Преобразователь напряжения с защитой от перегрузок Советский патент 1988 года по МПК H02M3/335 H02H7/12 

: Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в ристочниках зторичного электропитания |устройств автоматики, вычислитель- ;ной техники и др.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.

На чертеже представлена схема преобразователя напряжения с загцитой от перегрузок.

Преобразователь, вынолненный, например, по полумостовой схеме, содер- ркит инвертор на силовых транзисторах 1 и 2 с выходным трансформатором 3, выходной выпрямитель 4 с фильтром 5, подключенным к нагрузке 6, параллельно которой присоединен узел 7 обратной связи.. Управляющие переходы силовых транзисторов 1 и 2 через узлы 8 и 9 управления подключены к выходам селекторов 10 и 1 импульсов, которые с помощью счетного триггера 12 и инвертора 13 осуществляют поочередную коммутацию импульсов, вырабатываемых задающим генератором 14, на управляющие переходы силовых транзисторов 1 и 2. Цепь обратной связи, образованной с входа нагрузки 6 через узел 7 обратной связи, элемент iH-HE 15 и элемент И 16, подключена к управляющему входу задающего генератора 14.

В силовую цепь каждого из силовых транзисторов 1 и 2 включены датчики 7 и 18 тока, выходы которых через первый элемент ИЛИ 19 подключены к де .;лителю 20 напряжения и блоку 21 срав- |нения, второй вход которого соединен ;с первым выходом источника 22 опор- |ного нап зяжения. Выход блока 21 срав- Iнения подключен к входу интегрирую- щей цепи 23 и через резистор 24 к первому выводу ключевого элемента 25 второй вывод которого соединен с общей шиной источника питания схемы уп- равления преобразователем 5не показан). Выходы делителя 20 напряжения и интегрирующей цепи 23 через второй элемент ИЛИ 26 подключены к первому входу компаратора 27, к второму входу которого подсоединен второй выход источника 22 опорного напряжения. Выход компаратора 27 соединен с вторым входом элемента И 16 и управляюиим входом ключевого элемента 25,

Прербразователь работает следующим образом.

В нормальном режиме импульсы задающего генератора 14, имеющие малую

0

Q

5

0

5

длительность, поступают на входы счетного триггера 12 и инвертора 13, выходы которых подключены к соответст- . вующим входам селекторов 10 и 11. Благодаря такому соединению на выходе селекторов 10 и 11 поочередно появляются импульсы, пауза между которыми равна длительности импульса задающего генератора 14. С выходов селекторов 10 и II импульсы через узлы 8 и 9 управления поступают на управляющие переходы силовых транзисторов 1 и 2, которые поочередно открываются, подключая первичную обмотку выходного трансформатора 3 к источнику входного напряжения. Импульсы напряжения, снимаемые со вторичной обмотки силового трансформатора 3, выпрямляются выпрямителем 4, и через фильтр 5 выпрямленное и отфильтрованное напряжение поступает на нагрузку 6.

Напряжение, снимаемое с датчиков 17 и 18 тока, включенных в силовые цепи силовых транзисторов 1 и 2, подается через первый элемент ИЛИ 19 на делитель 20 напряжения и на первый вход блока 21 сравнения. При отсутствии перегрузок на выходе блока 21 сравнения сигнала нет, а, следовательно , и на выходе интегрирующей цепи 23 сигнал отсутствует. Напряжение, поступающее с выхода делителя 20 напряжения через второй элемент ИЛИ 26 на первый вход компаратора 27, меньще опорного напряжения, поступающего на второй вход компаратора с второго выхода . источника 22 опорного напряжения, поэтому на выходе компаратора 27 имеется высокий потенциал, поступающий на второй вход элемента И 16 и разрешающий работу задающего генератора 14.

При увеличении тока, проходящего через силовые транзисторы 1 и 2, напряжение на выходе датчиков 17 и 18 тока соответственно возрастает. Когда оно превысит порог срабатывания блока 21 сравнения, который задается уровнем напряжения на первом выходе источника 22 опорного напряжения, на выходе блока 21 сравнения появляются импульсы напряжения, соответствующие импульсам тока через силовые транзисторы 1 и 2, Эти импульсы поступают на вход интегрирующей цепи 23 и через резистор 24 на первый вывод нормально замкнутого ключевого элемента 25. Та-.

КИМ образом, в продолжение импульса происходит заряд конденсатора интегрирующей цепи 23, а во время паузы - его разряд через резистор 24 и ключевой элемент 25. Если перегрузка имеет небольшую величину и кратковременна, то напряжение на выходе интегрирующей цепи 23 не достигает порога срабатыва ния компаратора 27, задаваемого уровнем напряжения на втором выходе источника 22 опорного напряжения, и на выходе компаратора 27 сохраняется высокий потенциале Если перегрузка продолжительна, то напряжение на выходе интегрирующей цепи 23 возрастает настолько, что превьшшет порог сраба- тьшания компаратора 27, На его выходе появляется низкий потенциал, а следовательно, и на выходе элемента И 16, вследствие чего задающий генератор 14 прекращает работу, и силовые транзисторы 1 и 2 выключаются. При срабатывании компаратора 27 его выходной сигнал снимается и с управляющего вхо да ключевого элемента 25, который закрывается. Поэтому разряд конденсатора интегрирующей цепи 23 через резистор 24 прекращается и до обратного переключения компаратора 27 осуществляется только через второй элемент HHIi 26 и входную цепь комдаратора. Когда напряжение на выходе интегриру- ЮЕ1,ей цеди 23 станет ниже дорога срабатывания компаратора 27, преобразователь автоматически включается в работу. Если возникшая перегрузка имеет большую величину, при которой напряжение на выходе делителя напряжения 20 превышает порог срабатывания компаратора 27, то выключение преобразователя (срабатьшание зашиты) происходит мгновенно, без задержки. При этом, как и при малых перегрузках, происходит заряд конденсатора интегрирующей цепи 23 при срабатьшании блока 21 сравнения и запирание ключевого элемента 25, После прекращения импульсной работы преобразователя вследствие срабатывания защиты перегрузка снимается, но преобразователь .включается в работу только после разряда конденсатора интегрирующей цепи 23 через второй элемент ИЛИ 26 и вход ную цепь компаратора 27, Выбор соот-, ношения элементов цепи позволяет получить желаемое время задержки включения преобразователя в работу после перегрузки.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Соотношения мех. ду фиксируемыми малыми и максимальными перегрузками и их неличина задаются уставкой порогов срабаташания блока 21 сравнения и компаратора 27, т,е,.напряжениями на первом и втором выходах соответственно источника 22 опорного напряжения. Для правильной работы устройства порог срабатьгоания блока 21 сравнения всегда должен быть ниже порога сраба- тьшания компаратора 27,

Выход компаратора 27 может быть и использован д.пя отключения преобразователя при его перегрузке от источника входного напряжения. Однако быстродействие защиты позволяет исключить выход транзисторов из строя при перегрузке, в том числе и при коротком замыкании в цепи нагрузки, и производить автоматическое повторное включение преобразователя неограниченное количество раз.

Предлагаемая схема защиты может быть применена как в полумостовых, так и в однотактных, двухтактных и мостовых Преобразователях с использованием соответствующего количества датчиков тока (по количеству силовых транзисторов),

Применение - предлагаемого преобразователя напряжения с защитой от перегрузок обеспечивает, таким образом, мгновенное его отключение при больших перегрузках, и с выдержкой времени - при малых, но длительных перегрузках, а также авт(матическое повторное включение по истечении выдержки времени, что расширяет функциональные возможности зашриты,

Ф .ю рмула изобретения

Преобразователь напряжения с за- от перегрузок, содержащий транзисторный инвертор с тра нсформатор- ным выходом, управляющие входы силовых транзисторов которого через узлы управления соединены с выходами селекторов импульсов, триггер, зада- генератор, датчик тока, включенные по одному в силовую цепь каждого из силовых транзисторов, резистор, выходной выпрямитель с фильтром, подключенный к узлу обратной связи и предназначенный для подключения к нагрузке, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональ51Д

Hbix возможностей защиты, в него введены элемент , элемент И, делитель напряжения, первый и второй элементы ШВД, компаратор, источник опорного напряжения, блок сравнения, ключевой элемент, интегрирующая цепь и инвертор, а триггер выполнен со счетным входом , причем первые входы первого и второго селекторов импульсов подключены соответственно к прямому и инверсному выходам триггера, выполненного со счетным входом, а вторые - к выходу И1шертора, входы триггера, инвертора и первый вход элемента И-НЕ соединены с выходом задающего генератора, вход которого подключен к выходу элемента И, выход узла обратной связи соединен с вторым входом элемента И-НЕ, выход которого подключен к

16

первому входу элемента И, выходы датчиков тока подключены через первый . элемент ИЛИ к делителю напряжения и первому входу блока сравнения, к второму входу которого подсоединен первый выход источника опорного напряжения, а выход блока сравнения подключен к входу интегрирующей цепи и чербз резистор к первому выводу ключевого элемента, второй вывод которого соединен с общей щиной, выходы интегрирующей цепи и делителя напряжения через второй элемент ИЛИ подключены

к первому входу компаратора, второй вход которого соединен с вторым выходом источника опорного напряжения, а выход - с управляющим входом ключевого элемента и с вторым входом зпёмента И.

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей. Если перегрузка имеет небольшую величину и кратковременна, на выходе компаратора 27 имеется высокий потенциал, разрешающий работу задающего генератора 14. Если перегрузка продолжительна, то напряжение на выходе интегрирующей цепи 23 возрастает настолько, что превышает порог срабатывания компаратора 27. На его выходе появляется низкий потенциал, вследствие чего задающий генератор 14 прекращает работу, и силовые транзисторы I и 2 выключаются. При срабатывании компаратора 27 ключевой элемент 25 закрывается. Разряд конденсатора интегрирующей цепи 23 осуществляется через второй элемент ИЛИ 26 и входную цепь компаратора 27. Когда напряжение на выходе интегриру ющей цепи 23 станет ниже порога сра- батывания компаратора 27, преобразователь автоматически включается в работу. Если возникшая перегрузка имеет большую величину, при которой напряжение на выходе делителя напряжения 20 превышает.порог срабатывания кo mapaтopa 27, то выключение преобразователя происходит мгновенно без задержки. 1 ил. Н/ (Л 4 00 N5 05