Преобразователь напряжения с защитой от перегрузки Советский патент 1981 года по МПК H02H7/10 H02M1/18 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в преобразователях напряжения. Известен преобразователь напряжения, состоящий из автогенератора и усилителя мощности l. Недостатком преобразователя является низкая надежность. Известен транзисторный преобразователь, содержащий автогенератор и блок запуска на двухбазовом диоде f 2 Недостатком известного преобразователя является малая, величина выходной мощности. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является преобразователь напряжения с защитой от перегрузки и короткого зaмыкaни, содержащий автогенератор с двумя вхо дами, усилитель мощности с выходным трансформатором, средняя точка которого подключена к первой шине питания и к первому входу автогенератора, выход которого подключен к управ лякяцему входу усилителя мощности, и вторую шину питания Сз. ; Недостатком устройства является низкая надежность вследствие снижения чувствительности, защиты при увеличении числа выходов преобразователя. Цель изобретения - повышение надежности преобразователя напряжения. Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено генерггторои импульсов, ключевым блоком, двумя диодами, конденсатором и резистором, причем генератор импульсов входами подключен к шинам питания, выходом к управляющему входу ключевого блока, включенного между вторым входом автогенератора общей точкой цепочки из последовательно соединенных конденсатора и резистора, подключенной конденсатором к первой, а резисторсм1( ко второй шине пита-. ния, второй вход автогенератора подключен к точке соединения одних одноименных электродов диодов, другие электроды которых подключены соответственно к началу я концу первичной обмотки трансфо1 «атора усилителя мощности. Устройство также снабжено третьим диодом, а генератор импульсов запрещающим входом, подключенным через третий диод ко второму входу автогенератора. На фиг.1 представлена схема преобразователя; на фиг.2 - изменение

напряжения ключевого блока во времени; на фиг.З - схема выполнения ключевого транзистора блока.

Преобразователь напряжения с защитой от перегрузки содержит генератор 1 импульсов, ключевой блок 2, автогенератор 3, усилитель 4 мощности с выходным трансформатором 5, диоды 6-8, конденсатор 9 и резистор 10 Причем выход генератора 1 импульсов соединен с управлякицим входом ключевого блока 2, включенного между первым входом автогенератора 3 и общей точкой цепочки из последовательно соединенных конденсатора 9 и резистора 10, подключаемой к питающим шинам второй вход автогенератора подключен к точке соединения одних одноименных электродов диодов 6 и 7, другие электроды которых подключены соответственно к началу и концу первичной обмотки трансформатора 5 усилителя 4 мощности.

Преобразователь напряжения с защитой от перегрузки работает следующим образом.

При подаче питания на преобразователь ключевой блок 2 заперт, на автогенератор 3 питания не поступает, генерации нет, не работает усилитель 4 мощности. Заперты диоды 6 и 7. Через время Tj- (период повторения импульсов генератора 1) на вход ключевого блока поступают импульсы управления амплитудой Up,, . Но одновременно через RC-цепь 9 и 10 на вход ключевого блока поступает и напряжение питания с обратным знаком.

График напряжения U на входе ключевого блока 2 приведен на фиг.2,, где ив)д- напряжение включения ключевого блока 2; Е - напряжение питания; Т - время задержки включения ключевого блока 2.

По мере заряда конденсатора 9 влияние этого напряжения уменьшается и при достижении напряжением значения Цр ключевой.блок отпирается. Напряжение зар5адившегося конденсатора 9 оказывается приложенным ко вхоДс1М автогенератора. Появляется генерация возбуждается усилитель 4.

На первичной обмотке трансформатора 5 усилителя 4 мснцности появляется напряжение, имеющее форму меандра и амплитуду примерно равную напряжению питания. Это напряжение попеременно открывает оба диода 6, 7 и обеспечивает питание автогенератора.

При этом напряжение с ключевого блока 2 снимается и он.запирается. При возникновении короткого замыкания или значительной перегрузки на выходе преобразователя увеличивается падение напряжения на транзисторах усилителя 4 мощности.

Амплитуда напряжения на первичной обмотке трансформатора 5 падаех, а значит падает и напряжение питания

автогенератора, что вызывает уменьшение амплитуды его выходного сигнала.

Транзисторы усилителя мощности выходят из насыщения, падение напряжения на них увеличивается,следовательно, еще сильнее уменьшается напряжение на трансформаторе 5. Обратная связь приводит к быстрому отключению питания автогенератора 3 и следовательно к срыву генерации и отключению усилителя 4 мощности. Диод 8 препятствует генерации в то время когда преобразователь работает нормально и запускающий импульс поступает на питание автогенератора 3 только через время Tj после срыва генерации, что предотвращает запуск автогенератора во время перегрузки.

Выполнение ключевого блока 2 на тиристоре позволяет наиболее полно использовать заряд конденсатора 9 и просто реализовать задержку включения до полного его заряда. В этом случае, когда применение тиристора невозможно вследствие жесткости внешних воздействующих факторов, ключевой блок выполняется на транзисторном аналоге тиристора или на транзисторе (фиг.З), содержащем транзистор 11, диоды 12 и 13 и резистор 14. Работа этого устройства отличается от работы тиристорного ключевого блока Длительность входного импульса с генератора 1 должна быть достаточной, чтобы возбудился автогенератор 3, так как транзистор - жесткий ключ по сравнению с тиристором. Обратное напряжение база - эмиттер транзистора не должно превышать нескольких вольт, что и обеспечивается включением диода 13 в соответствующую точку R9. Имеющий большое сопротивление резистор 14 обеспечивает запирание транзистора, но не позволяет возникнуть дополнительному зарядному току конденсатора 9, который нарушил бы режим работы генератора импульсов 1 и ключевого блока 2. Диод 12 обеспечивает прохождение запускающего импульса на транзистор 11.

Применение предлагаемого изобретения позволяет повысить надежность преобразователя.

Формула изобретения

1. Преобразователь напряжения с защитой от перегрузки, содержащий автогенератор с двумя входами, усилитель мощности с йыходным 7рансформатором, средняя точка первичной обмотки которого подключена к первой шине питания и к первому входу автогенератора, выход которого подключен к управляющему входу усилителя мощности, и вторую шину питания, о т личающееся тем, что, с целью пов лиения надежности, он снабжен генератором импульсов, ключевым блоком, двумя диодами, конденсатором и резистором, причем генератор импул сов входами подключен к шинам питани шлходом к управляющему входу ключевого блока, включенного между вторым входом автогенератора и общей точкой цепочки из последовательно соединенных конденсатора и резистора, подключенной конденсатором к первой шине питания, резистором - ко второй шине питания, второй вход автогенератора подключен к точке соединения одних одноименных электродов диодов, другие электроды которых подключены соответственно к началу и концу первичной обмотки трансформатора усилителя мощности. I 2, Устройство ПОП.1, отли,4 а ю щ е.е с я тем, что оно снабже но третьим диодом, а генератор импульсов запрещающим входом, подключенным через третий диод ко второму входу автогенератора. 3. Устройство ПОП.1, отличающееся тем, что ключевой блок выполнен на транзисторе, двух диодах и резисторе, а резистор преобразователя напряжения выполнен в виде двух последовательно соединенных резисторов, общая точка которых через первый диод ключевого блока соединена с, базой транзистора и через встречно включенный второй диод и параллельно включенный с ним резистор ключевого блока - с выходом генератора импульсов, коллектор транзистора соединен со вторым входом автогенератора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Исаев Э.А. Полупроводниковые преобразователи напряжения. М., Воениздат, 1962, с.71,83. 2.Авторское свидетельство СССР 494888, кл. Н 02 М 7/537, 1977. 3.Китаев В.Е., Левинзон С.В.. лектрическая защита полупроводни- овых источников питания. М., Связь, 977, с.102, 103, 107.