Преобразователь напряжения Советский патент 1988 года по МПК H02M7/538 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания систем, автоматики, например в потен циостатах.

Цель изобретения - повышение надежности преобразователя напряжения путем обеспечения возможности изменения величины порога срабатьшания з щиты в зависимости от изменения частоты тока, протекающего через транзисторы ,

На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого преобразова- теля напряжения.

Преобразователь содержит двухпо- лярньЕЙ источник 1 напряжения, первый 2 и второй 3 транзисторы, преобразователь Холла 4, токовый вход которо- го присоединен к .управляемому источнику 5 тока, а потенциальньш выход соединен ч ерез усилитель-детектор 6, компаратор 7 с элементами 8 и 9 защиты, индуктивный датчик тока с первой 10, второй 11 и третьей 12 обмотками фильтр 13 высоких частот и детектор 14.

Преобразователь работает следующим образом,

В нормальном режиме транзисторы 2 и 3 выходного каскада преобразователя напряжения работают в противо- фазе. При работе в положительной области выходного сигнала открыт транзистор 2 и рабочий ток протекает по цепи: плюсовой выход двухполярного источника 1 напряжения, замкнутый ключ элемента защиты 8, транзистор 2, обмотка 11, нагрузка, общий вьшод источника 1, Рабочий ток в обмотке 11 создает магнитный поток, воздействующий на преобразователь Холла 4, I

Через преобразователь Холла 4 пропускается ток, величина которого задается управляемым источником 5 тока. С потенциального выхода преобразователя Холла ЭДС Холла подается на вход усилителя-детектора 6. С выхода последнего сигнал поступает на вход компаратора 7, При постоянном пороге срабатывания последнего и неизменном коэффициенте усиления усилителя-детектора 6 величину максимального рабочего (выходного) тока преобразова- теля напряжения, т.е, порог срабатывания защиты, можно установить, подобрав с помощью управляемого источника 5 тока необходимую величину

5

0

5 0 5

5

0

управляющего тока, протекающего через преобразователь Холла 4.

Когда рабочий ток преобразователя напряжения достигает установленного максимального значения, ЭДС Холла становится достаточной для срабатьгоа- ния компаратора 7, с вькода которого сигнал подается на управляющие входы элементов 8 и 9 защиты. Последние срабатывают и токоорганичивающие резисторы оказываются включенными последовательно в силовую цепь транзис- тор ов 2 и 3, ограничивая выходной ток преобразователя напряжения до безопасной для него величины.

При работе преобразователя в отрицательной области выходного сигнала рабочий ток протекает по цепи: общий вывод источника 1, нагрузка, обмотка 12, транзистор 3, замкнутьш ключ элемента 9 защиты, минусовый выход двухполярного источника 1 напряжения. При этом направление рабочего тока в обмотке 12 такое же, как в обмотке 11 при работе преобразователя напряжения в положительной области выходного сигнала. Если число витков в обмотках 11 и 12 одинаковое, срабатывание элементов 8 и 9 защиты про исходит при такой же величине рабочего тока, как при работе в положительной области выходного сигнала.

Особенно опасно для транзисторов 2 и 3 выходного каскада преобразователя напряжения возникновение режима сквозного тока, который также может наблюдаться при самовозбуждении системы на частотах, близких к граничной, В этом режиме сквозной ток протекает по цепи: плюсовой выход двухполярного источника 1 напряжения, замкнутый ключ элемента 8 защиты, транзистор 2, обмотка 11, обмотка 12, транзистор 3, замкнутый ключ элемента 9 защиты, минусовой выход двухполярного источника 1 напряжения. К транзисторам 2 и 3 в этом случае прикладывается суммарная мощность обоих выходов двухполярного источника 1 напряжения и это, как правило, приводит к тепловому пробою транзисторов 2 и 3 даже тогда, когда ток меньше максимального рабочего значения,

В режиме сквозного тока магнитные потоки, создаваемые в обмотках 11 и 12, складываются за счет соответствующей намотки этих обмоток на общем каркасе, В результате величина

31365307

при которой срабатывают элемен- Фор

Пр жащий жения чен к первый теля м

ты 8 и 9 защиты, может быть уменьшена вдвое. При наличии в обмотках 11 и 12 переменной составляющей тока в обмотке 10 наводится ЭДС, которая через фильтр 13 высоких частот и детектор 14 поступает на вход управляемого источника 5 тока, задающего величину тока через преобразователь Холла 4..

Таким образом, величина ЭДС обмотки 10 изменяет величину управляющего тока, протекающего через преобразователь Холла 4, и, в конечном итоге, изменяет порог срабатьшания защиты 8 и 9. Чтобы отделить низкую частоту полезного сигнала на выходе преобразователя напряжения от высокой частоты самовозбуждения, используется фильтр 13 высоких частот. Благодаря последнему порог срабатьшания защиты на низкой частоте не изменяется.

Таким образом, благодаря применению .преобразователя Холла удается управлять порогом срабатывания защиты преобразователя напряжения в зависимости от частоты тока, протекающего через его транзисторы.

7

Фор

4 зоб

мула изобретения Преобразователь напряжения, содержащий двухполярный источник напряжения, общий вывод которого подключен к первому выходному вьшоду, первый и второй транзисторы усилителя мощности, преобразователь Холла,

, токовый вход которого присоединен к выходу источника тока, а потенциальный выход соединен через усилитель-детектор и компаратор с эле7 ментами защиты, отличающий- с я тем, что, с целью повьшения на- дежности путем обеспечения возможности изменения величины порога срабатывания защиты в зависимости от частоты тока, протекающего через транзисторы, введены индуктивный датчик

тока, фильтр низких частот и детектор, а источник тока выполнен управляемым, причем вход управления источника тока соединен через детектор, фильтр высоких частот с первой обмот кой индуктивного датчика тока, точка соединения второй и третьей обмоток которого подключена к второму выходному выводу, а свободные выводы - к одним силовым выводам первого и второго транзисторов, соединенных другими силовыми вьшодами через элементы защиты с разнополярными выводами источника двухполярного напряжения.

Изобретение относится к области .электротехники. Цель - повьшение надежности путем обеспечения возможности изменения величины порога cpa-t батывания защиты в зависимости от изменения частоты тока, протекающего через транзисторы. Преобразователь содержит двухполярный источник напряжения 1, подключенный к транзисторам 2, 3. В цепь транзисторов 2, 3 вклю- чены индуктивный датчик тока с тремя обмотками 10-12. Обмотка 10 через фильтр высоких частот 13 и детектор 14 соединена с источником тока 5, с помощью которого -можно регулировать величину управляющего тока, протекающего через преобразователь Холла 4. Для того, чтобы отделить низкую частоту полезного сигнала на выходе преобразователя от высокой частоты само- возбуадения, используется фильтр высоких частот 13, благодаря которому порог срабатывания элементов защиты 8, 9 на низкой частоте изменяется. Гил. (Л