Устройство для защиты от перегрузки по току однотактного стабилизированного преобразователя напряжения

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ ПО ТОКУ ОДНОТАКТНОГО СТАБИЛИЗИРОВАННОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ , имеющего усилитель мощности , выполненный на транзисторе, коллектор которого через первичную обмотку выходного трансформатора подключен к положительному входному выэоду, эмиттер соединен с отрицательным входным выводом, а база - с выходом блока управления, содержащее первый резистор, включенный между отрицательным входньил выводом и входом исполнительного органа защиты, отличающеес я тем, что, с целью уменьшения потерь энергии и повышения надежности путем увеличения точности установки порога срабатывания защиты , в него введены вторюй резистор , конденсатор и диод, причем анод диода предназначен для подключения к коллектору транзистора,.катод соединен с входом исполнительного органа защиты через второй резистор ,, а с отрицательным входным выводом - через, конденсатор. -f-0 - О

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК пв (И оп А

3(5п Н 02 Н 7/12 и АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3555282/24-07 (22) 21.02.83 (46) 07.11.84. Бюл.9 41 (72) A.Н.Гапонов (71) Свердловский Филиал Центрального конструкторского бюро Министер. ства связи СССР (53) 621 316а925 (088 8) (56) 1. Электронная техника в автоматике. Сборник. Советское радио

1981, 9 .12, с.30-43.

2. Электронная техника в автоматике. Сборник. Советское радио, 1980, В 11, с.100-105. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ

ПЕРЕГРУЗКИ ПО ТОКУ ОДНОТАКТНОГО СТАБИЛИЗИРОВАННОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ HAGРЯЖЕНИЯ, имеющего усилитель мощности, выполненный на транзисторе, кол- .лектор которого через первичную обмотку выходного трансформатора подключен к положительному входному выводу, змиттер соединен с отрицательным входным выводом, а база — с выходом блока управления, содержащее первый резистор, включенный между отрицательным входным выводом и входом исполнительного органа защиты, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью уменьщения потерь энергии и повышения надежности путем увеличения точности установки порога срабатывания защиты, в него введены второй резистор, конденсатор и диод, причем анод диода предназначен для подклюЯ чения к коллектору транзистора, ка- Е тод соединен с входом исполнительного органа защиты через второй резистор„ а с отрицательным входным выводом — через конденсатоР.

112З07 >

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при разработке источников вторичного электропитания, Известны устройства токовой защиты однотактных преобразователей, содержащие датчик тока, включенный либо н силовую цепь выходного тран-. зистора усилителя мощности, либо н цепь нагрузки преобразователя и соединенный с помощью различных вспо могательных устройств с блоком управления усилителем мощности преобразователя fl)

Известные устройства токовой защиты однотактного преобразовате- 15 ля имеют н своем составе датчик тока, представляющий собой либо трансформатор тока, либо резистор, включенный в силовую цепь выходного транзистора усилителя мощности или в 20 цепь нагрузки преобразователя. Устройства токовой защиты с использованием трансформатора тока в качестве датчика тока требуют применения

:ныпрямителя и из-за необходимости использования мотбчнога иэделия. (трансформатора тока) янляются сложными в изготовлении, Использование в качестве датчика тока резистора, включенного, например, в эмиттерную цепь выходного транзистора усилителя мощности, увеличивает потери в цепях управления. усилителем мощности, что снижает КПД всего преобразователя.

Применение н качестве датчика тока резистора, включенного н цепь нагрузки преобразователя, снижает

КПД преобразователя, а для гальванической развязки цепи нагрузки с цепью питания преобразователя приходится применять выпрямители и оптоэлектронные приборы или разняэывающие трансформаторы, что значи.тельно усложняет устройствб токовой защиты. 45

Наиболее близкими по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство для защиты от перегрузки по току однотактного стабилизированного пре-. 5g образонателя напряжения, включающего усилитель мощности, выполненный на транзисторе, коллектор которого через первичную обмотку выходного транс. .форматора подключен к положительному

: входному выводу, эмиттер соединен с отрицательным входным выводом, а база — с выходом блока управления, содержащее первый резистор, включенный между отрицательным входным выводом и входом исполнительного органа защиты f2(.

"днако использование в качестве датчика тока резистора, включенного эмиттериую цепь выходного транэистора усилителя мощности, приводит к образованию и усилителе мощности отрицательной обратной связи по постоянному току, и, следовательно, к увеличению потерь в цепях управления усилителя мощности и снижению

КПД преобразователя. Для уменьшения отрицательной обратной связи н усилителе мощности и некоторого уменьшения потерь в цепях управления н качестве датчика тока, включенного н эмиттерную цепь выходного транзистора, используются низкосмные резисторы, величинЫ сопротивления которых в зависимости от нсминальнсгD тока нагрузки преобразователя находятся в пределах 0,1-3,0 м.

Использование низкоомных резисторов н качестве датчиксн тока снижает точность установки порога срабатывания устройства токовой защиты,и унегичивает, кратность тока срабатывания защиты, так как в этом случае

;измененис величины напряжения, снимаемого с датчика тока, при изменении тока нагрузки будет невелико.

Это приводят к снижению надежности устройства и вынуждает предусматривать значительные запасы по нагрузочной способности элементов преобразователя.

Целью изобретения является умень шение потерь энергии и повышение надежности путем увеличения точности установки горога срабатыначия защиты. указанная цель достигается тем, что в устройство для защиты от перегрузки по току однотактного стабилизированного преобразователя напряжения, имеющего усилитель мощности„ выполненный на транзисторе, коллектор которого через гервичную обмотку выходного трансформатора подключен к положительному входному выводу, эмиттер соединен с отрицательным входным выводом, а база - с выходом блока управления, содержащее первый резистор включенный между отрицательным входнич нынрдом и входом исполнительно" î органа защиты, введены второй резистор, конденсатор и диод, причем анод диода предназначен для подключения к коллектору транзистора, катод соединен с входом исполнительного органа защиты через второй резистор, а с отрицательным входным выводом — через конденсатор, На чертеже изображена схема однотактного стабилизированного преобразователя напряжения с устройством для защиты от перегрузки по току.

Преобразователь содержит блок 1 управления, включающий узел широтно-импульсной стабилизации ьыходного напряжения, усилитель 2 мощности, 1123077

Составитель В.Широков

Редактор Н.Пушненкова Техред T. Маточка Корректор,А.Обручар

Заказ 8152/42 Тираж б13 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4 выполненный на транзисторе 3, в коллекторную цепь которого включена первичная обмотка выходного трансформатора 4. Нагрузка 5 подключена к вторичной обмотке трансформатора 4.

Устройство для защиты выполнено в виде диода б, резисторов 7 и В и конденсатора 9. Резисторы 7 и 8 образуют делитель напряжения,. средний вывод которого соединен со входом исполнительного органа защиты. 10

Устройство для защиты от перегрузок по току работает следующим образом, В нормальном режиме работы преобразователя из блока l управления на вход усилителя 2 мощности поступают управляющие широтно-модулированные импульсы, скважность которых изменяется в зависимости от тока в нагрузке 5.

При номинальном токе в нагрузке 5 преобразователя падение напряжения . на резисторе 8 недостаточно для прекращения. поступления широтно-модулированных импульсов из блока 1 управления на вход усилителя 2 мощности.

В режиме перегрузки по току увеличивается относительная длительность включенного состояния транзистора 3, что приводит к увеличению напряжения на конденсаторе 9 и резисторе 8, поступающего на вход исполнительного

opràíà защиты.

Когда напряжение, снимаемое с резистора 8, превышает величину опорного напряжения (определяющего порог срабатывания устройства токовой защиты) поступление управляющих широтно-модулированных импульсов из блока 1 управления на вход усилителя 2 мощности прекращается, выходной 4О транзистор 3 усилителя 2 мощности закрывается и напряжение на вторичной обмотке выходного трансформатора 4 и í= ã:ðóçêå 5 становится равным нулю.

Устройство токовой защиты однотактного преобразователя позволяет производить контроль тока, протекающего через выходной транзистор усилителя мощности беэ введения в его силовую цепь дополнительных элементов. Исключение иэ эмиттерной цепи выходного транзистора усилителя мощности датчика тока - резистора, образующего отрицательную обратную связь по постоянному току„ позволяет свести к минимуму пстери в цепях управления усилителем мощности.

Кроме того, предлагаемое устройство обладает более высокой точностью установки порога срабатывания. Это обеспечивается тем, что в предлагаемом устройстве в качестве датчика тока используется резистор, сопротивление которого может быть в пределах

1-10 кОм. Более высокое значение сопротивления датчика тока в предлагаемом устройстве обеспечивает большее изменение напряжения, снимаемого с датчика тока, при изменении тока нагрузки преобразователя. Предлагаемое устройство обеспечивает надежное срабатывание устройства токовой защиты при превышении тока нагрузки сверх его номинального значения на

5-10%.

Реализация изобретения позволяет повысить точность установки порога срабатывания устройства токовой защиты, т.е. повысить надежность источника вторичного электропитания.

Кроме того, использование в источниках вторичного электропитания пред.-. лагаемого устройства токовой защиты повышает их КПД, а также Улучшает их массогабаритные показатели и снижает стоимость.