Стабилизированный преобразователь напряжения с защитой от перегрузок

(5 И 4 3 335 Н 0 12 РЕТ У ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕН АВТОРСКОМУ СИИ(56) Авторское свидетельство СССР978127, кл, 6 05 Р 1/569, 1982,Авторское свидетельство СССР877506, кл. Н 02 Н 7/10, 1981, (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ С ЗАРЫТОЙ ОТ ПЕРЕГРУЗОК(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления транзисторными преобразователями с защитой от перегрузок, Целью изобретения является уменыпение провалов выходного напряжения преобразователя при кратковременных перегрузках по току и повыщение помехозащищенности схемы защиты. Во время перегрузок с помощью импульсного сигнала, сформированного триггером 12, запирают ключи инвертора 1 и одновременно разряжают конденсатор (К) 14. В результате длительность импульсов управления ключами инвертора 1 задает сигнал с цепочки плавного запуска, в состав которой входит К 14, и их длительность такова, что сигнал перегрузки на выходе порогового элемента 10 появляется в конце полупериода, При этом длительность импульсов с выхода триггера 12 достаточна только для незначительного разряда К 14. Из-за различия по3,1295490 полупериодам амплитуды сигнал с датчика 2 тока срабатывания порогового элемента 10 и подразряд К 14 происходят только раз в период. Но вследствие того, что постоянная времени цепи разряда К 14 много меньше постоянной времени цепи его заряда и напряжение на К 14 в течение периода изменяется незначительно, длительность импульсов управления модулятора 7 по полупериодам практически оди". Изобретение относится к элек тро- технике и может быть применено в устройствах защиты и управления преобразователей напряжения для вторичных источников питания. 5Цель изобретения - уменьшение провалов напряжения при кратковременных перегрузках и повышение помехозащищенности, ЮНа чертеже представлена схема ста" билиэированного преобразователя напряжения с защитой от перегрузок.Преобразователь содержит инвертор 1 выходом через датчик 2 тока подклю ченный к первичной обмотке трансформатора 3, вторичные обмотка которого через выпрямитель 4 подключена к нагрузке 5, датчик 6 напряжения (де" литель), подключенный входом к выхо п ду выпрямителя, а выходом к другому входу модулятора 7, один вход которого подключен к выходу генератора 8 пилообразного напряжения (ГПН) 8, а выход его подключен к разрешающему 25 входу управления формирователя 9 импульсов управления, выход датчика тока подключен к одному входу порогового элемента 10, другой вход которого подключен к одному выходу источника 3) 11 опорного напряжения, а выход к другому информационному входу КЯ- триггера 12, один информационный вход которого подключен к выходу задающего генератора 13 и к тактовому входу формирователя импульсов управления, подключенного выходами к входам управления инвертора, выход КЯ-тригге" ра подключен к входу запрета формииаковы и одностороннее насышениетрансформаторов отсутствует. В результате стабилизированный преобразователь напряжения устойчиво работает в режиме ограничения тока нагрузки. Для повышения помехозащищенностиразряд К 14 до уровня напряжения,когда начинает оказывать влияние цепочка плавного запуска, осуществляется последовательностью нескольких импульсов сигнала с триггера 12, 1 ил,рователя импульсов управления, управляющий вход ГПН подключен к выходу задающего генератора, цепочку плавного пуска, состоящую из последовательно включенных конденсатора 14 и первого резистора 15, транзистора 6, эмиттером подключенного к одному выводу конденсатора 14, и одному выводу третьего резистора 17, другой вывод которого подключен к базе транзистора и через второй резистор 18 к выходу К 8-триггера первый диод 19, подключенный катодом к одному входу модулятора, а анодом к другому выводу конденсатора 14, одному выводу первого резистора 15 цепочки плавного пуска, одному выводу четвертого резистора 20 и одному выводу пятого резистора 21, подключенного другим выводом к коллектору транзистора цепочки плавного пуска, второй диод 22, катодом подключенный к аноду первого диода, а анодом к другому выводу источника опорного напряжения входы питания модулятора и пороговогоэлементов подключены к выходу дополнительного источника 23 питания, другой вывод четвертого резистора подключен к одним выводам конденсатора, третьего резистора, змигтера трайзистора цепочки плавного пуска и вместес одним входом питания ГПН подключенк одному выводу дополнительного источника 23 питания, другой вывод которого объединен с другим выходом источника 11 опорного напряжения и под"ключен к аноду второго диода и другому выводу первого резистора 15.1295490 50 Один выход источника опорного напряжения подключен к другому входупитания ГПН,Формирователь 9 импульсов управления состоит из одного 24 и другого 525 трехвходовых элементов И-НЕ, выходы которых подключены к соответствующим входам предусилителя 26, выходы которого служат выходами Формирователя импульсов управления, первые входы одного и другого элементов.И-НЕ подключены соответственно к одному и другому выходам счетного триггера" 27, вход которого является тактовым входом Формирователя импульсовуправления, вторые входы одного идругого элементов И-НЕ объединены ислужат разрешающим входом, а третьи,их входы также объединены и служатвходом запрета Формирователя импульсов управления.Устройство работает следующим образом,Однополярные тактовые импульсы с 25задающего генератора 13 (ЗГ) поступают одновременно на тактовый входформирователя 9 импульсов управления,на выходах триггера 27 формируютсяимпульсы длительностью 180 эл,град 30на управляющий вход ГПН 8 также поступают сигналы с задающего генератора, которые обнуляют выход ГПН, Винтервалах между импульсами на выходе ГПН формируется пилообразное напряжение, которое приподнятое на уровень опорного напряжения, источникопорного напряжения поступает на одинвход модулятора 7, на другой вход которого с выхода датчика напряжения 40поступает напряжение с выхода преобразователя, Цепочка плавного пускаотключена от модулятора за счет обратного смещения первого диода 19,являющегося раэвязывающим, На выходе 45модулятора 7 Формируются широтно-модулированные импульсы напряжения,которые через Формирователь импульсовуправления поступают на вход инвертора 1,При отсутствии, перегрузки сигнап с датчика 2 тока ниже напряжения источника опорного напряжения, поэтому на выходе порогового элемента 1 О присутствует нулевой сигнал, В резуль" тате КБ-триггер 12 не формирует на выходе сигнал запрета. В случае перегрузки сигналом с датчика тока срабатывает пороговый элемент, опрокидывается КБ-триггер и на вход запрета формирователя импульсов управления поступает сигнал, который снимает управление с входа инвертора 1, Последний запирается, перегрузка исчезает, пороговый элемент возвращается в исходное состояние, а состояние КБ-триггера не изменяется до конца полупериода, В течение этого времени открыт транзистор 16 цепочки плавного пуска, в результате разряжается конденсатор 14, потенциал анода первого диода 19 повышается,Если перегрузка устойчивая, то через несколько таких циклов потенциал на аноде первого диода обеспечит его отпирание, В результате длительность сигнала на выходе модулятора 7 определяется потенциалом на аноде первого диода 19, Преобразователь работает в результате в режиме ограничения тока на допустимом уровне. Длительность управляющих импульсов инвертора определяется сигналом с выхода цепочки плавного запуска, т.е. потенциалом на аноде первого диода.Длительность импульсов такова, что ток в первичной цепи инвертора достигает величины уставки только в конце их действия. Сигнал перегрузки на выходе порогового элемента 10 появляется только в конце полупериода и на выходе КБ-триггера 12 формируются короткие импульсы напряжения, длительность которых достаточна только для незначительного разряда конденсатора 14 до такой величины, что средние значения напряжения на этом конденсаторе по полупериодам равны, Вследствие того,что постоянная времени цепи заряда конденсатора 14 во много раз больше постоянной времени цепи его разряда и периода тактовых импульсов ЗГ, напряжение на конденсаторе 14 в течение полупериода практически остается неизменным,Различие по полупериодам амплитуды сигнала с выхода датчика тока ведет к тому, что пороговый элемент срабатывает только раз в период и подраэряд конденсатора 14 происходит также раз в период, Однако из-за незначительного изменения напряжения на конденсаторе 14 в течение периода, длительность импульсов напряжения по полупериодам на выходе модулятора и на обмотках силового трансформатора40изобретения Фо р мула Стабилизированный преобразователь йапряжения с защитой от перегрузок,содержащий инвертор, выходом через датчик тока подключенный к первичной обмотке трансформатора, вторичная обмотка которого подключена к входу выпрямителя, выходом предназначенного для подключения к нагрузке, задающий генератор, источник опорного напряжения, выходом подключенный к пороговому элементу, информационный вход которого подключен к выходу датчика тока, модулятор, выходом подключенный к разрешающему входу формирователя импульса управления, выходом подключенного к управляющим входам инвертора, датчик напряжения, уста, 129543 практически одинаковы и одностороннее насыщение силового и управляющего трансформаторов инвертора отсутствует.Для уменьшения длительности пере 5ходного процесса перевода преобразователя из режима стабилизации напряжения в режим ограничения тока, в течение которого имеет место различиедлительностей управляющих импульсов 10по полупериодам, необходимо уровеньпотенциала другого входа модуляторав режиме стабилизации напряжениямаксимально приближать к опорномунапряжению и уменьшать постояннуювремени цепи разряда конденсатора 14.В то же время для повышения помехоэащищенности необходимо, чтобы приединичном срабатывании пороговогоэлемента либо КЯ-триггера под действием импульсной помехи конденсатор14 не разрядится до значения напряжения, при котором потенциал точки другого входа модулятора становится вьппеуровня сигнала, поступающего с выхода делителя 6 напряжения.Таким образом обеспечивается возможность работать при перегрузках врежиме ограничения тока без одностороннего насьпцения силового и управ- Зцляющего трансформаторов, повыситьпомехозащищенность преобразователя,что значительно повьппает его зксплу"атационную надежность. Кроме того,при кратковременных перегрузках (например, подключения нагрузки с емкостным фильтром) значительно снижены провалы выходного напряжения стабилизированного преобразователя,90 бновленный на выходе выпрямителя, цепочку плавного пуска, состоящую из последовательно включенных первого резистора и конденсатора и транзистора, эмиттер которого подключен к одному выводу конденсатора, первый и второй диоды, второй и третий резисторы и дополнительный источник питания, о т л и ч а ю щ и й с я: тем, что, с целью уменьшения провалов напряжения при кратковременных перегрузках и повьппения помехоэащищенности, он снабжен генератором пилообразного напряжения, КЯ-триггероми четвертым и пятым резисторами, а формирователь импульсов управлениявыполнен на двух трехвходовых элементах И-НЕ, выходы которых подключены к соответствующим входам предусилителя, выходы которого служат выходами формирователя импульсов управления, первые входы одного и другого элементов И-НЕ подключены соответственно к одному и другому выходам счетного триггера, вход которого является тактовым входом формирователяимпульсов управления, вторые входы одного и другого элементов И-НЕ объединены и служат разрешающим входом,а третьи их входы также объединены и служат входами запрета формирователя импульсов управления, причем одинвывод питания генератора пилообразного напряжения подсоединен к одному выходу источника опорного напряжения, а другой предназначен для подключения к одному выводу дополнительного источника питания, вход управления генератора пилообразного напряжения подключен к выходу задающего генератора, а выход к одному входумодулятора, другой вход которого под"ключен к выходу датчика напряжения, тактовый вход формирователя импульсов управления и один информационный вход КЯ-триггера подключены к выходузадающего генератора, выход КЯ"триггера подключен к входу запрета формирователя импульсов управления ичерез второй резистор к базе транзистора цепочки плавного пуска и одномувыводу третьего резистора, подключенного другим выводом к эмиттеру транзистора .и одному выводу конденсатора цепочки плавного пУска, зашунтированного четвертым резистором, другойвывод конденсатора цепочки плавногопуска через пятый резистор подключенк коллектору транзистора цепочкиСоставитель Ю. БояриновТехред Л.Сердюкова Редактор Н, Бобкова Корректор И. Муска Заказ 625/60 Тираж 661ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д,4/5 Подписное Производственно-полиграФическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 7 1295490 8плавного пуска через первый диод к нику питания, общая точка одного выдругому входу модулятора и через пер- вода конденсатора и эмиттера транвый резистор и параллельно включен- зистора цепочки плавного пуска предный к нему второй диод к другому вы- назначены для подключения к одному ходу источника опорного напряжения, 5 выводу дополнительного источника пивходы питания модулятора и порогово- тания, другой вывод которого предназго элемента предназначены для под- , начен для подключения к другому вы" ключения и к.дополнительному источ- ходу источника опорного напряжения,