Автономный инвертор с защитой транзисторов Советский патент 1986 года по МПК H02M7/537 H02H7/122 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использЪвано в качестве преобразователя напряжения в устройствах электропитания радиоэлектронной аппаратуры, явля.ется усовершенствованием изобретения по авт. св. 626475.

Цель изобретения - повышение на- дежности автономного инвертора с за- .щитой транзисторов.

На чертеже приведена блок-схема автономного инвертора с защитой транзисторов.

АВТОНОМНЫЙ инвертор с защитой транзисторов содержит автогенератор 1 пря мругольных импульсов, состоящий из транзисторов 2 и 3, последовательно соединенных общего базового резистора 4 и резистору 5 смещения, трансформатора 6 с дополнительной выход- ной обмоткой 7, управляемый ключ 8, элемент 9 задержки, триггер 10, узел 11 коммутации, дополнительную (вторую) обмотку 12 трансформатора, формирователь 13 запирающего напряже- НИН, делитель 14 Напряжения, дополнит ел ьньй триггер 15 и переключа-. тель 16.

Входы автогенератора 1 подключены к входным клеммам .инвертора, которые соединены с входами ;элемента 9 задержки.. Выход элемента 9 подключен к одному ВХОДУ триггера 10, другой вход которого через узел 11 коммутации подключен к дополнительной выход- ной обмотке 7. Выход триггера подключен к входу управляемого ключа 8, выход которого подсоединен параллельно общему базовому резистору 4.

Переключатель 16 одним входом подключен к одному вьжоду формирователя 13 запирающего напряжения, который своими входами подключен к дополнительной (второй) обмотке 12 трансформатора 6. Второй вход переключателя 16 подключен к вьгходу; дополнительного триггера . 15, который одним вхо.- дом подключен через делитель 14 напряжения к выходу узла коммутации 11, а другим -. к вь1ходу элемента 9 задержки. Выход .переключателя 16 подключен к одному выходу управляемого ключа 8, соединенного вторым в.ыходом с вторым выходом формирователя запирающего напряжения .

Автономный инвертор с:защитой транзисторов работает следующим образом

0

5. 0 5

0

0

При подключении инвертора к источнику питания его напряжение поступает на автогенератор 1 и элемент 9 задержки. В исходном состоянии, при сопротивлении нагрузки, не меньшем номинального значения, автогенератор переводится в динамический режим. Сигнал с обмотки 7 трансформатора 6 через узел t1 коммутации поступает на первый вход триггера 10, а также через делитель 14 напряжения - на первый вход дополнительного триггера. 15. Эти сигналы устанавливают триггеры-10 и 15 в исходное состояние, при котором подключенные к их выходам управляемый ключ 8 и переключатель 16 не включаются.

На другие входы триггеров 10 и 15 после установки их .в исходное состояние поступают сигналы с выхода элемента 9 задержки по истечении времени его срабатывания. По амплитуде сигналы, поступающие на входы триггеров, должны удовлетворять следующему условие

э.. гдe..UJJ , Ug и и,, - амплитуды сиг.налов на выходе элемента 9 задержки, делителя 14 напряжения, узла 11 коммутации соответственно.

При выполнении этого условия элементы 7-16 не оказывают влияния на динамический режим автоколебаний инвертора при сопротивлении нагрузки, большем или равном номи.нальному зна я1ению. соответствующему максимально допустимой выходной мощности автогенератора.

При уменьшении сопротивления нагрузки в диапазоне от номинального значения до критической величины, соответствующей выходной мощности, при которой происходит срыв колебаний, в инверторе из-за наличия внутренних сопротивлений в обмотках и HQc транзисторов снижается величина выходных напряжений, в том числе дополнительных обмоток 7 и 12.

Выбором параметров узла 11 коммутации, делителя 14 напряжения обеспечивается режим работы триггеров 10 и 15 таким образом, чтобы выполнялись следующие условия

и..и.к; и,,и,,,

55 тогда триггер 10 остается в исходном состоянии, а триггер 15 опрокидывается. Вькодной сигнал последнего включает переключатель 16, который

45

50

3 . 1 подключает один выход.формирователя 13 зацирающего напряжения к точке соединения общего базового резистора 4 и резистора 5 смещения. Учитывая, что второй выход формирова те- ля 13 постоянно подключен к положительному входному выводу инвертора, на общий базовый резистор оказывается поданным запирающее напряжение. Данное напряжение запирает транзис- торы 2 и 3 автогенератора и тем самым обеспечивает срыв его колебаний. При этом напряжения на всех обмотках трансформатора 6 снижаются до нуля и нарушается условие U,, , т.е. по амплитуде сигнал., поступающий с элемента 9 задержки, становится больше сигнала, сформированного узлом 11 коммутации. Тогда опрокидывается триггер 10, его выходные цепи включают управляемый ключ 8, который закорачивает общий базовый резистор 4, При этом все напряжение первичного источника питания прикладывается к обратносмещенным переходам база - коллектор транзисторов 2 и 3. В этом режиме через транзисторы автогенератора протекают только малые обратные токи, которые не могут вывести из строя переключающий тран- зисторы 2 и 3.

Кроме того, после включения управ ляемого ключа 8, закорачивающего общий базовый резистор 4, оказываются закороченными через включенный пе- реключатель, 16 выходы формирователя 13 запирающего напряжения. Примененный переключатель 16 должен обладать свойством самоблокирования с одним равновесным состоянием после его включения. В этом случае обмогт- ка 12 автогенератора через узлы 13 и 16 управляемь м ключом 8 оказывает- ая в постоянно закорочённом режиме ее нагрузки.

В случае устранения перегрузки по основной цепи (R) генерация в авСоставитель И.Войтович Редактор Л.Повхан Техред О.Гортвай Корректор М.Самборская

Заказ 3301/55Тираж 631Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

93 ;4

тогенераторе не возникает и исключа- ется возможность возникновения коммутационных .базовых токов, что повышает надежность автономного инвертора. Для повторного включения инвертора после устранения перегрузок необходимо : отключить инвертор от источника питания, а затем снова его подключить.

Таким образом, срабатывание устройства защиты транзисторов происходит при достижении мощности на нагрузке критической величины, пр.и которой транзисторы автогенератора находятся ещё в режиме насвш ения. Этим достигается повышение надежности предлагаемого устройства по отношению к известному, в котором срабатывание происходит при достижении коллектор- ным током величины , где Ig - ток базы; В - коэффициент усиления транзистора в граничном режиме, которая может значительно превьшать допустимое значение.

Формула изобретения

Автономный инвертор с защитой транзисторов по авт. св. № 626475, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены дополнительная обмотка транс форматора автогенератора, формирователь запирающего напряжения, делитель напряжения, дополнительный триггер и переключатель, один из входов которого соединен с первым выходом формирователя запирающего напряжения, соединенного своими выходами с дополнительной обмоткой трансформатора автогенератора, другой вход соединён с выходом дополнительного три1:гёра, соединенного первым входом с выходом элемента задержки и вторым :входом через делитель напряжения с выходом, узла коммутации, а выход переключателя - с одним выходом управляемого ключа, соединенного вторым выходом с вторым выходом формирователя запиающего напряжения.

АВТОНОМНЫЙ инвертор с защитой транзисторов используют в устройствах вторичньпс источников питания. Цель мзо0ретения - повьшение надежности. Устройство содержит авто- -.-,: -..:/ генератор 1, трансформатор 6, управляемый ключ 8, элемент задержки 9, триггер 10, узел коммутации 11. Вне-- дение дополнительной обмотки тра:Нсфор- матора 6, формирователя запирающего напряжения 13, делителя напряжения 14, дополнительного триггера 15 и переключателя 16 обеспечивает срабатывание защиты при достижении мощности на нагрузке критической величины. Надежность инвертора достигается за счет нахождения транзисторов автогенератора в режиме насыщения, а не в граничном режиме. Для повторного включения инвертора после устранения перегрузок необходимо отключить ин- .вертор от источника питания. 1 ил. (Л tf а