Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик ц 905960(22) Заявлено 171030 (21) 2993151/24-07с присоединением заявки Мо(23) ПриоритетОпубликовано 150232. Бюллетень Мо б РМ К з Н 02 М 3/335 Государетвеииый комитет СССР ио делам иэобретеиий и открытий(088.8) Дата опубликования описания 15,02,82(54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам .преобразования постоянного напряжения одной величины в стабилизированное постоянное напряжение другой величины с защитой устройства от перегрузок и коротких замыканий, и может быть использовано во вторичных источниках электропитания.Известен стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, имеющий защиту от перегрузок и ко.ротких замыканий 1).Недостаток известного преобразо.вателя заключается в отключении нагрузки от источника питания.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является преобразователь, содержащий задающий генератор, выход которого подключен ко входу формирователя пилообразного напряжения, выходом соединенного с первым входом компаратора, выход ко-. торого подключен к первым входам двух селекторов, вторые входы которых через делитель частоты соединены с выходом задающего генератора, а выходы селекторов соединены с усилителем мощности, который подсоединен через дополнительно включенные выпрямитель и фильтр к выводам для подключения нагрузки, соединенным через цепь обратной связи со вторым входом компаратора, первый вход нуль-органа соединен через резистор с выводом для подключения нагрузки, второй вход нуль-органа соединен с источником опорного напряжения, а 0 выход нуль-органа подключен к третьим входам селекторов и транзисторному ключу, имеющему резисторную нагрузку и подсоединенному через диод ко входу нуль-органа;один из выходов фильтра через фильтрующую цепь подключен ко входу порогового элемента, выход которого через диод подключен ко входу нуль-органа (2 . 20 Недостаток известного преобразователя заключается в том, что кратковременная перегрузка или короткое замыкание приводят к выключению преобразователя и снятию напряжения с потребителей. Это снижает надежность снабжеиия электроэнергией последних.Увеличивать задержку на выключение преобразователя, например, с помощью фильтрующей цепи к такой схеме нельзя, так как современные силовые тран.зисторы усилителя мощности не выдер"жинают длительных 1 более сотен наносекунд) токовых перегрузок,Целью изобретения является понышение надежности снабжения электроэнергией потребителей путем исключения снятия напряжения с потребителейпри .кратковременных перегрузках и коротких замыканиях преобразователя.Поставленная цель достигаетсятем, что в преобразователь введен дополнительный нуль-орган, дополнитель- Оный транзисторный ключ с резистивноемкостной нагрузкой и датчик коллекторного тока транзисторов усилителямощности, причем первый вход дополнительного нуль-органа соединен сдатчиком коллекторного тока транзисторон усилителя мощности, второйвход соединен с источником опорногонапряжения, а выход дополнительногонуль-органа подключен ко входам селекторов и дополнительному транзисторному ключу имеющему резистинноемкостную нагрузку и подсоединенному через диод ко входу дополнительного нуль-органа.На чертеже представлена блок-схема стабилизированного преобразователя постоянного напряжения,Стабилизированный преобразовательпостоянного напряжения содержит задающий генератор 1, выход которогоподключен ко входу Формирователя 2пилообразного напряжения, выход формирователя соединен с первым входомкомпаратора 3, выход которого подкхночен к первым нходам двух селекторов 4 и 5, вторые входы которыхчерез делитель б частоты соединеныс выходом задающего генератора, авыходы селекторов соединены с усилителем 7 мощности, который нодсое Одинен через последовательно включенные выпрямитель 8 и Фильтр 9 к потребителям 10 электроэнергии, соединенным через цепь 11 обратной связи совторым входом компаратора, первыйвход нуль-органа 12 соединен черезрезистор 13 с потребителями электроэнергии, второй вход нуль-органасоединен с источником 14 опорного напряжения, а выход нуль-органа под- щключен к третьим входам селекторови транзисторному ключу 15, имеющему резисторную нагрузку 1 б и подсоединенному через диод 17 ко входу нульоргана, первый вход дополнительногонуль-органа 18 соединен с датчиком 19коллекторного тока транзисторов усилителя мощности, второй вход дополнительного нуль-органа соединен с источником опорного напряжения, а выход подключен через схему ИЛИ 20 6 О ко входам селекторов и транзисторному ключу 21, имеющему резисторную нагрузку 22 и емкостную нагрузку 23 и подсоединенному через диод 24 ко нходу дополнительного нуль-органа. 65 Устройство работает следующим образом,При наличии на выходе преобр-зователя (ка потребителях электроэнергии 10) напряжения ниже допустимой неличикы, а и транзисторах усилите,ля мощности 7 коллекторного тока ниже допустимой величины нуль-органы 12и 18 формируют на своих выходах единицу, которая, проходя через схему ИЛИ 20, открывает селекторы 4 и 5. При этом транзисторные ключи 15 и 21 открыты, а диоды 17 и 24 закрыты, и схема защиты фиксируется н исходном состоянии.Пилообразное напряжение, снимаемое с Формирователя 2, преобразуется в прямоугольные импульсы, длительность которых определяется напряжением обратной связи н компараторе 3, широтно-модулированные импульсы и импульсы с делителя частоты б поступают на входы селекторов 4 и 5. При этом открывается либо селектор 4, либо селектор 5, и импульсы с противоположными Фазамипоступают на входы днухтакткого усилителя 7 мощности.В случае превышения выходным напряжением преобразователя допустимого уровня, определяемого величиной спорного напряжения, выходное напряжение куль-органа 12 становится равным нулю, которое запирает через схему ИЛИ 20 селекторы 4 и 5 и транзисторный ключ 15. Напряжение на вы- ходе транзисторного ключа 15 мгновенно увеличивается до величины +Е, диод 17 открывается и Фиксирует потенцчал на выходе нуль-органа 12,В случае возникновения перегрузки или короткого замыкания на выходе преобразователя датчик 19 коллектор- ного тока в транзисторах усилителя 7 мощности переключает дополнительный нуль-орган 18 н состояние, при котором его ныходное напряжение становится равным нулю, что ,запирает через схему ИЛИ 20 селекторы 4 и 5 и транзисторный ключ 21, Напряжение на выходе транзисторного ключа 21 не может мгновенно увеличиться до величины +Е, так как для емкости 23 требуется время на разряд. 11 оэтому диод 24 некоторое время не открывается и не фиксирует потенциал на выходе нуль-органа 18, При этом закрытое состояние селекторов 4 и 5 длится н течение времени пока коллекторный ток н транзисторах усилителя 7 мощности не уменьшиться до величины ниже допустимой и нуль-орган 18 не возвратится в исходное состояние.При продолжающей перегрузке или коротком замыкании схема защиты повторно срабатывает и так происходит до тех пор, пока емкость 23 не разрядится до потенциала, открывающегодиод 24, который фиксирует потенциална входе нуль-органа 18, т.е. прикратковременной перегрузке или коротком замыкании не происходит снятиянапряжения с потребителей. Этим повышается надежность снабжения потребителей электроэнергией, что крайневажно для некоторых потребителей,например, в вычислительной технике.Длительность разряда емкости 23,следовательно, и длительность токовой перегрузки преобразователя определяется величинами емкости 23, резистора 22, напряжения источника +Еи параметрами транзисторного клю"ча 21. Схему можно построить такчтобы емкость 23 заряжались, а неразряжалась при появлении перегрузки или короткого замыкания; При этомв исходном состоянии транзисторныйключ 21 должен быть закрыт, и диод24 должен включаться плюсом навход нуль-органа 18.Датчик 19 тока наиболее целесообразно применять в виде токовоготрансформатора, обеспечивающего гальваническую развязку силовых цепей отцепей управления и защиты.Применение в качестве датчика токавыходного дросселя не целесообразно,так как такая токовая защита не срабатывает и не защищает транзисторыусилителя мощности при коротких замыканиях в выходном выпрямителе преобразователя .и трансформаторе усилителя мощности.Применение схемы ИЛИ 20 не является принципиально необходимым. Онаисключается, если селекторы 4 и 5имеют по четыре входа,Предлагаемое изобретение обеспечивает также режим включения преобразователя на емкостную нагрузку безтоковых перегрузок. При этом токвключения ограничивается схемой таким же способом, как в случае кратковременной перегрузки преобразователя.Таким образом, предлагаемыи преобразователь по сравнению с известным не требует специальных устройствограничения емкостного тока включения.Повышение надежности снабженияэлектроэнергией потребителей путемисключения снятия напряжения с потребителей при кратковременных перегрузках и коротких замыканиях преобразбвателя, а также возможность включения преобразователя на емкостнуюнагрузку без токовых перегрузок,являются техническим эффектом изобретения.Формула изобретенияСтабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содержащий задающий генератор, выход которого подключен ко входу формирователя пилообразного напряжения, выходом соединенного с первьм входом компаратора, выход которого подключен к первым входам двух селекторов, вторые входы которых через делитель частоты соединены с выходом задающего генератора, а выходы селекторов соединены с усилителем мощности, который подсоединен через последовательно включенные выпрямитель и Фильтр к выводам для подключения нагрузки,соединенным через цепь обратной связи со вторьм входом компаратора, первый вход нуль-органа соединен через резистор с выводом для подключения нагрузки, второй вход нуль-органа соединен с источником опорного напряжения, а выход нуль-органа подключен к третьим входам селекторов и транзисторному ключу, имеющему резисторную нагрузку и подсоединенному через диод ко входу нуль-органа,о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности снабжения электроэнергией потребителей при кратковременных перегрузках и коротких замыканиях преобразователя введен дополнительный нуль-орган,дополнительный транзисторный ключ с ре;зистивно-емкостной нагрузкой и датчик коллекторного тока транзисторов усили" теля мощности, причем первый вход допол нительного нуль-органа соединен с датчиком коллекторного тока транзисторов усилителя мощности, второй вход дополнительного нуль-органа соединен с источником опорного напряжения, а выход дополнительного нуль-органа подключен ко входам селекторов и дополнительному транзисторному ключу, имеющему резистивноемкостную нагрузку и подсоединенному через диод ко входу дополнительного нуль-органа.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 568124, кл, Н 02 М 3/335, 1977.2. Авторское свидетельство СССРР б 44017, кл. Н 02 М 3/24, 1979.905960 Составитель Н,Циш яедактор Л.Авраменко Техред Л,Пекарь Корректор А.Дзят евска ака 4 5 илиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 4/72 ВНИИПИ Го по дел 113035, Москираж даро изоЖ 18енногетениРауш Подписнкомитета СССРи открытийкая наб., д. /