Устройство для управления и защиты преобразователя Советский патент 1991 года по МПК H02M5/04 H02H7/12 

Изобретение относится к устройствам управления и защиты стабилизирующих преобразователей, в частности к устройствам управления и защиты стабилизирующих источников вторичного электропитания (ИВЭП), в том числе с бестрансформаторным подключением к питающей сети, и является усовершенствованием устройства по авт. св. №1577018.

Цель изобретения - повышение надежности путем уменьшения мощности рассеиваемой на силовых транзисторах преобразователя в режимах пуска и перегрузки по току нагрузки.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 - регулировочные характеристики усилителей сигналов

рассогласования и защиты, а также зависимость частоты задающего генератора от выходного напряжения ИВЭП, на фиг.З - диаграммы работы устройства.

Устройство 1 для управления и защиты содержит усилитель 2 сигнала рассогласования, первый вход которого подключен к источнику 3 опорного напряжения, второй вход - к выводу 4 для подключения выхода цепи обратной связи преобразователя к входу усилителя 5 сигнала защиты, а выход через резисторы 6 и 7 и диод 8 - к выходу усилителя сигнала защиты, точка соединения резистора 6 и диода 8 через резистор 9 связана с резистором 10, другим выводом подключенным к общей шине 11 выходом генератора 12 пилообразного тока и первым

СЬ

О

ю

4 О

ю

входом широтно-импульсного модулятора 13, ВТОРОЙ вход которого подключен к выводу 14 для подключения к выходу узла защиты преобразователя по току, а выход - к сигнальному входу узла 15 формирования выходных импульсов, синхронизирующий вход которого через задающий генератор 16 связан с генератором 12 пилообразного тока и синхронизирующим входом широтно- импульсного модулятора 13, а выходы подключены к выводам 17 и 18 для подключения к управляющим входам преобразователя, причем между выходом усилителя 5 сигнала защиты и управляющим входом задающего генератора 16 подключен узел 19 согласования сигналов. Кроме того, на фиг. 1 изображены основные силовые узлы ИВЭП с бестрансформаторным подключением к питающей сети: сетевой выпрямитель 20, вход которого подключен к первичной цепи электропитания с напряжением Uc, а выход - к силовому входу преобразователя 21, содержащего транзисторный инвертор 22, выход которого через узел 23 защиты преобразователя по току и выходной трансформатор 24 связан с выходным выпрямителем 25, причем выход узла 23 защиты преобразователя по току подключен первым выводом к выводу 14, а вторым - к общей шине 11.

На фиг.2 обозначены регулировочные характеристики усилителя 26 сигнала защи- ты.и усилителя 27 сигнала рассогласования, а также частоты 28 задающего генератора,

На фиг.З обозначены выходные сигналы 29 и 30 задающего генератора и генератора пилообразного тока соответственно, сигнал

31в точке соединения резисторов 6 и 9, ток

32в дросселе выходного фильтра, сигнал 33 узла защиты преобразователя по току, сигнал 34 на первом входе широтно-импульсно- го модулятора, выходной сигнал 35 широтно-импульсного модулятора, выходные импульсы 36 и 37 устройства управления, выходное напряжение 38 выходного трансформатора преобразователя, время 39.

Устройство работает следующим образом.

В режиме стабилизации выходного напряжения ИВЭП рабочая точка усилителя 2 сигнала рассогласования перемещается по участку В Г его регулировочной характеристики 27 (фиг.2). Выходное напряжение усилителя 5 сигнала защиты при этом остается постоянным (кривая 26 на фиг.2) и частота 28 задающего генератора 16 является стабильной. При повышении или понижении выходного напряжения ИВЭП с целью профилактических проверок питаемой аппаратуры или проверки функционирования защиты от перенапряжения по выходу регулировочная характеристика усилителя сигнала рассогласования смещается соответственно вправо или влево (пунктир на фиг,2). Как видно из фиг.2, при перемещении рабочей точки усилителя сигнала рассогласования по участкам Вт и П или В2 и Г2 частота 28 задающего генератора 16 также остается постоянной. Таким образом, устройство позволяет проектировать

унифицированные ряды ИВЭП, не предусматривая запасов по рабочей индукции маг- нитопровода выходного трансформатора и по емкости конденсаторов выходного фильтра.

Рассмотрим функционирование устройства в режиме ограничения коллекторных токов силовых транзисторов преобразователя с учетом времени рассасывания силовых транзисторов. До момента ц известное

устройство обеспечивает стабилизацию выходного напряжения ИВЭП.

Предположим, что в момент ti происходит короткое замыкание на выходе ИВЭП, приводящее к резкому увеличению тока

дросселя 32 и коллекторного тока открытого силового транзистора (сигнал 33 пропорционален величине указанного коллекторного тока). В момент равенства сигналов 33 и 34 (сигнал 34 представляет собой сумму сигналов 30 и 31) выходные сигналы широтно-импульсного модулятора (35) и устройства управления (36,37) становятся равными нулю и силовой транзистор должен закрыться. Однако, за счет наличия времени рассасывания силовой транзистор закрывается с за- паздыванием на время гр , что при коротком замыкании приводит к значительному увеличению как тока дросселя, так и его коллекторного тока. После запирания

транзистора ток дросселя 32 начинает спадать, причем скорость его спада при коротком замыкании значительно меньше скорости его нарастания.

В течение интервала времени ti-t2 paбочая точка усилителя сигнала рассогласования перемещается с участка ВГ на участок В Б, а рабочая точка усилителя сигнала защиты перемещается по горизонтальному участку его регулировочной характеристики

в сторону точки Д (фиг.2). В момент t2 выходные сигналы усилителей сигналов рассогласования и защиты становятся равными, диод 8 открывается и выход усилителя сигнала рассогласования шунтируется цепочкой, состоящей из резисторов 6 и 7, диода 8 и выходного сопротивления усилителя 5 сигнала защиты. Сигнал 31 с этого момента определяется участком 10 регулировочной характеристики 26 усилителя сигнала защиты. В устройстве перемещение рабочей точки усилителя сигнала защиты на участок ДО соответствует уменьшению частоты задающего генератора (фиг.З). Уменьшение сигнала 31 приводит к тому, что начиная с момента ta длительность открытого состояния силового транзистора преобразователя равна только времени его рассасывания гр . Из фиг.З видно, что при этом в устройстве частота преобразователя уменьшается настолько, что Aio Д1з, за счет чего обеспечивается постепенное уменьшение величины (к.макс, следовательно, снижение рассеиваемой на транзисторах мгновенной мощности.

Аналогичные процессы протекают в устройстве и в режиме пуска. Показанная на фиг.2 зависимость частоты задающего генератора от выходного напряжения ИВЭЛ может быть получена путем подключения входа узла воздействия на время задающую цепь задающего генератора только к выходу усилителя сигнала защиты (фиг.1), так как только в данной точке имеется сигнал (кри0

5

0

вая 26), характер изменения которого дол жен определять характер изменения частоты независимо от величины номинального выходного напряжения ИВЭП. Последнее обстоятельство позволяет также выполнять указанный узел воздействия нерегулируемым, так как его входной сигнал имеет один и тот же характер независимо от номинального выходного напряжения ИВЭП.

Формула изобретения

Устройство для управления и защиты преобразователя по авт. св. № 1577018, о- тличающееся тем. что, с целью повышения надежности путем уменьшения мощности, рассеиваемой на силовых транзисторах преобразователя в режимах пуска и перегрузки по току нагрузки, введен узел согласования сигналов, при этом задающий генератор выполнен управляемым и снабжен управляющим входом, подключенным через узел согласования сигналов к выходу усилителя сигнала защиты.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления и защиты стабилизирующего преобразователя. Цель изобретения - повышение надежности путем уменьшения мощности, рассеиваемой на силовых транзисторах преобразователя в режимах пуска и перегрузки по току нагрузки. Преобразователь, включающий сетевой выпрямитель, инвертор, узел защиты по току, трансформатор и выходной выпрямитель, управляется сигналом широтно-импульсного модулятора блока управления, содержащего источник опорного напряжения, усилители рассогласования и защиты, задающий генератор, генератор пилообразного сигнала, узел формирования выходных импульсов и узел согласования сигналов. В режимах пуска и перегрузки по току выходной сигнал усилителя защиты через узел согласования поступает на управляющий вход задающего генератора и уменьшает его частоту, что позволяет повысить надежность без ухудшения удельных массогабаритных показателей, определяемых достаточно высокой рабочей частотой преобразования. 3 ил.

Гг/

ивык

иг.1

Фиг. 2

go. П П ПQ

Ј

31

.5

Составитель В. Широков Редактор Н. Лазаренко Техред М.Моргентал

28

Г Г Г 2 Ч

.39

Ј

39

39

Корректор И. Муска