Преобразователь напряжения с защитой от асимметрии

ОЮЗ СОВЕ ГСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКИЕСПУБЛИК 9) ъ287 02 М 3/33 ИСАНИЕ ИЗОБРЕЕНИ ОЭ ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОбРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОУУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Московский инструментальный заво(56) Авторское свидетельство СССРВ 1267560, кл. Н 02 М 3/337, 1985.Авторское свидетельство СССРМ 1374367, кл, Н 02 М 3/337, 1985.(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯЗАЩИТОЙ ОТ АСИММЕТРИИ(57) Использование: вторичные источники электропитания. Сущность изобретения: преобразователь напряжения с защитой от асимметрии содержит двухтактный усилитель мощности на транзисторах, задающий генератор 1 прямоугольных импульсов, блок логической обработки управляющих сигналов 2, пороговое устройство 2. Введение в пороговое устройство 9 формирователя 3, ключа 4, конденсатора, повторителя 5, сумматора-ограничителя 6, компаратора 7, О-: триггера 8 обеспечивает ограничение длительности проводящего состояния транзистороа, 2 ил.5 10 15 20 25 30 40 50 Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в источниках питания радиоэлектронной аппаратуры,Известны преобразователи, в которых имеются устройства для устранения режима несимметрии работы выходного трансформатора, содержащие широтно-импульсный модулятор, генератор пилообразного напряжения, задающий генератор, селектор, делитель частоты, усилитель, трансформаторы регулируемого инвертора, выпрямитель, фильтр, суммирующее устройство, датчик несимметрии,К датчику несимметрии подключен выпрямитель, фильтр, коммутаторы и компаратор.Недостатком известнь 1 х схем симметрирования является их сложность. Эти схемы, также обладают низким быстродействием из-за наличия интегрирующих цепей; симметрирование осуществляется только в установившемся режиме,Известны также преобразователи, в которых имеются устройства для устранения режима несимметрии работы выходного трансформатора, обладающие более высоким быстродействием, в которых измеряется мгновенное значение токов силовых транзисторов и при увеличении тока выше определенного. значения устройство отключает силовые транзисторы в сэмом начале возникновения несимметрии,Известные устройства содержат генератор прямоугольных импульсов, широтно- импульсный модулятор, блок логической обработки управляющего сигнала, двухтактный усилитель мощности, силовые транзисторы которого подключены к первичной обмотке силового трансформатора, датчика тока и пороговый элемент.Существенным достоинством устройств симметрирования этих преобразователей является простота их схемных решений и высокое быстродействие;Наиболее близким из известных устройств по своей технической сущности и достигаемому результату является устройство поавт. св. М 1374367.Однако недостатком прототипа является то, что устройство измерения несимметрии эффективно работает при номинальном токе преобразователя.Целью предлагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей путем защиты преобразователя от срабатывания по ложным сигналам,Указанная цель достигается техническим решением, представляющим собой устройство, в которое введены конденсатор,повторитель, триггер выполнен в виде О- триггера и снабжен входами синхронизации и сброса, компаратор снабжен стробирующим входом, причем выход формирователя соединен с управляющим входом ключа, входом синхронизации О-триггера и стробирующим входом компаратора, другой вывод ключа соединен с конденсатором, последний одним выводом подключен к общему выводу, а другим - к входу повторителя, выход которого соединен с первым входом сумматора, выходом подключенного к первому входу компаратора, выходом соединенного со входом сброса О-триггера,На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого преобразователя напряжения с защитой от асимметрии.На фиг, 2 представлены временные диаграммы работы преобразователя.Преобразователь напряжения с защитой от асимметрии (фиг. 1) содержит задающий генератор 1, выход которого соединен с первым входом блока логической обработки управляющих сигналов 2, выходы которого соединены с эмиттерэми и базами транзисторов ЧТ 1 и ЧТ 2 двухтактного усилителя мощности преобразователя, коллекторы транзисторов подключены к соответствующим выводам первичной обмотки выходного трансформатора; к вторичной обмотке трансформатора подключена нагрузка Ян, в цепь эмиттеров транзисторов ЧТ 1, ЧТ 2 относительно нулевого проводаисточника питания преобразователя Ол включен реэисторный датчик тока ДТ; выход генератора 1 соединен также с входом формирователя 3, выход которого подключен к управляющему входу электронного ключа 4. Вход электронного ключа 4 соединен с датчиком тока ДТ, Выход ключа 4 соединен с конденсатором С и со входом повторителя 5. Выход повторителя 5 соединен с одним из входов сумматора 6, на второй вход сумматора 6 подключен источник опорного напражения. Выход сумматора 6 соединен с одним иэ входов компэрэтора 7, выход которого соединен со входом ".сброс" триггера 8, Выход триггера В соединен со входом 2 блока логической обработки управляющих сигналов 2.Выход формирователя 3 соединен со входом стробировэния компарэтора 7 и входом синхронизации триггера 8. Второй вход кампаратора 7 соединен с датчиком тока 55 ДТ.Элементы 3, 4. 5, 6, 7, 6 соединены между собой, представляют пороговое устройство 9, имеющее вход 1 и вход 2,Преобразователь работает следующимобразом.50 55 Тактовая частота задающего генератора прямоугольных импульсов 1 (фиг. 2 а) поступает на вход 1 блока логической обработки управляющих сигналов 2, где она преобразуется в два напряжения, сдвинутых относительно друг друга на период частоты задающего генератора с соответствующей паузой. исключающей перекрытие транзисторов, и с выхода 1 и выхода 2 (фиг, 2 б, в) подаетсл на базовые переходы транзисторов Л 1 и ЧТ 2 (относительно выхода "общий" ),Если асимметрии в данный момент в работе преобразователя не наблюдается, то с выхода порогового устройства 9 на вход 2 блока логической обработки управляющих сигналов 2 поступает напряжение, уровень которого равен "1" цифровой интегральной схемы (фиг, 2 ж).По переднему фронту импульсов генератора 1 формирователь 3 формирует короткие импульсы (фиг. 2 д), которые поступают на управляющий вход ключа 4 и на вход стробирования компаратора 7, Ключ 4 открывается и напрякение с датчика тока ДТ(фиг. 2 г, момент то) пропорциональное току коллектора транзистора Т 1 (или чТ 2) поступает на конденсатор С и хранится там до прихода следующего импульса с выходаформирователя (фиг. 2 д момент 12), причем напряжение на конденсаторе С пропорционально току нагрузки 1, включенной на выходе преобразователя.Для устранения разряда конденсатораС он подключен к высокоомному входу повторителя 5, с выхода которого напряжение конденсатора поступает на первый вход сумматора б, Как было показано выше, при отсутствии асимметрии работы выходноготрансформатора преобразователя скорость изменения тока намагничиванияпостоянная, не зависит от.тока нагрузкй и определяется параметрами трансформатора, т,е. определив в момент включения транзистора усилителя мощности величину тока (фиг, 2 г моменты 1 о, с 2, ц, и т.д.) также имеем информацию о токе транзистора в момент его включения (рис, 2 г моменты О, 1 з, Ъ и т.д.). Исходя из вышеизложенного на второй вход сумматора б постоянно подается напряжение О, пропорциональноер в момент выключения силовых транзисторов усилителя мощности, Из-за некоторого изменения р при работе преобразователя (например, колебаний Оп преобразователя) величину Ор принимаем несколько выше (на величину ЛО = 0,05-0.10 ).Таким образом, на выходе сумматора б имеем напряжение (см, фиг, 2 г),5 10 15 20303540 45 01= О 1+ ОР . ЛОгде Он - напряжение, прог орцисналь .зе Ь; О, - напряжение, пропооциональное ,Напряжение 0поступает на один из входов компаратора 7. На другой вход компаратора 7 поступает напряжение с датчика тока ДТ. При таком соответствии напряжений на входах, напряжение на выходе компаратора 7 имеет уровень "1" цифровых схем (см. фиг; 2 е),Выход компаратора соединен со входом "сброс" триггера 8 и не вызывает изменения его состояния, т.е. на выходе триггера присутствует уровень "1" (см. фиг. 2 ж).Предположим, что на очередном такте работы преобразователя произошло увеличение тока нагрузки, Тогда на выходе сумматора б имеем О = ОН 2+ Ор + ЛО (см. фиг. 2 ж момент т 4. Чтобы исключить ложное срабатывание компаратора 7 в момент времени т 4 (т.е, в момент опроса ключом 4 напрякения с датчика тока ДТ) импульсы с выхода формирователя 3, кроме управляющего ключа 4, поступают также на входстробировачия компаратора 7, В случае возникновения асимметрии в очередном такте работы преобразователя, происходит увеличение скорости нарастанияр и в момент ц (фиг, 2 г) напрякение с датчика тока ДТ на одном из входов компаратора 7 превышает напряжение Оы на другом входг, и на выходе компаратора 7 появляется напряжение 0" (см, фиг, 2 е, момент.ц), которое переводит триггер 8 в положение, соответствующее уровню "0" на его выходе. Данное напряжение поступает на вход 2 блока логической обработки управляющих сигналов 2 и прекращает подачу открывающего напряжения на базовый переход траэистора усилителя мощности(рис. 2 в, момент тт), Через некоторое время, равное времени рассасывания избыточного заряда в базе транзистора, транзистор закрывается и ток через выходной трансформатор прекращается, т.е. режим асимметрии устраняется в самом начале его возникновения.Таким образом осуществляется ограничение длительности проводящего состояния транзистора на некоторую величину по сравнению с максимально возможной длительностью проводящего состояния транзистора, чем обеспечивается симметрирование перемагничивания трансформатора, т.е, устраняется асимметрия,В момент 1 в (фиг. 2 ж) импульсами с выхода формирователя 3 триггер 8 устанавливается в положение "1", т,е. блок логической обработки управляющих сигналов 2начинает выдавать одинаковые по длительности управляющие напряжения для транзисторов усилителя мощности.При уменьшении тока нагрузки на выходе сумматора 6 имеем напряжение Оэ(фиг. Б 2 г) и в случае возникновения асимметрии (рис. 2 момент 1 э) она устраняется в самом начале ее возникновения,Ф о р мул а и за бр е те н и я 10 Преобразователь напряжения с. защитой от асимметрии, содержащий двухтактный усилитель мощности на транзисторах, задающий генератор прямоугольных импульсов, выходом соединенный с первым 15 входом блока логической обработки управляющих сигналов и с первым входом формирователя импульсов, первый и второй выходы блока логической обработки управляющих сигналов, падкл 1 очены к.соответст вуащим базам, а общий выход - к змиттерам транзисторов усилителя мощности, в силовую цепь которых включен реэистивный датчик тока, к выходу которого подключен вход ключа, пороговое устрайст ва, включающее последовательно саединенные сумматор с опорным источником, компаратор, выходом подключенный к входу триггера, выход которого соединен со вторым входом блока логической обработки управляющих сигналов, а второй вход триггера соединен с общей точкой соединения датчика тока и одним выводом ключа, о тличающийся тем,что,сцелью расширения функциональных возможностей путем защиты преобразователя от срабатывания по ложным сигналам, введены конденсатор, повторитель, триггер выполнен в виде О-триггера и снабжен входами синхронизации и сброса, кампаратор снабжен страбирующим входом, причем выход Формирователя соединен с управляющим входом ключа, входам,синхронизации 0-триггера и стробируощим входом компаратара, другой вывод ключа соединен с конденсатором, который одним выводом подключен к общему выводу, а другим - к входу повторителя, выход которого соединен первым. входам сумматора, выходом подключенного к первому входу компаратара, выходам соединеннога с входам сброса У-триггера,