Стабилизированный блокинг-генератор с защитой Советский патент 1993 года по МПК H02M3/335 H02H7/10 

ел С

Сущность изобретения: В блокинг-гене- раторе с защитой, содержащем обмотку обратной связи, выпрямитель положительных импульсов обмотки управления 14, источник опорного напряжения 17, схему сравнения 18, схему форсированного закрывания выходного транзистора, устройство определения неблагоприятного режима работы выполнено на первом диоде 1, первом резисторе 2, конденсаторе 3, делителе, состоящем из второго 4 и третьего 5 резисторов и второго диода 6. Такая схема позволяет в зависимости от величины напряжения сети питания и времени, пока открыт выходной транзистор 7, формировать напряжение управления ключевым элементом для срыва колебаний при неблагоприятных режимах - пониженном напряжении питания и холостом ходе в нагрузке. 1 ил.

Изобретение относится к импульсным источникам питания и может найти применение в устройствах электропитания узлов автоматики, средств связи, телевизионной техники.

Известен блокинг-генератор, схема защиты которого содержит пороговое устройство на транзисторе, транзисторный ключ для отключения схемы запуска, транзисторный ключ для выключения блокинг-ге нера- тора.

Недостатком схемы являются: сложность реализации; невозможность перезапуска после срыва блокинг-процесса при кратковременных перегрузках; невозможность запуска при плавном нарастании напряжения питания.

Известен также блокинг-генератор (прототип) с защитой, основанной на ограничении диапазона регулировки в базе ключевого транзистора. Недостаток данной схемы -нет защиты ключевого транзистора при пониженном напряжении, когда транзистор из ключевого режима переходит в активный и, даже при непродолжительной работе, может быть разрушен.

Цель изобретения - повышение надежности путем обеспечения защиты от понижения напряжения питания и холостого хода в нагрузке за счет более точного определения границ неблагоприятных режимов работы и периодического срыва блокинг- процесса с задержкой повторного запуска.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизированный блокинг-генератор с защитой, содержащий трансформатор с обмотками управления, возбуждения, коллекторной обмоткой и обмоткой нагрузки,

VI 00 О О

Ј

ключевой транзистор, коллектор которого -через коллекторную обмотку трансформатора подключен к клемме для подключения положительного вывода источника питания, а эмиттер подключен.к общей шине и, через обмотку управления и выпрямитель поло- жительных импульсов обмотки управления, подключен к одному входу схемы сравнения, к другому входу которой подключен источник опорного напряжения, при этом выход блока сравнения подключен к управляющему электроду тиристора, анод которого через первый конденсатор подключен к базе ключевого транзистора, а через первый диод подключен к нач.алу обмотки.возбуждения, подключенному к катоду второго диода, анод которого через первый резистор подключен к эмиттеру ключевого транзистора, причем второй диод зашунтирован вторым конденсатором, а конец обмотки возбуждения соединен с базой ключевого транзистора непосредственно, ас клеммой для подключения положительного вывода источника.питания через резистор запуска, введены второй и третий резисторы, отключающий диод и интегратор, включающий последовательно соединенные диод, рези- . стор и конденсатор, свободный вывод к рто- рого подключен к общей шине, причем катод диода интегратора использован в ка- честве входа интегратОра и подключен к началу обмотки управления, общая точка .резистора и конденсатора интегратора использована в качестве выхода интегратора и подключена к одному выводу второго резистора, другой вывод которого подключен к одному выводу третьего резистора и аноду отключающего диода, при этом другой вывод третьего резистора подключен к одному входу схемы сравнения, катод отключающего диода подключен.к управляющему электроду тиристора. катод которого соединен с общей шиной.

На чертеже представлен заявляемый блокинг-генератор.

Схема содержит цепочку защиты, состоящую из интегратора, выполненного на диоде 1, резисторе 2 и конденсаторе 3; резисторного делителя 4,5 и отключающего диода 6; имеется блокинг-генератор, образованный, ключевым транзистором 7 и трансформатором 8 с коллекторной обмоткой 9, обмоткой возбуждения 10, резистором 11, диодом 12 и конденсатором 13; кроме того,схема содержит обмотку управления.14, выпрямитель положительных импульсов обмотки обратной связи, состоящий из диода 15 и конденсатора 16, источник опорного напряжения 17, схему сравнения 18. диод 19. конденсатор 20.тиристор 21. В схему также входят резистор .запуска 22, обмотка нагрузки 23 трансформатора 8, диод 24, конденсатор 25. нагрузка 26,.. ,

Принцип работы опйсываемого-устрой- ства основан на накоплении энергии в магнитном поле трансформатора 8 при протекании коллекторного тока транзистора 7 и последующей отдачи накопленной

энергии в нагрузку после закрывания ключевого транзистора 7.

В установившемся режиме блокинг- процесса стабилизация выходного напряжения, обеспечивается регулированием

момента закрывания ключевого транзисто- ра 7 отрицательным напряжением конденсатора 20 при открывании тиристора 21. Момент открывания тиристора 21 определя- .е тся. схемой сравнения 18, сравнивающей

эталонное напряжение источника опорного напряжения 17 с положительным напряжением обмотки управления 14, выпрямленным диодом 15 и.конденсатором 16. Таким образом схема осуществляет стабилизацию

выпрямленного напряжения обмотки управления 14, но, так как фазность включения обмотки управления 14 и обмотки нагрузки 23 одинакова, то в схеме осуществляется групповая стабилизация,, поддер-живающая постоянным напряжение на нагрузке 26. .

Как видно из схемы включения обмоток .трансформатора 8, выпрямленное положительное напряжение обмотки управления

14 пропорционально выходному напряжению, а амплитуда импульсов отрицательного напряжения прямо пропорциональна напряжению питания схемы.

Импульсы отрицательного напряжения

обмотки управления 14 выпрямляются дио- . дом 1 и через резистор 2 заряжают конденсатор 3. Постоянная времени цепи резистор 2 - конденсатор 3 выбрана так, что отрицательное напряжение на конденсаторе 3 зависит как от амплитуды отрицательных импульсов обмотки управления 14, так и от., длительности этих импульсов, равной времени накопления энергии в магнитном поле . трансформатора 8.

В номинальном режиме работы схемы отрицательное напряжение конденсатора 3 и положительное напряжение конденсатора 16 при помощи делителя резистор 5 резистор 4 создают на аноде диода 6 отри- . цательное напряжение. Так как на катоде диода 6 напряжение не может быть меньше нуля, то обратно смещенный диод 6 исключает влияние схемы защиты на работу бло- кинг-генератора.

При понижении входного напряжения питания ниже допустимого уровня уменьшается амплитуда отрицательных импульсов, снимаемых с обмотки управления 14, что приводит к уменьшению абсолютного значения отрицательного напряжения на конденсаторе 3 и появлению положительного открывающего напряжения на аноде диода 6. Через резистор 5 и открытый диод 6 ток от выпрямителя положительных импуль- сов обмотки управления 14 подается на управляющий электрод тиристора 21, что приводит к открытию тиристора 21 и срыву блокинг-процесса.

Порог срабатывания схемы защиты оп- ределяется делителем резистор 4 - резистор 5, а длительность паузы в работе схемы определяется временем разряда конденсатора 16 через резистор 5, диод 6, управляющий электрод тиристора 21.

Режим работы блокинг-генератора в момент включения близок к работе в режиме к.з.. так как обмот ка нагрузки 23 шунтируется разряженным конденсатором 25, Это приводит к тому, что номинальное по- ложительное напряжение на конденсаторе 16 устанавливается с задержкой. Задержка установления отрицательного напряжения на конденсаторе 3 определяется постоянной времени цепи резистор 2, конденсатор 3. Поскольку задержка появления отрицательного напряжения на конденсаторе 3 сделана меньше задержки появления положительного напряжения на конденсаторе 16, то при запуске блокинг-генератора диод 6 оказывается обратносмещенным отрица- тельным напряжением на его аноде и схема защиты не влияет на блокинг-процесс.

В режиме холостого хода схема сравнения, стремясь поддержать выходное напря- жение на .конденсаторе 16 и, следовательно, на конденсаторе 25 неизменным, уменьшает время накопления энергии в магнитном поле трансформатора , 8. Вследствие уменьшения длительности от- рицательных импульсов обмотки управления 14, выпрямленных диодом 1, абсолютное значение отрицательного напряжения на конденсаторе 3 уменьшается до значения, при котором диод б открывает- ся иток разряда конденсатора 16 через резистор 5. диод 6 открывает тиристор 21, срывая тем самым блокинг-процесс на время разряда конденсатора 16. Прерывный режим работы блокинг-генератора при хо- лостом ходе исключает перенапряжение на конденсаторах фильтров нагрузок.

Таким образом, использование изменения амплитуды отрицательных импульсов

обмотки обратной связи трансформатора для выявления режима пониженного напряжения питания и изменения длительности этих импульсов для определения режима холостого хода позволяет повысить надежность работы блокинг-генератора и упростить его схему.

Формула и з о б р е т.е н и я Стабилизированный блокинг-генератор с защитой, содержащий трансформатор с обмотками управления, возбуждения, коллекторной обмоткой и обмоткой нагрузки, ключевой транзистор, коллектор которого через коллекторную обмотку трансформатора подключен к клемме для подключения положительного вывода источника питания, а эмиттер подключен к общей шине и через обмотку управления и выпрямитель положительных импульсов обмотки управления подключен к одному входу блока сравнения, к другому входу которого подключен источник опорного напряжения, при этом выход блока сравнения подключен к управляющему электроду тиристора, анод которого через первый конденсатор подключен к базе ключевого транзистора, а через первый ди- од подключен к началу обмотки возбуждения, подключенному к катоду второго диода, анод которого через первый резистор под-, ключей к эмиттеру ключевого транзистора, причем второй диод зашунтирован вторым конденсатором, а конец обмотки возбуждения соединен с базой ключевого транзистора непосредственно, а с клеммой для подключения положительного вывода источника питания через резистор запуска, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем обеспечения защиты от понижения-напряжения питания, в него введены второй и третий резисторы, отключающий диод и интегратор, включающий последовательно соединенные диод, резистор и конденсатор, свободный вывод которого подключен к общей шине, причем катод диода интегратора использован в качестве входа интегратора и подключен к началу обмотки управления, общая точка резистора и конденсатора интегратора использована в качестве выхода интегратора и подключена к одному выводу второго резистора, другой вывод которого подключён к одному выводу третьего резистора и аноду, отключающего диода, при этом другой вывод третьего резистора подключен к одному входу блока сравнения, а катод отключающего диода подключен к управляющему электроду тиристора, катод которого соединен с общей шиной.