Преобразователь напряжения с защитой от перегрузок Советский патент 1985 года по МПК H02M3/335 H02H7/12 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при разработке источников вторичного электропитания с защитой от перегрузок,

Известен преобразователь напряясения, содержащий усилитель мощности, .устройство управления с широтно-импульсным модулятором длительности, узел защиты, содержащий датчик перегрузки в цепи питания,, блок управления для задиты, ДС-цепь, два.элемента ИЛИ-НЕ fl .

Недостатками такого устройства являются отсутствие защиты каждого из транзисторов усилителя мощности и возможность использования устройства только для двухтактных схем.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является пре образователь с зшцитой от перегрузок содержащш транзисторньп инвертор с трансформаторным выходом,.управляющие переходы транзисторов которого через узлы управления соединены с вы ходами селекторов импульсов, первые входы которых объединены и подключены к выходу RS-триггера узла защиты от перегрузки, S-входом соединенного с вьпсодом формирователя импульса перегрузки, который по входу подключен к датчику тока, включенному в цепи транзисторов инвертора, при этом К-вход триггера подключен к тактовому входу задающего генератора, парафазные выходы которого соединены с вторыми входами селекторов импульсов .2 .

Недостатками такого преобразователя являются невозможнрсгь защиты каждого из транзисторов любого типа усилителя мощности (мостового, полумо.стового, двухтактного, однотактного), а также отно.сительно длительное время срабатыв.ания защиты, что особенно принципиально для высокочастотных преобразователей напряжешш.

Цель изобретения - расширение функциональйых возможностей, повьдиение надежности и быстродействия срабатывания защиты путем контроля ток каждого транзистора любого типа усилителя мощности.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе напряжения, содержащем транзисторньй инвертор с трансформаторным выходом, упраляющие переходы транзисторов которог через узлы управления соединены с выходами селекторов импульсов, первые входы которых объединены и подключены к выходу RS-триггера узла защиты от перегрузок, S-входом соединенного с выходом формирователя импульсов перегрузок, который по входу подклзочен к датчику тока, включенному в цепи транзисторов инвертора, при-этом R-вход RS-триггера подключен к одному из выходов узла управления, парафазные выходы которого соединены с вторыми входами селекторов импульсов, формирователь импульсов перегрузки выполнен в виде оптоэлектронного прибора, светоизлучатель „ которого подключен через токоограничительные резисторы к датчикам тока, а фотоприемник одним выводом через токоограничительньй резистор - к дополнительному источнику, другим к S-входу триггера.

Кроме того, в преобразователь введен дополнительный источншс смещения, подключенньй одним полюсом к базам транзисторов инвертора непосредственно или через диодную развязку, а другим через дополнительный фотоприемник и ограничительный резистор связан с эмиттерами транзисторов инвертора.

На фиг. 1-3 показаны различные схемы преобразователя напряжения с защитой от перегрузок.

Преобразователь содержит инвертор на силовых транзисторам 1 и 2 с выходным трансформатором 3, выходным вьшрямителем 4 с фильтром 5, управляющие переходы транзисторов через узлы 6 и 7 управления, содержащие формирователи, развязывающие трансформаторы 8 и 9 и предварительные усилители 10 и 11 подключены к выходам двух селекторов,которые могут быть выполнены на логических элементах ИЛИ-НЕ 12 и 13, первые входы которых объединены и подключены к выходу RS-триггера 14.

Формирователь, импульса перегрузки выполнен на оптоэлектронном приборе 15, один из вьшодов фотоприемника

16которого через токоограничитель

17подключен- к S-входу триггера,

а другой - к вьшоду дополнительного источника 18, светоизлучатель 19 через токоограничительные резисторы 20 и 21 подключен к датчикам 22 и 23 тока, установленным в цепи транзисторов. R-вход триггера подключен к тактовому входу задающего генератора 24, парафазные выходы которого подключены к вторым входам сёлекторов импульсов. Дополнительньй источник смещения U одним полюсом подключен к базам транзисторов инвертора через диодную развязку 25 и 26 (фиг.1) или непосредственно (фиг.З) другой полюс через дополнительный фотоприемник 27 и токоограничительный резистор 28 связан с цепью эмиттеров транзисторов. В случае установки датчиков тока в цепи эмиттеров транзисторов полумостового инвертора (фиг.З) используется второй оптоэлектронный прибор 29, первьм фотоприемник 30 которого подключен параллельно первому фотоприемнику 16 прибора 15, светоизлучатель 31 через токоограничитель ный резистор 21 - параллельно датчику 23 тока, а его второй фотоприемник 32 через резистор - к источнику смещения Uf.. . Устройство (фиг.1) работает следующим образом. В нормальном режиме работы, т.е. при отсутствии перегрузок в любом из транзисторов 1 и 2 усилителя мощности, преобразователь выполняет сво основные функции, т.е. сигналом рассогласования, поступающим от нагрузки (фильтра) 5 на узел 6, он управляется (преобразователь может быть как стабилизированным, так и нестаби лизированным) . Каждый из транзисторор 1 и 2 управляется по одному из входов узла (генератора). 24 через схемы ИЛИ-НЕ 12 и 13, ключевые усили тели to и 11, трансформаторы 8 и 9 и узлы 6 и 7. Напряжение, снимаемое каждые полпериода с датчиков 22 и 23, через резисторы 20 и 21, недостаточно для вкл1рчения светоизлучателя 19 оптрона 15, фотоприемник 16, включенньвЧ S цепь дополнительного источника 18, не влияет на рдботу схем 12 и 13. При перегрузке по току в любом из транзисторов увеличивается напряжение на резисторах (датчиках тока) 22 или 23 (фиг.1 и фиг.2) в зависимости от того, в каком плече произошла перегрузка, энергия светоизлучателя 19 становится достаточной для включения фотоприемника 16 оптропа 15, и через резистор 17 поступает сигнал на S-вход триггера 14, который блокирует работу-схем 12 и 13, ключевые усилители 10 и 11 закрываются, тем самым отключая транзисторы 1 и 2 источника питания преобразователя. Для повышения быстродействия срабатывания защиты используется источник . При перегрузке по току включается второй фотоприемник 27 оптрона 15 и подключает через ограничительный ре.зистор 28, датчики 22 и 23 перегрузки и развязывающие диоды 25 и 26 (источник запирающего смещения подсоединен непосредственно к входам транзисторов 1 и 2). Если усилитель мощности выполнен по полумостовой . схеме (фиг.З), то при перегрузке по току сигнал на закрывание транзисторов поступает через фотоприемники 27 оптрона 15 и 32 оптрона 29 непосредственно к каждому из транзисторов 1 и 2 усилителя мощности. Таким образом, предложенное устройство обеспечивает защиту любого транзистора усилителя мощности и повышенное быстродействие защиты независимо от типа схемы инвертора.

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ С ЗАЩИТОЙ ОТ ПЕРЕГРУЗОК, содержащий транзисторный инвертор с трансформаториьм выходом, управляющие переходы транзисторов которого через узлы управления соединены с выходами селекторов импульсов, первые входы которых объединены и подключены к выходу RS-триггера узла защиты от перегрузок, S-входом соединенного с выходом формирователя импульса перегрузок который по входу подключен к датчику тока, включенному в цепи транзисторов инвертора, при этом R-вход RS-триггера подключен к одному из выходов узла управления, парафазные выходы которого соединены с вторыми входами селекторов импульсов, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем контроля тока каждого транзистора любого типа усилителя мощности, формирователь импульсов перегрузки вьтолнен в виде оптоэлектронного прибора светоизлучатель которого подключен через токоограничительные резисторы к датчикам тока, а фотоприемник одним выводом через токоограничительный резистор - к дополнительному источнику, другим - к S-входу триггера. 2. Преобразователь по п.1, о т личающийся тем, что, с цес/ лью повышения надежности и быстродействия срабатывания защиты, в него введен дополнительный источник смещения, подключенный одним полюсом к базам транзисторов инвертора непосредственно шти через диодную развязку, а другим через дополнительны фотоприемник и ограничительный резистор связан с эмиттерами транел зисторов инвертора. | О5 ьэ о:

0Ut.l