Устройство для управления и защиты преобразователя

 

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения защиты силовых транзисторов преобразователя от перегрузок по току в динамических режимах, а именно при пуске, скачкообразном изменении тока нагрузки или питающего напряжения и одностороннем подмагничивании трансформатора преобразователя. Устройство 1 для управления и защиты содержит широтно-импульсный модулятор 13, осуществляющий сравнение сигнала, пропорционального мгновенному значению тока в первичной обмотке выходного трансформатора 23 преобразователя 21, с суммой пилообразного сигнала и сигнала рассогласования или сигнала, пропорционального выходному напряжению преобразователя, который вырабатывается усилителем 5 сигнала защиты. При допустимом токе нагрузки преобразователя устройство обеспечивает стабилизацию его выходного напряжения. При перегрузке по току нагрузки или при пуске преобразователя устройство обеспечивает ограничение длительности открытого состояния силовых транзисторов преобразователя в зависимости от величины тока в первичной обмотке выходного трансформатора 23 преобразователя 21. При несимметричной работе выходного трансформатора 23 преобразователя устройство обеспечивает изменение длительности открытого состояния силовых транзисторов преобразователя таким образом, чтобы исключить возможность одностороннего подмагничивания выходного трансформатора 23 преобразователя. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЯИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4403518/24-07 (22) 04.04.88 (46) 07.07.90. Бюл. Р 25 (72) Ю.П.Кинеев, А.A.Mîðîçîâ, Е.A.Ïëàòîíoâ и A.Ë.ÐMáàê (53) 621.316.727:621.316.925.4(088.8) (56) Источники электропитания радио-электронной аппаратуры. /Справочник под ред. Г.С.Найвельта — И.: Радио и связь, 1985, с. 375, 380, рис.9.17, 9.19,9.20.

Фильцер И.Г., Найвельт Г.С. Иикросхемы управления для многоканальных стабилизирующих преобразователей постоянного напряжения. Сб. Полупроводниковая электроника в технике связи.

Под ред. И.Ф.Николаевского, вып.25.

M. Радио и связь, 1985, с. 215, 216, рис. 1.,.80„„577018 А I (51)5 Н 02 M 5/04 Н 02 Н 7 12

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЧ УПРАВЛЕНИЧ И ЗйЦИТЫ ПРЕОБРЛЗОВАТЕЛЧ (57) Изобретегп е относится к электротехнике. Целью изобретения является расширение функциональньгх возможностей путем обеспечения защиты силовых транзисторов преобразователя от перегрузок по току в динамических режимах, а именно при пуске, скачкообразном изменении тока нагрузки или питающего напряжения и одностороннем подмагничивании трансформатора преобразователя..У тройство 1 для управления и защиты, содержит широтно-импульсный модулятор 13, осуществляющий сравнение сигнала, пропорционального мгно- 5 венному значению тока в первичной обмотке выходного трансформатора 23

3 15770 йреобраэователя 21, с суммой пилообразного сигнала и сигнала рассогласования или сигнала, пропорционального выходному напряжению преобразователя

У который вырабатывается усилителем 5 сигнала защиты. При допустимом токе нагрузки преобразователя устройство обеспечивает стабилизацию его выходного напряжения. При перегрузке по 10 току нагрузки или при пуске преобразователя устройство обеспечивает ограничение длительности открытого состоя18 ния силовых транзисторов преобразова-, теля в зависимости от величины тока в первичной обмотке выходного трансформатора. 23 преобразователя 21. При несимметричной работе выходного трансформатора 23 преобразователя устройство обеспечивает изменение длительности открытого состояния силовых транзисторов преобразователя таким обра-. зом, чтобы исключить возможность одностороннего подмагничивания выходного трансформатора 23 преобразователя,5 ил.

Изобретение относится к устройствам управления стабилизирующими преобразователями и может быть использова- 20 но при разработке стабилизирующих источников вторичного электропитания (ИВЭП), в том числе с бестрансформаторным подключением к питающей сети, Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения защиты силовых транзисторов.преобразователя от перегрузок по току в динамических режимах, а именно при пуске, скачкробразном 30 изменении тока нагрузки или питающего напряжения и одностороннем подмагничивании трансформатора преобразователя.

На фиг. 1 представлена функциональ-35 ная схема устройства для управления и защиты; на фиг. 2 — диаграммы его работы в статическом режиме и при одностороннем-подмагничивании выходного трансформатора, на фиг. 3 — диаграм- 40 мы его работы в режиме перегрузки по току нагрузки; на фиг. 4 — диаграммы его работы в режиме пуска; на фиг.5— регулировочные характеристики усилителей рассогласования и защиты. 45

Устройство 1 для управления и защиты содер>кит усилитель 2 сигнала рассогласования, первый вход которого подключен к источнику 3 опорного напряжения, второй вход — к выходу 4 для подключения выхода цепи обратной связи преобразователя и входу усилителя 5 сигнала защиты, а выход через резисторы 6 и 7 и диод 8 — к выходу усилителя сигнала защиты, точка соединения резистора 6 и диода 8 через резистор 9 связана с резистором 10, другим выводом подключенным к общей шине 11, выходом генератора 12 пилообразного сигнала и первым входом широтно-импульсного модулятора 13, в качестве которого может быть использован компаратор с выходным RS-триггером, второй вход широтно-импульсного модулятора 13 подключен к выходу 14 для подключения к выходу узла защиты преобразователя по току, а выход к . сигнальному входу узла 15 формирования выходных импульсов, синхронизирующий вход которого через задающий генератор 16 связан с генератором 15 пилообразного сигнала и синхронизирующим входом широтно-импульсного модулятора 13, "а выходы подключены к выводам 17 и 18 для подключения к управляющим входам преобразователя и узел защиты преобразователя 19 по току, подключенный первым выводом к выводу 14, а вторым к общей шине 11.

Кроме того, на фиг. 1 изображены основные силовые узлы ИВЭП с бестрансформаторным подключением к питающей сети; сетевой выпрямитель 20, вход которого подключен к первичной сети электропитания с напряжением 0, а выход — к силовому входу преобразователя 21, содержащего транзисторный е высоковольтный инвертор 22, выход которого через узел защиты преобразователя 19 по току и выходной трансформатор 23 связан с выходным выпрямителем 24.

На фиг. "-5 имеются следующие обозначения: 25 — выходной сигнал задающего генератора; 26 — выходной сигнал генератора пилообразного сигнала;

27 — сигнал в точке соединения резисторов 6 и 9; 28 — сигнал узла защиты преобразователя по току; 29 — сигнал на первом входе широтно-импульсного модулятора; 30 — выходной сигнал ши

5 15770 ротно-импульсного модулятора; 31, 32 выходные импульсы устройства для управления; 33 — выходное напряжение выходного трансформатора преобразователя; 34 — время; 35 — регулировочная характеристика усилителя сигнала защиты; 36 — регулировочная характеристика усилителя сигнала рассогласования .

Устройство работает следующиМ образом.

В режиме стибилизации выходного напряжения преобразователя рабочая точка усилителя 2 сигнала рассогласования находится на участке ВГ его регулировочной характеристики 36 (фиг.4)

Поскольку выходной сигнал усилителя 2 сигнала рассогласования в этом режи— ме меньше, чем выходной сигнал усилителя 5 сигнала защиты (прямая 35 на 20 фиг. 4), то диод 8 заперт, и усилитель 5 сигнала защиты не оказывает влияния на работу устройства. На первый вход широтно †импульсно модулятора 13 поступает сигнал, равный 2S

U p.Р <о

U =--- — — ----+I .P (1) р +р +Н г о ь о где U — выходное напряжение усилитеP ля 2 сигнала рассогласования;

I — выходной. ток генератора пило- 30 образного сигнала 5;

Р9 Р 10 — сопротивления рез торов 6,9 и 10, соответственно.

На второй вход широтно-импульсного модулятора 13 поступает выходной сигнал 28 узла защиты преобразователя 19 по току, пропорциональный току первичной обмотки выходного трансформатора

23 преобразователя 21 и коллекторному 40 току силовых транзисторов. широтно-импульсный модулятор 13 изменяет уровень своего выходного сигнала в тот момент, когда напряжения на его первом и втором входах становятся одина- 45 ковыми, и восстанавливается в исходное состояние при появлении сигнала 25.

На фиг. 2а показано состояние устройства при нахождении рабочей точки усилителя 2 рассогласования в точке В (фиг. 5) . В этом случае выходной сигнал усилителя рассогласования имеет максимальную величину и длительность

BbIxopHbIx импульсов 30 широтно импульс 55 ного модулятора 13 (а, следовательно, длительность открытого состояния силовых транзисторов) максимальна. В узле формирования выходных импульсов

1S 6 производится деление частоты следования импульсов 30 на два, разделение их по двум каналам управления преобразователем и формирование фиксированной паузы.

Если выходное напряжение преобразователя по какой-либо причине стремится увеличиться сверх номинального, то увеличивается величина сигнала обратной связи, поступающего на вывод 4, и выходное напряжение усилителя 2 сигнала рассогласования уменьшается в соответствии с характеристикой 36. Как видно из фиг. 2б, длительность,открытого состояния силовых транзисторов

P инвертора при этом уменьшается, и выходное напряжение преобразователя возвращается к номинальному значению.

При номинальном токе нагрузки преобразователя и максимальном напряжении питающей сети рабочая то 1ка усилителя сигнала рассогласования пере— мещается в точку Г (фиг. 5) . Длительность открытого состояния силовых транзисторов преобразователя при этом близка к нулю (фиг. 2в) .

В случае возникновения одностороннего подмагничивания выходного трансформатора 23 преобразователя (напри— мер, за счет уменьшения падения напряжения на силовых транзисторах одного плеча инвертора ?2 в связи с их разогревом, см. пунктир на фиг. 2а) скорость нарастания сигнала 28 увеличивается и длительность открытого состояния силовых транзисторов данного плеча уменьшается таким образом, чтобы вольт-секундные площади положительных и отрицательных импульсов.33 были оди— наковыми. Это препятствует развитию подмагничивания и обеспечивает защиту транзисторов от перегрузок, причем максимальное амплитудное значение их коллекторного тока в режиме исключения подмагничивания практически не превышает максимальной амплитуды рабочего тока.

На фиг. 3 показана работа устройства при перегрузке преобразователя по току нагрузки, возникающей в момент t<, причем в момент времени, предшествующий рабочая точка усилителя сиг1 нала рассогласования находилась в точке В (фиг. 5) . Выходное напряжение преобразователя уменьшается, и в течение интервала времени t -t рабочая точка усилителя сигнала рассогласования перемещается по участку ВБ. В моI0

1577018

27 сигнала рассогласования, первый вход которого подключен к источнику опорно-го напряжения, а второй вход соединен с выводом для подключения к выходу цепи обратнои связи преобразователя, 5 усилитель сигнала защиты, широтно"импульсный модулятор, вход которого через генератор пилообразного сигнала соединен с выходом задающего генерато 0 ра, подключенного также к синхрониэирующему входу узла формирования выходных импульсов, сигнальный вход которого подключен к выходу широтно-импульсного модулятора, а выходы — к выводам 15 для подключения управляющих входов преобразователя, а вывод для подключения к выходу узла защиты преобразователя по току, о т л и ч а ю щ е е— с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения защиты силовых транзисторов преобразователя от перегрузок по току в динамических режимах, а именно при пуске, скачкообразном изменении 25 тока нагрузки или,питающего напряжения и одностороннем подмагничивании выходного трансформатора пенообраэователя, введены четыре резистора, широтно-импульсный модулятор выполнен с синхрониэирунщим входом, а генератор пилообразного сигнала выполнен в виде генератора пилообразного тока, причем выход усилителя сигнала рассогласования через первый резистор, диод в проводящем направлении и второй резистор связан с выходом усилителя сигнала защиты, вход которого подключен к второму входу усилителя сигнала рассогласования, точка соединения первого резистора и диода через третий, резистор соединена с первым входом широтно-импульсного модулятора, через четвертый резистор соединенным с общей шиной, второй вход широтно-им-. пульсного модулятора соединен с выводом для подключения к выходу узла защиты преобразователя по току, а третий вход — с входом генератора пилообразного сигнала.

1577018

Г .. (Составитель О.Мещерякова

Техред М.Дидык Корректор С.Шекмар

Редактор В.Бугренкова

» — т » —— ,Заказ 1853 Тираж 501 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101