Преобразователь напряжения с защитой от перегрузок

(л. ЖЕН к эле я являных возимеет нееменна,еется вы й работу ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(21 ) (22) (46) (71) дарс кого стит промь (72) (53) (56) У 12А У 11 4232834/24-0723,04,8723.10.88, Бюл. 9 39Ворошиловградский филиал Госутвенного проектно-конструкторси научно-исследовательского инута по автоматизации угольнойппленностиВ.А.Серокуров и Н.С.Петунин.621,314,57:621.314.925.4(088.8)Авторское свидетельство СССР01821, кл. С 05 Г 1/569, 1984,вторское свидетельство СССР57626, кл. Н 02 М 3/335,Н 02 Н 7/12, 1982.,отехнике, Целью изобретенется расширение функционалможностей Если перегрузкабольшую величину и кратковна выходе компаратора 27 имсокий потенциал, раэрешающи задающего генератора 14, Если перегрузка продолжительна, то напряжение на выходе интегрирующей цепи 23возрастает настолько, что превьппаетпорог срабатывания компаратора 27.На его выходе появляется низкий потенциал, вследствие чего задающий генератор 14 прекращает работу, и силовые транзисторы 1 и 2 выключаются,11 ри срабатывании компаратора 27 ключевой элемент 25 закрывается. Разрядконденсатора интегрирующей цепи 23осуществляется через второй элементИЛИ 26 и входную цепь компаратора 27Когда напряжение на выходе интегрирующей цепи 23 станет ниже порога срабатывания компаратора 27, преобразователь автоматически включается вработу. Если возникшая перегрузкаимеет большую величину, при которойнапряжение на выходе делителя напряжения 20 превьппает.порог срабатывания компаратора 27, то выключениепреобразователя происходит мгновеннобез задержки.ил.Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано висточниках вторичного электропитанияустройств автоматики, вычислитель 5ной техники и др.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей,На чертеже представлена схема преобразователя напряжения с защитой от 1 Оперегрузок,Преобразователь, выполненный, например, по полумостовой схеме, содержит инвертор на силовых транзисторах1 и 2 с выходным трансформатором 3,ыходной выпрямитель 4 с фильтром 5,подключенным к нагрузке 6, параллельно которой присоединен узел 7 обратной связи, Управляющие переходы силовых транзисторов 1 и 2 через узлы 208 и 9 управления подключены к выходамселекторов 1 О и 11 импульсов, которыес помощью счетного триггера 12 и инвертора 13 осуществляют поочереднуюкоммутацию импульсов, вырабатываемых 25задающим генератором 14, на управляющие переходы силовых транзисторов 1и 2, Цепь обратной связи, образованной с входа нагрузки 6 через узел 7обратной связи, элемент 1 И-НЕ 15 иэлемент И 16, подключена к управляющему входу задающего генератора 14,В силовую цепь каждого из силовыхтранзисторов 1 и 2 включены датчики17 и 18 тока, выходы которых через35первый элемент ИЛИ 19 подключены к де.лителю 20 напряжения и блоку 21 сравнения, второй вход которого соединенс первым выходом источника 22 опор,ного напряжения. Выход блока 21 сравнения подключен к входу интегрирующей цепи 23 и через резистор 24 кпервому выводу ключевого элемента 25,второй вывод которого соединен с общей шиной источника питания схемы управления преобразователем не показан), Выходы делителя 20 напряженияи интегрирующей цепи 23 через второйэлемент ИЛИ 26 подключены к первомувходу компаратора 27, к второму входу которого подсоединен второй выходисточника 22 опорного напряжения, Выход компаратора 27 соединен с вторымвходом элемента И 16 и управляющимвходом ключевого элемента 25.Преобразователь работает следующимобразом,В нормальном режиме импульсы задающего генератора 4, имеющие малую длительность, поступают на входы счетного триггера 12 и инвертора 13, выходы которых подключены к соответствующим входам селекторов 1 О и 11, Благодаря такому соединению на вьходеселекторов 1 О и 11 поочередно появляются импульсы, пауза между которымиравна длительности импульса задающегогенератора 14. С выходов селекторов1 О и 11 импульсы через узлы 8 и 9 управления поступают на управляющие переходы силовых транзисторов 1 и 2,которые поочередно открываются, подключая первичную обмотку выходноготрансформатора 3 к источнику входногонапряжения. Импульсы напряжения, снимаемые со вторичной обмотки силовоготрансформатора 3, выпрямляются выпрямителем 4, и через фильтр 5 выпрямленное и отфильтрованное напряжениепоступает на нагрузку 6.Напряжение, снимаемое с датчиков17 и 18 тока, включенных в силовыецепи силовых транзисторов 1 и 2, ловдается через первый элемент ИЛИ 19на делитель 20 напряжения и на первый вход блока 21 сравнения. При отсутствии перегрузок на выходе блока21 сравнения сигнала нет, а, следовательно, и на выходе интегрирующейцепи 23 сигнал отсутствует. Напряжение, поступающее с выхода делителя20 напряжения через второй элементИЛИ 26 на первый вход компаратора 27,меньше опорного напряжения, поступающего на второй вход компаратора свторого выходаисточника 22 опорного напряжения, поэтому на выходе компаратора 27 имеется высокий потенциал,поступающий на второй вход элементаИ 16 и разрешающий работу задающегогенератора 14,При увеличении тока, проходящего через силовые транзисторы 1 и 2, напряжение на выходе датчиков 17 и 18 тока соответственно возрастает, Когда оно превысит порог срабатывания блока 21 сравнения, который задается уровнем напряжения на первом выходе источника 22 опорного напряжения, на выходе блока 21 сравнения появляются импульсы напряжения, соответствующие импульсам тока через силовые транзисторы 1 и 2. Эти импульсы поступают на вход интегрирующей цепи 23 и через резистор 24 на первый вывод нормально замкнутого ключевого элемента 25, Таким образом, в продолжение импульсапроисходит заряд конденсатора интегрирующей цепи 23, а во время паузы -его разряд через резистор 24 и ключе 5вой элемент 25. Если перегрузка имеетнебольшую величину и кратковременна,то напряжение на выходе интегрирующейцепи 23 не достигает порога срабатывания компаратора 27, задаваемого уров Онем напряжения на втором выходе источника 22 опорного напряжения, и навыходе компаратора 27 сохраняется высокий потенциал. Если перегрузка продолжительна, то напряжение на выходе интегрирующей цепи 23 возрастаетнастолько, что превышает порог срабатывания компаратора 27, На его выходепоявляется низкий потенциал, а следовательно, и на выходе элемента И 6, 20вследствие чего задающий генератор14 прекращает работу, и силовые транзисторы 1 и 2 выключаются. При срабатывании компаратора 27 его выходнойсигнал снимается и с управляющего вхо 25да ключевого элемента 25, который закрывается, Поэтому разряд конденсатора интегрирующей цепи 23 через резистор 24 прекращается и до обратногопереключения компаратора 27 осущест Овляется только через второй элементИЛИ 26 и входную цепь комдаратора,Когда напряжение на выходе интегрирующей цеди 23 станет ниже дорога срабатывания компаратора 27, преобразователь автоматически включается в35работу. Если возникшая перегрузка имеет большую величину, при которой напряжение на выходе делителя напряжения 20 превышает порог срабатываниякомпаратора 27, то выключение преобразователя (срабатывание защиты) происходит мгновенно, без задержки. Приэтом, как и при малых перегрузках,происходит заряд конденсатора интегрирующей цепи 23 при срабатыванииблока 21 сравнения и запирание ключевого элемента 25. После прекращенияимпульсной работы преобразователявследствие срабатывания защиты пере 50грузка снимается, но преобразовательвключается в работу только после разряда конденсатора интегрирующей цепи23 через второй элемент ИЛИ 26 и входную цепь компаратора 27, Выбор соот-,ношения элементов цепи позволяет по 55лучить желаемое время задержки включения преобразователя в работу послеперегрузки,Соотношения между фиксируемыми малыми и максималтными перегрузками иих величина задаются уставкай пороговсрабатывания блока 21 сравнения икомпаратора 27, т.е.,напряжениями напервом и втором выходах соответственно источника 22 опорного напряжения,Для правильной рабаты устройства порог срабатывания блока 21 сравнениявсегда должен быть ниже порога срабатывания компаратора 27,Выход компаратора 27 может быть ииспользован для отключения преобразователя при его перегрузке от источника входного напряжения, Однако быстродействие защиты позволяет исключитьвыход транзисторов из строя при перегрузке, в том числе и при короткомзамыкании в цепи нагрузки, и производить автоматическое повторное включение преобразователя неограниченное количество раз,Предлагаемая схема защиты можетбыть применена как в полумостовых,так и в однотактных, двухтактных имостовых Преобразователях с использованием соответствующего количествадатчиков тока (по количеству силовыхтранзисторов),Применение предлагаемого преобразователя напряжения с защитой от пе"регрузок обеспечивает, таким образом,мгновенное его отключение при большихперегрузках, и с выдержкой времени -при малых, но длительных перегрузках,а также автоматическое повторноевключение по истечении выдержки времени, что расширяет функциональныевозможности защиты.ф о р м у л а изобретенияПреобразователь напряжения с защитой от перегрузок, содержащий транзисторный инвертор с трансформаторным выходом, управляющие входы силовых транзисторов которого через узлы управления соединены с выходами селекторов импульсов, триггер, задающий генератор, датчик тока, включенные по одному в силовую цепь каждого из силовых транзисторов, резистор, выходной выпрямитель с фильтром, подключенный к узлу обратной связи и предназначенный для подключения к нагрузке, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональСоставитель О.МещеряковаТехред Л,Кравчук Корректор Н,Король Редактор С.Патрушева Заказ 5451/50 Тираж 666 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Иосква, Ж, Раушская наб д, 4/5Подписное Производственно-полиграФическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 5 й 326 ных воэможностей защиты, в него введены элемент И-НЕ, элемент И, делитель напряжения, первый и второй элементы ИЛИ, компаратор, источник опорного напряжения, блок сравнения, ключевой элемент, интегрирующая цепь и инвертор, а триггер выполнен со счетным вхоцом, причем первые входы первого и второго селекторов импульсов подключены соответственно к прямому и инверсному выходам триггера, выполненного со счетным входом, а вторые - к выходу инвертора, входы триггера, инвертора и первый вход элемента И-НЕ соединены с выходом задающего генератора, вход которого подключен к выходу элемента И, выход узла обратной связи соединен с вторым входом элемента И-НЕ, выход которого подключен к 91 бпервому входу элемента И, выходы датчиков тока подключены через первыйэлемент ИЛИ к делителю напряжения ипервому входу блока сравнения, к второму входу которого подсоединен первый выход источника опорного напряжения, а выход блока сравнения подключен к входу интегрирующей цепи и через резистор к первому выводу ключевого элемента, второй вывод которогосоединен с общей шиной, выходы интегрирующей цепи и делителя напряжениячерез второй элемент ИЛИ подключенык первому входу компаратора, второйвход которого соединен с вторым выходом источника опорного напряжения, авыход - с управляющим входом ключевого элемента и с вторым входом элемента И,