Устройство для защиты транзисторного преобразователя постоянного напряжения от перегрузок Советский патент 1992 года по МПК H02H7/12 

(Л

С

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повышение быстродействия устройства для защиты транзисторного преобразователя постоянного напряжения. В предложенном устройстве формирование сигнала перегрузки осуществляется компенсационным выделителем постоянной составляющей импульсного тока, образованным полуобмотками 4, 5 трансформатора 3 и элементами 6-12, обладающим и повышенным быстродействием, что способствует повышению быстродействия устройства. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты источников вторичного электропитания.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства для защиты транзисторного преобразователя постоянного напряжения от перегрузок.

На фиг. 1 изображена схема транзисторного преобразователя постоянного напряжения с устройством для защиты от перегрузок; на фиг.2 - векторная диаграмма, поясняющая работу устройства.

Устройство для защиты транзисторного преобразователя от перегрузок (фиг.1) содержит включенный последовательно в силовую цепь преобразователя 1 датчик тока

2,трансформатор гальванической развязки

3,вторичные обмотки 4 и 5 трансформатора 3, соединенные с нагрузочными резисторами 6 и 7 через выпрямительные диоды 8 и 9 соответственно. Между катодом диода 8 и

анодом диода 9 включена цепочка из последовательно соединенных резистора 10, конденсатора 11, резистора 12. причем точка соединения резистора 10 и конденсатора 11 присоединена ко входу дифференциального усилителя 13. На другой вход усилителя 13 подается опорное напряжение, а выход соединен с управляющим входом узла управления 14 преобразователя 1. Выход преобразователя 1 подключен к нагрузке 15.

Устройство для защиты транзисторного преобразователя от перегрузок работает следующим образом.

При отсутствии перегрузок по току в цепи нагрузки длительность импульсов управления силовым транзистором преобразователя постоянного напряжения определяется только узлом управления 14 (фиг.1). Выходное напряжение дифференциального усилителя 13 не оказывает влияние

vi ю о

кэ ы

а работу узла управления 14. 8 случае возикновения перегрузки по току уровень наряжения, пропорциональный постоянной оставляющей тока силового транзистора, а выходе компенсационного выделителя постоянной составляющей импульсного тока силового транзистора, в состав которого вхоДят вторичные обмотки 4 и 5 трансформатора 3, выпрямительные диоды 8 и 9, резисторы 6, 7, 10, 12 и конденсатор 11 становится соизмеримым с заданным значением напряжения сравнений на первой входе усилителя 13. Разностный сигнал усиливается усилителем 13 и, воздействуя на узел управления 14, ограничивает длительность импульсов управления силовым тран- зис.трром, препятствуя тем самым возрастанию тока, протекающему через его силовые электроды.

В основу работы компенсационного вы- делител постоянной составляющей импульсного тока силового транзистора положено следующее. Входным напряжением выделителя является парафазное переменное напряжение с обмоток А и 5 трансформатора 3.

Это напряжение пропорционально им- пульсному току через силовой транзистор преобразователя и не содержит постоянной составляющей,

На резисторах 6 и 7 выделяется сигнал, который уже содержит постоянную состав-. ляющую, причем резисторы 6 и 7 являются элементами измерительного моста переменного тока, включающего а себя также резисторы 10, 12 и конденсатор 11, который возбуждается этим же сигналом. По переменному току измерительный мост является сбалансированным, что достигается выполнением равенства R6 х R12 R7 х R10. Выполнение этого равенства достигается полное компенсационное подавление напряжений пульсаций в выходном сигнале. Условием выделения постоянной составляющей является раз балзнсировка измерительного моста по постоянному току, что достигается включением конденсатора 11 последовательно с резистором 12. Входным напряжением усилителя сигнала рассогласования 13 является напряжение, снимаемое с диагонали измерительного моста.

На фиг.2 представлена векторная диаграмма, поясняющая принцип работы компенсационного выделителя постоянной составляющей импульсного тока силового транзистора преобразователя постоянного напряжения. Индексы соответствуют обозначениям элементов на фиг.1.

Напряжение на резисторах б и 7 совпадает по фазе с напряжением на выходе

трансформатора гальванической развязки 3. Под действием напряжения Ue и U (Ue и U - падение напряжения соответственно на резисторах 6 и 7) в цепи элементов 10.11

и 12 протекает ток ho, опережающий по фазе это напряжение на угол р. Напряжение на резисторе 10 (Uio) по фазе совпадает с током Но, а напряжение на конденсаторе 11 (Uц) отстает от тока ho на 90°. Вектор входного напряжения усилителя сигнала рассогласования ивых совпадает по фазе с проходящим через точки А, О. Б вектором Un и отстает от вектора входного напряжения компенсационного выделителя (направление, совпадающее с векторами Ue и U) на угол у 90°. Этим объясняется более высокое быстродействие устройства защиты транзисторного преобразователя постоянного напряжения от перегрузок по сравнению с прототипом, где задержка прохождения сигнала в канале защиты от перегрузок определяется фазовым сдвигом между вектором напряжения на выходе трансформатора гальванической развязки и

вектором напряжения на входе усилителя сигнала рассогласования, который равняется у 90°, так как параллельно входу усилителя сигнала рассогласования включен конденсатор.

Формула изобретения

Устройство для защиты транзисторного преобразователя постоянного напряжения от перегрузок, снабженного блоком управления, содержащее датчик тока, предназнэценный для последовательного включения в цепь первичной обмотки выходного трансформатора преобразователя и соединенный с первичной обмоткой трансформатора гальванической развязки, дифференциальный усилитель, один из входов которого соединен с источником опорного напряжения, а выход предназначен для подключения к управляющему входу блока управления преобразователя, отличающееся тем,что,

с целью повышения быстродействия, введены два диода, четыре резистора и конденсатор, вторичная обмотка трансформатора гальванической развязки снабжена средним выводом, соединенным с шиной нулевого потенциала дифференциального усилителя и первыми выводами первого и второго резисторов, крайние выводы вторичной обмотки трансформатора гальванической развязки соединены соответственно

с анодом первого и катодом второго диодов, другими электродами подключенных к вторым выводам соответственно первого и второго резисторов, при этом катод первого диода соединен с вторым входом дифференФиг.1