Устройство для управления транзисторным преобразователем с защитой от перегрузки

(п)991 Союз Советск ихСоциаттистическикРеспублик ОРС КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 61) Дополнительное н авт, свид-ву22)Заявлено 13.07.81 (21) 3317476/24-07с нрисоединениеи заявки Мата опуб ования описания 2 ./Ъ 1 В,Ф, Кощевец и Н,М. Иузь енот",г Научно-исследовательский институт авщйатики; / и электромеханики при Томском институте автойт"гцзфован систем управления и радиоэлектроники(7 ) Заявител 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТРАНЗИСТОРНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕИ С ЗАЩИТОЙ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ ки,Известно устроиство для управления транзисторными преобразователями, со держащее генератор импульсов, Форми" рователь, усилитель мощности и датчи тока нагрузки, позволяющее исключить прохождение сквозных токов и обеспе" чивающее форсированное рассасывание неосновных носителей из базы 1 3,Основным недостатком такого уст" ройства является работа транзисторов в режиме глубокого насыщения при малых нагрузках и холостом токе преоб" раэователя. Это способствует.накоплению избыточных неосновных носителей в области базы и даже при Форсировании рассасывания процесс выключения транзисторов затягивается.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому Изобретение относится к электроехнике и может быть использованодпя управления транзисторными прео(азователями с защитой от перегруз 2результату является устройство, со" держащее генератор импульсов, Форми" рователь импульсов, усилитель мощнос" ти, Формирователь блокирующих импуль" сов, датчик тока преобразователя, дат чик тока нагрузки, триггер, логичес,кий элемент ИЛИ"НЕ, два пороговых элемента и сумматор 21,к Недостатком этого устройства яв"ляется то, что при работе преобразователя на хооостом ходу или при малой нагрузке время рассасцвания неос новнцх носителей из области базы ста" новится значительно больше, чем при работе преобразователя на номинальную нагрузку. В связи с этим дпительность блокирующего импульса определяется временем закрывания транзисто" ров на холостом ходу, что приводит к снижению быстродействия при перекло 20чении. При номинальной нагрузке длительность блокирующих импульсов становится излишней, это приводит к по" явлению перенапряжений на реактивных. перенапряжений снижает надежностьпреобразователя.Целью изобретения является повышение надежности и быстродействия преоб.разователя,Цель достигается тем, что устрой"ство снабжено расширителем импульсов, 1 Оэлементом задержки, элементом ИЛИ,усилителем обратной связи с выходным,трансформатором, диодами, причем расширитель импульсов входом подключен к входу генератора импульсов, авыходом - к второму входу элементаИЛИ-НЕ, элемент задержки подключенмежду третьим входом элемента ИЛИ-НЕ,и выходом генератора импульсов, элемент ИЛИ первым входом подключен квыходу генератора импульсов, вторымвходом - к выходу первого пороговогоэлемента, а выходом - к входу усилителя обратной связи с выходным транс"форматором, вторичные обмотки которо-го через диоды предназначены для подключения параллельно переходу базаколлектор силовых транзисторов преобразователя, выход элемента ИЛИ-НЕ подключен к входам Формирователей и триг-,гера, .На Фиг. 1 представлена блок-схемаустройства для управления транзисторным преобразователем с защитой от пе"регрузки; на фиг. 2 - диаграммы напряжений,Устройство содержит генератор 1импульсов, соединенные последовательно триггер 2, формирователь 3 импульсов, усилитель 4 мощности с выходным4 Отрансформатором 5, вторичные обмотки 6-9 которого соединены с обмотками 10-13 трансФорматора 14 формирователя 15 блокирующих импульсов и подключены параллельно переходу эмиттер-база транзисторов 16-19 преобразователя. Датчик тока преобразовате"ля 20 соединен с первым входом сумма,тора 21 и через первый пороговый элемент 22 и элемент ИЛИ"НЕ 23 со входами формирователей 3 и 15 и триггером 2. Датчик 24 тока нагрузки соединен с вторым входом сумматора 21, выход которого через второй пороговыйэлемент 25 подключен к входу генера"тора 1 импульсов. Выход генератора 1соединен с элементом 26 задержки иэлементом ИЛИ 27, второй вход кото"рого соединен с первым пороговым эле" О, фментом 22, а выход подключен к усилителю 28 обратной связи с выходным трансформатором 29, Вторичные обмотки 30"33 трансформатора 29 через ди" оды 34-37 соединены с база-коллектор- ными переходами силовых транзисто" ров 16"19 преобразователя, Расширитель 38 импульсов включен между выходом второго порогового элемента 25 и вторым входом элемента ИЛИ-НЕ 23, Тре. тий вход элемента ИЛИ-НЕ 23 соединен с выходом 26 элемента задержки.На Фиг. 1 представлены диаграммы напряжений, где показано напряжение 39 генератора 1 импульсов, выходное на" пряжение 40 усилителя 28 обратной связи, напряжение 41 на выходе элемен" та 26 задержки; напряжение 42 на вы" ходе элемента ИЛИ-НЕ 23; выходное напряжение 43 усилителя 4 мощности; выходное напряжение 44 Формирователя 15 блокирующих импульсов; напряжение 45 на выходе порогового элемента 25; выходное напряжение 46 расширителя 38; выходное напряжение 47 преобразователя; напряжение на выходе 48 порогового элемента 22; момент времени й появления режима одностороннего насыщения трансформатора преобразователя; момент времени 2 сраба" тывания порогового элемента 22 при возрастании тока нагрузки выше допустимого,Устройство для управления транзисторным преобразователем с защитой от перегрузки работает следующим образом.Импульсное напряжение 39 генератора 1 импульсов поступает на вход элемента 26 задержки, а также через элемент ИЛИ 27 на входусилителя 28 обратной связи. Его выходное напря" жение 40 с помощью вторичных обмоток 30-33 через диоды 34-37 прикладывается к база-коллекторным переходам транзисторов 16-19 и выводит транзисторы, находящиеся в открытом состоянии, из области насыщения . Элемент 26 задержки осуществляет задержку импульсов 39 и формирует на выходе им- . пульсное напряжение 41, которое инвертируется элементом ИЛИ-НЕ 23 в напряжение 42 и поступает на управление триггером 2, формирователем 3 импульсов и формирователем 15 блокирующих импульсов, Триггер 2 и формирователь 3 импульсов производят управление усилителем 4 мощности с трансформатором 5,Формула и зобр етения 5 9915 Напряжение 43 прямоугольной Формы с нулевыми паузами вторичных обмоток 6-9 трансФорматора 5 в противотакте поступает на управление силовыми транзисторами 16-19 преобразователя. Выходное напряжение 44 вторичных об" моток 10".13 трансформатора 14 Формирователя 15 блокирующих импульсов в запирающей полярности поступает в моменты пауз напряжения уйравления 431 О к управляющим электродам транзисто". ров 16"19. Транзисторы, проводившие в этом полупериоде ток и выведенные на границу насыщения, Форсированно закрываются под действием импульса на пряжения 44. Время выключения транзисторов уменьшается и не зависит от тока нагрузки преобразователя. В сле" дующий полупериод процесс переключения происходит аналогично. гоСигналы с датцика тока преобразователя 20 и с датцика 24 тока нагрузки поступают на входы сумматора 21, выходное напряжение которого пропор" ционально току намагничивания и конт-д 5 ролируется пороговым элементом 25, При появлении режима одностороннего насыщения трансформатора преобразователя на выходе порогового элемента 25 появляется импульс напряжения 45 момент времени С ), который воздей" ствует на генератор 1 импульсов и расширитель 38 импульсов, Выходное напряжение 46 расширителя 38 через вто" рой вход элемента 23 воздействует на фар ми рова тел ь 15 блоки рующи х и мпуль" сов, Форми ро ватель 3 импул ь сов и. три г" гер 2. А напряжение 39 генератора импульсов церез элемент ИЛИ 27 воздей" ствует на усилитель обратной связи. В это время одновременно появляются импульсные напряжения 44 и 40 во вто" ричных обмотках трансформаторов 14 и 29 и происходит переключение транзисторов преобразователя. Длительность полупериода напряженияприкладываемого к первичной обмотке трансфор" матора, уменьшается. Выходное напря" жение 47 преобразователя показано на фиг, 2.5 ОПри возрастании тока нагрузки вы" ше допустимого, сигнал с датчика тока преобразователя 20 достигает уровня срабатывания порогового эле" мента 22 (момент времени , напря 55 жение 48 ), который, сработав через логические элементы 23 и 27 и посредством формирователя 3 импульсов сни" мает управление с усилителя мощнос" 50 6ти 4 и с транзисторов преобразова" теля. Одновременно срабатывают Фор мирователь блокирующих импульсов и усилитель обратной связи, Форсируя запирание силовых транзисторов преобразователя.Таким образом, введение в устрой" ство расширителя импульсов, элемента задержки, элемента ИЛИ и усилителя обратной связи с трансформатором позволяет ускорить процесс переключения силовых транзисторов и тем самым повысить быстродействие и частоты преоб. разователя. Это также позволяет повы" сить надежность преобразователя, так как время выключения силовых транзисторов при использовании данного уст-. ройства не зависит от тока нагрузки, что снимает проблему перенапряжений при излишней длительности блокирующих импульсов. Устройство для управления транзисторным преобразователем с защитой, от перегрузки, содержащее генератор импульсов, соединенные последовательно триггер, формирователь импульсов, усилитель мощности с выходным транс" Форматором, вторичные обмотки которого соединены последовательно с вторичными обмотками трансформатора формиро" вателя блокирующих импульсов и предназначены для подключения параллельно переходу эмиттер-база силовых транзисторов преобразователя, датчик тока преобразователя, соединенный с пер" вым входом сумматора и через первый пороговый .элемент -. с первым входом элемента ИЛИ-НЕ, датчик тока нагрузки,подключенный к второму входу суммато" ра, выход которого через второй пороговый элемент подключен к входу гене" ратора импульсов, о, т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения на"дежности и быстродействия, оно снабжено расширителем импульсов, элементом задержки, элементом ЛИ, усилите"лем обратной связи с выходным трансФорматором, диодами, причем расшири"тель импульсов входом подклюцен квходу генератора импульсов, а выхо"дом - к второму входу элемента ИЛИ"НЕ, элемент задержки подключен междутретьим входом элемента ИЛИ-НЕ и выходом генератора импульсов, элементИЛИ первым входом подключен к выходу7 991550 8 генератора импульсов, вторым входом- Источники информации, к выходу первого порогового элемента, принятые во внимание при экспертизе а выходом " к входу усилителя обратнойсвязи с выходным трансформатором, вто . 1, Современные задачи преобразоваричные обмотки которого через диоды .тельной техники. Сб, Ч . 4, Киев, 1975, предназначены для подключения парал" с. 315"325, рис. лельно переходу база-коллектор сило"вых транзисторов преобразователя, вы" 2. Авторское свидетельство СССР ход элемента ИЛИ"НЕ подкпючен к вхо-по заявке У 296 1960/24"07, дам формирователей и триггера. 1 о кл, Н 02 И 1/18, 1981.ль .А. ФеНецее т иаШ Редактор Н, ГЗаказ 158/73В енного ко етений иРанска Составиунько ТехоедТираж 6НИИПИ Государстпо делам изоо11 035 Москва Ж 3йе Л е.-е ж щей аеае ее в.Филиал ППП "Патент",ФановКооректоо У. ПономПодписноемитета СССРткрытийнаб.М Я