Импульсный усилитель тока Советский патент 1991 года по МПК H03K17/08 H02H7/10 

о со

Изобретение относится к импульсной технике и автоматике и может быть использовано в импульсных усилителях тока, работающих с нагрузкой

имеет активно-индук10

20

активно-индуктивного типа, в частности для управления электроприводом постоянного тока.

Цель изобретения - повышение надежности за счет перевода усилителя мощности в режим отсечки при повышении частоты коммутации силовых ключей усилителя мощности при коротком замыкании в нагрузке.

На фиг. 1 представлена электричес- | кая схема импульсного усилителя тока; на фиг. 2 - статическая характеристика и диаграммы работы релейного элемента.

Импульсный усилитель тока (фиг„1) содержит первый элемент И 1, усилитель 2 мощности, нагрузку 3, датчик 4 тока, триггер 5, сумматор 6, релейный элемент 7, второй элемент И 8, инвертор 9, первый 10 и второй 11 25 ждущие мультивибраторыо

Выход усилителя 2 мощности соединен с нагрузкой 3 и входом датчика 4 тока. К первому и второму входам сумматора 6 подключены, соответствен- JQ

1637017

вход0 Нагрузка 3 тивный характер„

Датчик 4 тока вырабатывает на своем выходе сигнал, пропорциональный току в нагрузке 3.

Сумматор 6 формирует на своем выходе сигнал, равный

где Ц

s:i

и U - соответственно сигналы на первом и втором входах сумматора 6„

„ Релейный элемент 7 реализует характеристику реле с гистерезисом. Диаграммы функционирования и статическая характеристика приведены на фиг„ 2 „

Первый 10 (второй 11) ждущий мультивибратор вырабатывает на своем выходе импульс высокого (низкого) уровня длительностью t)U( (Ј02) при поступлении на его вход переднего фронта импульса высокого уровня.

Импульсный усилитель тока работает следующим образом,

В начальный момент времени tQ на усилитель подается напряжение питания, а на входную шину поступает, например, нулевой входной сигнал.Так

теля и выход датчика 4, тока, а выход сумматора 6 соединен с входом релейного элемента 7. Выход релейного элемента 7 подключен к первому входу первого элемента И 1, входу первого ждущего мультивибратора 10, С-входу триггера 5 и через инвертор 9 к первому входу второго элемента И 8„ Выход первого ждущего мультивибратора 10 соединен с D-входом триггера 5, выход которого через второй ждущий мультивибратор 11 подключен к вторым входам первого 1 и второго 8 элементов И и R-входу триггера 5„ Выходы первого 1 и второго 8 элементов И соединены, соответственно, к первым и вторым входам усилителя 2 мощности.

Рассмотрим функции, выполняемые блоками.

Усилитель 2 мощности подает на свой выход положительное напряжение питания при поступлении на его первый вход логического сигнала высокого уровня, и отрицательное напряжение питания при поступлении логического сигнала высокого уровня на его второй

имеет активно-индук0

0

5

Q

5

0

5

0

5

где Ц

s:i

и U - соответственно сигналы на первом и втором входах сумматора 6„

„ Релейный элемент 7 реализует характеристику реле с гистерезисом. Диаграммы функционирования и статическая характеристика приведены на фиг„ 2 „

Первый 10 (второй 11) ждущий мультивибратор вырабатывает на своем выходе импульс высокого (низкого) уровня длительностью t)U( (Ј02) при поступлении на его вход переднего фронта импульса высокого уровня.

Импульсный усилитель тока работает следующим образом,

В начальный момент времени tQ на усилитель подается напряжение питания, а на входную шину поступает, например, нулевой входной сигнал.Так

как оба силовые транзисторы усилителя 2 мощности закрыты, то через нагрузку 3 не протекает ток, что приводит к нулевому сигналу на выходе датчика 4 тока0 В результате этого на входе релейного элемента 7 сформирован нулевой сигнал, под действием которого выход релейного элемента 7 устанавливается в состояние логического нуля.

Так как второй ждущий мультивибратор 11 находится в состоянии логической единицы, то на первый вход усилителя 2 мощности поступает напряжение уровня логического нуля, а на второй вход - напряжение уровня логической единицы. В результате этого на выходе усилителя 2 мощности вырабатывается напряжение отрицательной полярности и через нагрузку 3 начинает протекать ток„ По мере возрастания тока через нагрузку 3 происходит увеличение отрицательного напряжения на выходе датчика 4 тока, что приводит к увеличению напряжения на выходе сумматора 6. При достижении этим напряжением порога срабатывания +Uf, релейного элемента 7 происходит переключение релейного эле

мента 7 в состояние логической единицы Триггер 5 остается в прежнем состоянии (логического нуля), а на выходе первого ждущего мультивибратора 10 формируется импульс длительностью Ј№, а на первый и второй входы усилителя 2 мощности поступает, соответственно, напряжение логической единицы и логического нуля. На выходе усилителя 2 мощности формируется напряжение положительной полярности, что приводит сначала к умень- шению отрицательного тока через нагрузку 3, а затем к возникновению по ложительного тока. Соответственно происходит изменение полярности сигналов на выходе датчика 4 тока и сумматора 6.

При достижении напряжением на выходе сумматора 6 уровня -Un релейный элемент 7 устанавливается в состояние логического нуля, что приводит к формированию на выходе усилителя 2 мощности напряжения отрицательной полярности Далее цикл повторяется. При нормальной величине нагрузки 3 длительность импульса ЈU( на выходе первого ждущего мультивибратора 10

тате этого оба выходные силовые транзисторы усилителя 2 мощности находятся в закрытом состоянии. Через время ЈЧ2 на выходе второго ждущего мультивибратора 11 формируется уровень логической единицы, что дает возможность прохождения импульсов с выхода релейного элемента 7 на входы усилителя 2 мощности. Циклы блокировки следуют друг за другом до устранения повреждения нагрузки 3 или отключения напряжения питания усилителя.

Формула изобретения

Импульсный усилитель тока, содержащий усилитель мощности, к выходу которого подключены нагрузка и вход датчика тока, первый элемент И и триггер, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности за счет перевода усилителя мощности в режим отсечки при повышении частоты коммутации силовых ключей усилителя мощности при коротком замыкании в нагрузке, в него введены релейный элемент, инвертор, второй элемент И,

Изобретение относится к автоматике и импульсной технике и может быть использовано в импульсных усилителях тока, работающих с нагрузкой активно-индуктивного типа, в частности для управления электроприводом постоянного тока. Цель изобретения - повышение надежности работы устройства - достигается путем перевода усилителя мощности в режим отсечки при превышении частоты коммутации силовых ключей усилителя мощности при коротком замыкании в нагрузке. Устройство содержит первый элемент И 1, усилитель мощности 2, нагрузку 3, датчик тока 4 и триггер 5. Введение сумматора 6, релейного элемента 7, второго элемента И 8, инвертора 9, первого 10 и второго 11 ждущих мультивибраторов позволяет надежно заблокировать силовые ключи усилителя мощности 2 при коротком замыкании нагрузки 3. 2 ил. S (Л

меньше периода сигнала Тр9 с выхода релейного элемента 7, поэтому триггер 5 находится в состоянии логического нуля, а выход второго ждущего мультивибратора 11 - в состоянии логической единицы. При коротком замыкании в нагрузке 3 происходит резкое увеличение частоты fp9 на выходе релейного элемента 7, поэтому ,.. В

рэ -Ut

результате этого триггер 5 устанавливается в состояние логической единицы. По переднему фронту сигнала на выходе триггера 5 запускается второй ждущий мультивибратор 11, который на своем выходе Формирует импульс низкого УРОВНЯ. ЭТИМ ИМПУЛЬСОМ ПРОИЗВОДИТ-

ся блокировка первого 1 и второго 8 элементов И и установка в состояние логического- нуля триггера 5„ В резуль

первый и второй ждущие мультивибраторы и сумматор, первый и второй входы которого подключены соответственно к- входной шине усилителя и выходу датчика тока, а выход сумматора соединен с входом релейного элемента, выход которого подключен к первому входу первого элемента И, входу первого ждущего мультивибратора, С-входу триггера и через инвертор к первому входу второго элемента И, D-вход триггера соединен с выходом первого ждущего мультивибратора, а выход триггера через второй ждущий мультивибратор подключен к R-входу триггера и вторым входам первого и второго элементов И, выходы которых соответственно соединены с первым и вторым входами усилителя мощности.

Фие.2