качестве датчика тока резистора, в.ключенного в цепь нагрузки преобразователя, снижает КПД преобразователя, а для гальвани ческой развязки цепи нагрузки с цепью питания преобразователя приходится применять выпрямители и оптоэлектронные приборы или развязывающие трансформаторы, что значительно усложняет устройстве) токовой защиты, Наиболее близкими по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство для защиты от перегрузки тю току однотактного стабилизированного пре образователя напряжения, включаюй1его усилитель мощности, выполненный на транзисторе, коллектор которого чер первичную обмотку выходного транс;форматора подключен к положительном входному выводу, эмиттер соединен с отрицательк ам входным выводом, а база - с выходом блока управления, содержащее первый резистор,включенный между отрицательным входным выводом и входом исполнительного органа защиты 2 . Однако использование в качестве дат-чика тока резистора, включенного в эмитгерную цепь выходного транзис тора усилителя мощности, приводит к образованию в усилителе мощности отрицательной обратной связи по постоянному току, и, следовательно, к увеличению потерь в цепях управления усилителя моащости и снижению КПД преобразователя. Для уменьшения отрицательной обратной связи в усилителе мощности и некоторого уменьшения потерь в цепях управления в качестве датчика , включенного в эмиттерную цепь выходного транзистора, используются низкоомные резисторы, величины сопротивления которь1х в зависимости от номинального тока нагрузки преобразователя находятся в пределах 0,1-3,0 м. Использование низкоомных резисторов в качестве датчиков тока снижает точность установки порога срабатывания устройства токовой защиты , и увеличивает , кратность тока срабатываний защиты, так как в этом случае Изменение величины напряже.ния, снимаемого с датчика тока, при изменении тока нагрузки будет невелико. Это приводит к снижению надежности устройства и вынуждает предусматри.вать значительные запасы по нагрузочной способности элементов преобразователя. Целью изобретения является умень шение потерь энергии и повышение надежности путем увеличения точности установки порога срабатывания защиты. Указанная цель достигается тем, что в устройство для защиты от перегрузки по току однотактного стабилизированного преобразователя напряжения, имеющего усилитель мощности, выполненный на транзисторе, коллектор которого через первичную обмотку выходного трансформатора подключен к гголожительному входному выводу, эмиттер соединен с отрицательным входным выводом, а база - с выходом блока упр.авления, содержа щее первый резистор, включенный между отрицательным входньтм выврдом и входом исполнительногО органа защита, введены второй резистор, конденсатор и диод, причем анод диода предназначен для подключения к коллектору транзистора, катод соединен с входом исполнительного органа защиты через второй резистор, а с отритдательным входным выводом - через конденсатор, На чертеже изображена схема однотактного стабилиэированного преобразователя напряжения с устройством для защиты от перегрузки по току. Преобразователь содержит блок 1 управления, включающий узел широтно-импульсной стабилизации выходного напряжения, усилитель 2 мощности.

выполненный на транзисторе 3, в коллекторную цепь которого включена первичная обмотка- выходного трансформатора 4. Нагрузка 5 подключена к вторичной обмотке трансформатора 4, Устройство для защиты выполнено в виде диода б, резисторов 7 и 8 и конденсатора 9..Резисторы 7 и 8 образуют делитель напряжения, средний вывод которого соединен со входом исполнительного органа защиты.

Устройство для защиты от перегрузок по току работает следующим образом.

В нормальном режиме работы преобразователя из блока 1 управления на вход усилителя 2 мощности поступают управляющие широтно-модулированные импульсы, скважность которых изменяется в зависимости от тока в нагрузке 5.

При номинальном токе в нагрузке 5 преобразователя падение напряжения на резисторе 8 недостаточно для прекращения поступления широтно-модулированных импульсов из блока 1 управления на вход усилителя 2 мо цности. В режиме перегрузки по току увеличивается относительная длительность включенного состояния транзистора 3, что приводит к увеличению напряжения на конденсаторе 9 и резисторе 8, поступающего на вход исполнительного органа защиты.

Когда напряжение, снимаемое с резистора 8, превышает величину опорного напряжения (определяющего порог срабатывания устройства токовой защиты) поступление управляюишх широтно-модулированных импульсов из блока 1 управления на вход усилителя 2 мощности прекращается,выходной транзистор 3 усилителя 2 мощности закрывается и напряжение на вторичной обмотке выходного трансформатора 4 и нагрузке 5 становится равным н улю.

Устройство токовой защиты однотакткого преобразователя позволяет производить контроль тока, протекающего через выходной транзистор усилителя мощности без введения, в его силовую цепь дополнительных элементов . Исключение из эмиттерной цепи выходного транзистора усилителя мощ0ности датчика тока - резистора, образующего эгрицательную обратную связь по постоянному току, позволяет свести к минимуму потерив цепях управления усилителем мощности.

5 Кроме того, предлагаемое устройство обладает более высокой точностью установки порога срабатывания. Это обеспечивается тем, что в предлагаемом устройстве в качестве датчика тока используется резистор, сопротив0ление которого может быть в пределах 1-10 кОм. Более высокое значение сопротивления датчика тока в предлагаемом устройстве обеспечивает большее изменение напряжения, снимаемого с

5 датчика тока, при изменении тока нагрузки преобразователя. Предлагае-мое устройство обеспечивает надежное срабатывание устройства токовой защиты при превышении тока нагрузки

0 сверх его номинального значения на 5-10%.

Реализация изобретения позволяет повысить точность установки порога

5 срабатывания 5стройства токовой защиты, т.е. повысить надежность источника вторичного электропитания.

Кроме того, использование в источниках вторичного электропитания пред.-,

0 лагаемого устройства токовой защиты повышает их КПД, а также улучшает их массогабаритные показатели и снижает стоимость.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ ПО ТОКУ ОДНОТАКТНОГО СТАБИЛИЗИРОВАННОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ, имеющего усилитель мощности, выполненный на транзисторе, коллектор которого через первичную обмотку выходного трансформатора подключен к положительному входному выэоду, эмиттер соединен с отрицательным входным выводом, а база - с выходом блока управления, содержащее первый резистор, включенный между отрицательным входньил выводом и входом исполнительного органа защиты, отличающеес я тем, что, с целью уменьшения потерь энергии и повышения надежности путем увеличения точности установки порога срабатывания защиты, в него введены вторюй резистор, конденсатор и диод, причем анод диода предназначен для подключения к коллектору транзистора,.катод соединен с входом исполнительного органа защиты через второй резистор,, а с отрицательным входным выводом - через, конденсатор. -f-0 - О