Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения с защитой Советский патент 1987 года по МПК H02M3/335 H02H7/12 

113

Изобретение относится к источникам питания радиоэлектронной аппаратуры, может быть использовйно в устройствах электропитания автоматики, вычислительной техники, средств связи и является усовершенствованием изобретения по авт.св. № 1042126.

Цель изобретения - повышение надежности преобразователя путем исключения ложных отключений при подаче напряжения питания и обеспечение автоматического полного выключения при наличии на выходе потребителя устойчивого короткого замыкания.

На фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемого преобразователя; на фиг.2 - коммутатор и мультивибратор и их соединение, пример исполнения.

Опорная частота задающего генератора подается на формирователь 2 пилообразного напряжения и делитель

3частоты. Напряжение с выхода узла

4обратной связи подается на выход широтно-импульсного модулятора-компаратора (ШИМ-компаратора) 5. Пилообразное напряжение с формирователя 2 подается на первый вход ШИМ-компаратора 5 и сравнивается с напряжением, поданным на второй вход ШИМ-компаратора 5 с выхода узла 4 обратной связи. Импульсы напряжения с широтной модуляцией с выхода ШИМ-компаратора 5 поступают на первые входы селекторов 6 и 7, на вторые входы которых поступают импульсы с выходов делителя 3 частоты. Снимаемые с усилителя 8 мощности широтно-модулиро- ванные импульсы преобразуются в постоянное напряжение выпрямителем 9

и фильтром 10. Напряжение с фильтра

10поступает на нагрузку 1 и узел 4 обратной связи. Сигнал тока нагрузки

11поступает на вход нуль-органа 12. Сигнал включения с блока 13 запуска и потендиальный сигнал с выхода ждущего мультивибратора 14 поступают на входы первого элемента И 15.

Сигнал с выхода первого элемента И 15 обеспечивает чер ез резистор 16 включение или выключение р - п - р- транзистора 17 блока формирования времени выхода на режим, при этом через резистор 18 обеспечивается заряд конденсатора 19, плавно нарастающее напряжение с которого поступает на вход компаратора 20. На второй вход компаратора 20 подается пилооб

72

разное напряжение с выхода формирователя 2 пилообразного напряжения. Сигнал -с выхода компаратора обеспечивает через второй элемент И 21 подачу

на третий вход селекторов 6 и 7 ши- ротно-модулированного сигнала с уменьшающейся скважнос1тью при наличии команды на включение с блока 13 запуска. Сигнал с выхода элемента

И 15 обеспечивает включение или выключение транзистора 17 блока 22 формирования времени выхода на режим. Потенциальный сигнал с выхода ждущего мультивибратора 14 поступает на

второй вход второго элемента И 21 и входинвертора 23. Далее через счетчик 24 импульсов и инвертор 25 сигнал разрешения или запрета проходит на четвертые входы селекторов 6 и 7.

Выключение устройства при коротком замыкании обеспечивается подачей сигнала с нуль-органа 12 на вход ждущего мультивибратора 14, при этом между общей шиной и времязадающей цепью последнего включен коммутатор 26 с временной задержкой. Ждущий мультивибратор 14 может быть выполнен на интегральной микросхеме триггера 27, которая подключена неинвертирующим выходом к резистору 28 и катоду диода 29, другой вывод резистора 28 и анод диода 29 соединены с времязадающим конденсатором 30 и R- входом триггера 27. Между конденсатором 30 и общей щиной включен коммутатор 26 с временной задержкой, содержащий последовательно включенные диоды 31 и коллектор-эмиттер транзистора 32, параллельно которым подключен диод 33 анодом к общей шине и катодом к аноду диода 31. Параллельно переходу база - эмиттер транзистора 32 включены конденсатор 34 и резистор 35. Резисторы 36 и 37 подключены одним выводом к плюсу питания, а другим выводом резистор 36 - к базе транзистора 32, резистор 37 - к коллектору того же транзистора. I

Стабилизированный преобразователь напряжения работает следующим образом.

При подаче напряжения питания и отсутствии команды на включение с

блока 13 запуска опорная частота за- ддющего генератора 1 подается на формирователь 2 пилообразного напряжения и делитель 3 частоты. Поскольку напряжение на выходе устройства от313

сутствует, на вход селекторов 6 и 7 с компаратора 5 и. делителя 3 частоты поступают импульсы напряжения максимальной длительности с частотой задающего генератора. На выходе селекторов импульсы напряжения отсутствуют из-за наличия запрета на выходе элемента И 21. Подача сигнала.на включение устройства с блока 13 запуска обеспечивает включение транзистора 17 и плавный заряд конденсатора 19 блока 22 формирования времени выхода на режим. При этом на выходе компаратора 20 появляются широтно-модулированные импульсы напряжения с увеличивающейся длительностью, поступающие на вход элемента И 21, на второй вход которого поступает логическая единица с выхода ждущего мультивибратора 14. Соответственно, с выхода элемента И 21 на третий вход селекторов 6 и 7 поступают импульсы напряжения с нарастающей длительностью, что обеспечивает мягкое включение устройства при отсутствии пусковых токов заряда емкостей фильтра 10. При этом на четвертых входах селекторов 6 и 7 присутствует сигнал, разрешающий включение с выхода счетчика 24 импульсов. При появлении короткого замыкания на выходе устройства токовый сигнал изменяет состояние нуль-органа 12, что обеспечивает запуск ждущего мультивибратора 14. На его выходе на заданное время появляется логический нуль, поступающий на вход элемента И 21 и обеспечивающий выключение устройства Одновременно закрывается транзистор 17 блока 22 формирования времени выхода на режим и обеспечивается разряд конденсатора 19, а счетчик 24 импульсов запоминает первое кратковременное выключение устройства. При этом состояние разрешения на включение на его выходе не изменяется, если он запрограммирован на число отключений п I . Длительность выключенного состояния устройства определяется временем наличия логического нуля на выходе ждущего мультивибратора 14 При появлении на его выходе потенциального сигнала происходит повторное мягкое включение устройства за счет повторного линейного нарастания напряжения на конденсаторе 19. Если короткое замыкание на выходе не устраняется, происходит

75974

повторное выключение устройства, запоминаемое счетчиком 24 импульсов.

Циклы включения и выключения устройства определяются частотой перес ключения ждущего мультивибратора и повторяются, пока не достигнут количества отключений п, заданных счетчику 24 импульсов. Далее на четвертых входах селекторов 6 и 7 появляJO ется сигнал запрета на включение. Следующее включение устройства возможно только после снятия первичного питания. Дополнительно введенный коммутатор с временной задержкой 26

15 обеспечивает надежную работу мультивибратора 14 на этапе подачи напряжения питания. При этом исключаются .ложные кратковременные отключения устройства за счет поступленияна

0 вход элемента И 21 логического нуля с выхода мультивибратора 14 и ошибочный отсчет импульса отключения счетчиком 24 импульсов.

Ждущий мультивибратор 14 и комму25 татор 26 при выполнении согласно фиг.2 работают следующим образом.

При подаче напряжения питания транзистор 32 закрыт, а конденсатор 30 разряжен, что соответствует логи- 30 ческой единице на R-входе триггера 27, на S-входе триггера - логический нуль при отсутствии сигнала выключения с нуль-органа 12. Соответственно, на неинвертирующем выходе

35 триггера 27 - логический нуль, а на инвертирующем выходе - логическая единица. Такое состояние имеет место

до тех пор, пока не зарядится до требуемой величины конденсатор 34 через

40 резистор 36. При этом время заряда конденсатора 34 выбирается большим, чем время нарастания напряжения питания. Переключение транзистора 32 в открытое состояние происходит к мо45 менту, когда напряжение питания нарастает до установленной величины. При этом на обоих входах триггера 27 имеет место состояние логического нуля, а на его выходах сохраняется

50 ранее имевшее место вполне определенное состояние. В момент подачи управляющего сигнала с нуль-органа 12 на S-вход триггера 27 состояние на его выходах изменяется на обратное, на

55 неинвертирующем выходе появляется логическая единица и конденсатор 30 начинает заряжаться. По достижении напряжения срабатывания на R-входе

513

триггера 27 последний переключается в исходное состояние, а конденсатор

30начинает разряжаться через диоды

31и 33 и транзистор выходного каскада триггера 27. Далее установившийся процесс работы мультивибратора повторяется.

Резистор 37 обеспечивает требуемый коллекторньй ток транзистора 32 при отсутствии тока заряда конденсатора 30, что улучшает условия коммутации транзистора 32. Диод 31 обеспечивает развязку цепи питания коллектора транзистора 32 от времязадающей цепи на конденсаторе 30 и резисторе 28.

Таким образом, введение коммутатора с временной задержкой, четвертого входа селекторов инверторов и счетчика импульсов, фиксирующего количество кратковременных отключений повышает функциональную надежность устройства и обеспечивает аззтомати- ческое полное выключение устройства

17597 6

при наличии на выходе устойчивого короткого замыкания. Кроме того, расширяются функциональные возможности предлагаемого устройства.

5

Формула изобретения

Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения с защитой по

авт. св. № 1042126, отличающий с я тем, что, с целью повьше- ния надежности преобразователя, в него введены коммутатор с временной задержкой, счетчик импульсов и два

инвертора, а селекторы снабжены четвертым входом, причем коммутатор с временной задержкой включен между общей шиной и времязадающей цепью ждущего мультивибратора, а выход ждущего мультивибратора через последовательно соединенные первый инвертор, счетчик импульсов и второй инвертор подключен к четвертым входам селекторов.

Редактор А.Огар

1рие.г

Составитель О.Мещерякова Техред М.Ходанич

Заказ 2431/52 Тираж 660Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий П3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. А/5

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

Корректор А.Зимокосов

Изобретение относится к электротехнике, а именно к источникам питания радиоэлектронной аппаратуры, и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 1042126. Целью изобретения является повьшение надежности. При появлении короткого замыкания на выходе устройства запускается ждущий мультивибратор 14, сигнал логического нуля с которого поступает на вход элемента И 21 и выключает устройство. При этом счетчик импульсов 24 запоминает первое кратковременное выключение устройства. Если короткое замыкание на выходе после повторного включения не устраняется, происходит повторное выключение устройства, запоминаемое счетчиком импульсов 24. Циклы включения и выключения устройства будут повторяться до тех пор, пока не достигнут чества отключений п, заданных счетчику импульсов 24. Далее на четвертых входах селекторов 6 и 7 появляется сигнал запрета на включение. Коммутатор 26 с временной задержкой исключает ошибочный отсчет импульса отключения счетчиком импульсов 24. 2 ил. с о (Л со ел i;o ч N)