Преобразователь постоянного напряжения с защитой от перегрузок по току Советский патент 1987 года по МПК H02M3/337 H02H7/12 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в частности, для управления вторичными источниками электропитания и преобразователями напряжения и тока.

Цель изобретения - повышение надежности преобразователя путем повышения быстродействия защиты от перегрузок по току.

На чертеже представлена функциональная схема преобразователя.

Схема содержит источник 1 питания силовой коммутатор 2, выходной LC- фильтр 3, нагрузку 4, датчик 5 тока, генератор 6 тактовых импульсов, первый формирователь 7 коротких импульсов, счетчик 8 импульсов, второй формирователь 9 коротких импульсов, элемент И 10 на два входа, первый элемент ИЛИ 11 на два входа, одновибратор 12, первый RS-триггер 13, усилитель 14 MODiHocTH, второй RS-триггер 15, генератор 16 пилообразного напряжения, источник 17 напряжения задания, компаратор 18, второй элемент ИЛИ 19 на два входа, элемент ЗАПРЕТ 20, источник 21 опорного напряжения, пороговый элемент 22.

Выход генератора 6 подключен к Входу формирователя 7 и к входу счетчика 8, выход формирователя 7 подключен к второму входу элемента И 10 и к входу генератора 16, выход счетчика 8 подключен к входу формирователя 9, выход которого подключен к S-вхо- ду RS-триггера 13 и первому входу элемента ИЛИ 11, выход RS-триггера 13 подключен к первому входу элемента И 10, выход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ 11, выход элемента ИЛИ 11, через одновибратор 12 подключен к З-входу RS-триггера 15 и инверсному входу схемы ЗАПРЕТ 20 выход которой подключен к R-входу RS-триггера 15, выход RS-триггера 15 через усилитель 14 мощности подключен к управляющему входу коммутатора 2, выход генератора 16 - к первому входу компаратора 18, к второму входу которого подключен выход источника 17 напряжения задания, выход компаратора 18 подключен к второму входу элемента Ш1И 19, выход источника питания 1 - к входу коммутатора 2 и к входу датчика 5, выход которого подключен к первому входу порогового элемента 22, к второму входу которого подключен источник 21, выход порого

5

0

5

0

5

0

5

0

5

вого элемента 22 подключен к R-входу RS-триггера 13 и первому входу элемента ИЛИ 19, выход которого подключен к прямому входу элемента ЯА11РЕТ, выход коммутатора 2 через фильтр 3 подключен к нагрузке 4.

Устройство работает следующим образом .

Генератор 6 формирует тактовые импульсы, определяющие период Т широтно- импульсной модуляции коммутатора 2. Счетчик 8 использован в качестве делителя частоты и при поступлении на его вход п импульсов от генератора 6 на его выходе появляется 1, при поступлении следующих п импульсов - О. Формирователи 7 и 9 по передним фронтам поступающих на них импульсов формируют короткие импульсы с периодом следования Т на выходе формирователя 7 и периодом 2пТ - на выходе формирователя 9. Первый импульс, поступивший на S-вход FS-триггера 13, перебрасывает его в единичное состояние, происходит разрешение прохождения импульсов с формирователя 7 через элемент И 10 и далее через элемент ИЛИ 11 на вход одновибратора 12. При одновременном поступлении импульсов от формирователей 7 и 9 на вход одновибратора 12 они просто дублируют друг друга. Одновибратор 12 по заднему фронту поступившего на его вход импульса формирует импульс определеннойдлительности,необходимой для окончания переходных процессов в демпфирующих RS-це- пях силовых транзисторных ключей (на чертеже не показаны). Импульс с выхода одновибратора 12 поступает на S-вход RS-трйггера 15, перебрасывая его в единичное состояние,и на инверсный вход элемента ЗАПРЕТ 20, запрещая на время его длительности прохождение импульсов с выхода элемента 19 на S-вход RS-триггера 15.

Импульсы формирователя 7 поступают на вход генератора 16 пилообразного напряжения, выходное напряжение которого сравнивается с напряжением источника 17 в компараторе 18, который в момент их равенства вырабатывает импульс. Импульс с компаратора 1В, Проходя через элементы 19 и 20 перебрасывает RS-триггер 15 в нулевое состояние. Таким образом на выходе RS-триггера 15 формируются импульсы, щирина которых пропорциональна нап313144 2.3яжению па выходе источника 17. Имульсы с RS-триггера 15 через усилиель 14 поступают на вход коммутатоа 2, а их ширина пропорциональна апряжению на нагрузке.

др л це ва ви си ге чи ми ге та то ро ра да то во и ко ко ду го эл вх го ва ном на пе од чен к вых жен пар под зад под эле под та та к R кот под лов

При наличии перегрузки, когда напряжение на датчике 5 достигает значения опорного напряжения источника 21, на выходе порогового элемента 22 появляется импульс, который перебрасывает RS-триггеры 13 и 15 Б нулевое состояние. Силовые тринзисторы при этом закрываются и происходит запрещение прохождения импульсов с формирователя 7 на одновибратор 12. При этом напряжение на нагрузке 4 становится равным нулю и ток спадает к нулю. Однако на одновибратор 12 через элемент i1 могут поступать импульсы с формирователя 9. Первый импульс после появления перегрузки поступает через время t, которое qn- ределяется вьфажением Т t 2пТ, и если перегрузка не исчезла, то дос ледующие включения коммутатора будут производиться через время t 2пТ на время, определяемое одновибрато- ром 12. Среднее значение напряжения на нагрузке при этом невелико и ток не достигает критических значений. После снятия перегрузки преобразователь возобновляет работу с периодом Т

Формула изобретения 35

Преобразователь постоянного напряжения с защитой от перегрузок по току, содержащий включенные последова.40

тельно в силовую шину силовой коммутатор и LC-фильтр, и систему управления и защиты, включающую в себя датчик тока, включенный на входе силового коммутатора, пороговый элемент, к одному входу которого подключен выход источника опорного напряжения, а к

.4

Редактор М.Товтин Заказ 2217/54

Составитель О.Мещерякова Техред М. Ходанич

Корректор.

Тираж 661Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж-35, Раущская наб., д.4/5

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

fO

f5

35

20

25

30

40

45

другому - выход датчика тока, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности преобразователя путем повышения быстродействия защиты от перегрузок по току, система управления и защиты снабжена генератором тактовых импульсов, счетчиком импульсов, двумя формирователями коротких импульсов, двумя RS-триг- герами, элементом И, двумя элементами ИЛИ, элементом ЗАПРЕТ, одновибра- тором, усилителем мощности, генератором пилообразного напряжения, компаратором и источником напряжения задания, причем выход генератора тактовых импульсов подключен к входу первого формирователя коротких импульсов и к входу счетчика импульсов, выход которого через второй формирователь коротких импульсов подключен к S-BXO- ду первого RS-триггера, R-вход которого подключен к выходу порогового элемента, а выход подключен к одному входу элемента И, другой вход которого подключен к выходу первого формирователя коротких импульсов, подключенному к входу генератора пилообразного напряжения, а выход элемента И через первый элемент ИЛИ подключен к входу одновибратора, выход которого подключен к S-входу второго RS-триггера и к инверсному входу элемента ЗАЛРЕТ, выход генератора пилообразного напряжения подключен к первому входу компаратора, к второму входу которого подключен выход источника напряжения задания, при этом выход компаратора подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу порогового элемента, а выход - к прямому входу элемента ЗАПРЕТ, выход которого подключен к R-входу второго RS-триггера, выход которого через усилитель мощности подключен к управляющему входу силового коммутатора.

Корректор. А. Тяско

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повырление надежности преобразователя путем повышения быстродействия защиты от перегрузок по току. При наличии перегрузки на выходе порогового элемента 22 появляется импульс, который перебрасывает RS-триггеры 13 и 15 в нулевое состояние. Силовые транзисторы при этом закрываются и происходит запрещение прохождения импульсов с формирователя 7 на одновибратор 12. При этом напряжение на нагрузке 4 становится равньт нулю и ток тоже спадает к нулю. Однако на одновибратор 12 через элемент ИЛИ 11 могут поступать импульсы с формирователя 9. Первьй импульс после появления перегрузки поступит через время t, которое определяется выражением Т . t : 2пТ, где Т - период следования импульсов на выходе формирователя 7; 2пТ - на выходе формирователя 9. Если перегрузка не исчезла, то последующие включения коммутатора 2 будут производится через время t 2пТ на время, определяемое одно- вибратором 12. После снятия перегрузки преобразователь возобновит свою работу с периодом Т. 1 ил. S СЛ fe 16