NO159630B - Stroemforsyning med bryterregulering. - Google Patents
Stroemforsyning med bryterregulering. Download PDFInfo
- Publication number
- NO159630B NO159630B NO824316A NO824316A NO159630B NO 159630 B NO159630 B NO 159630B NO 824316 A NO824316 A NO 824316A NO 824316 A NO824316 A NO 824316A NO 159630 B NO159630 B NO 159630B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- current
- circuit
- voltage
- transistor
- overcurrent
- Prior art date
Links
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 title claims description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 48
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims 1
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 5
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
- H03K17/082—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit
- H03K17/0826—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit in bipolar transistor switches
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/10—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers
- H02H7/12—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers
- H02H7/122—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers for inverters, i.e. DC/AC converters
- H02H7/1227—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers for inverters, i.e. DC/AC converters responsive to abnormalities in the output circuit, e.g. short circuit
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Protection Of Static Devices (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
- Input Circuits Of Receivers And Coupling Of Receivers And Audio Equipment (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse angår strømforsyning med bryterregulering av den art som angitt i innledningen til krav 1.
Som beskrevet av Abraham I. Pressman i publikasjonen "Swi-tching and Linear Power Supply Design" utgitt av Hayden Book Company i 1977, side 183 til 185 er rutineprøvende
og vedlikeholdet av strømforsyninger slik at utgangen til strømforsyningen kan bli ved uhell kortsluttet til jord. Overbelastningsstrømmer kan forekomme som følge av et sammen-brudd eller en feil i belastningskretsen. Mens de fleste overbelastningsstrømmer er midlertidig er det ønskelig at de ikke ødelegger strømforsyningen. Av denne grunn har overstrømbeskyttelseskretser blitt anvendt med stort sett hell.
Tidligere kjente overstrømbeskyttelseskretser er primært
ment som beskyttelse mot tap i lineære seriepasserings-elementer når et utgangspunkt blir kortsluttet til jord.
Selv om hovedgrunnen for tidligere overstrømbeskyttelse
er å beskytte mot slike kortslutninger ved utgangen av strømforsyningen er det også nyttig å beskytte mot mindre begrensede overstrømmer over den maksimale spesifiserte belastningsstrømmen.
Ovenfor nevnte publikasjon beskriver to generelt benyttede moduser for overstrømsbeskyttelse: konstant strøm og strøm "tilbakefolding". Ved et konstant strømbeskyttelses-system, når utgangsstrømmen blir øket over den maksimalt bestemte overlastningsstrømmen, idet utgangsstrømmen forblir konstant. Ved et strømtilbakefoldingssystem forblir utgangsspenningen konstant og innenfor bestemte grenser opp-til et forutbestemt strømnivå. Over dette strømnivået begynner utgangsspenningen og strømmen å falle tilbake langs en "tilbakefoldings"-linje.
For lineær seriepasseringsregulatorer kan strømtilbakefolde-teknikken ha fordeler like ovenfor konstant strømteknikk. Ingen av de kan imidlertid anvendes direkte på en strømfor-syning av bryterregulatortypen- Tidligere kjente overstrøm-begrensere for bryterregulatorer er tilpasset de tidligere utviklet for lineære regulatorer. Da slike tidligere kjente bryterregulatorer for overstrømsbegrensningskretser avhenger av tilbakeinnstilling av en bryterinduktorkjerne kan dette bli dyrt og ellers vanskelig å tilveiebringe.
Bryterregulatorer av hysteresetypen (ikke-klokket) som dessuten benytter tidligere kjente overstrømsbegrensere har en bryterfrekvens som er i forhold til størrelsen på overbelastningsresistansen. Bryterfrekvensen er svært høy for "kritisk overbelastningsresistanse" og lavest for en kortslutning. Den "kritiske overbelastningsresistansen" er definert her som belastningsresistansen litt mindre enn belastningsresistansen som kun utløser overstrømsbegrenser-terskelinnstillingen.
Den høye bryterfrekvensen oppnådd ved kritisk overbelastningsresistanse overskrider vanligvis strømforsyningsbryter-frekvensytelsen til begge transistorbryterne og tilbake-løpsdioden. Det er således ønskelig å tilveiebringe en strømforsyning som har en bryterfrekvens som blir holdt konstant ved høyeste sikker bryterytelse for alle overbe-lastningsresistanser innbefattende kortslutning så vel som en kritisk belastningsresistans.
Det er dessuten ønskelig å tilveiebringe en strømforsyning med myk på og av karakteristikk. En myk start kan være nødvendig i tilfelle av.at lasten krever svært høy transient startstrøm. Kondensatorer, motorer og utladningslamper er eksempel på laster som krever høye•transiente startstrømmer. En myk utkopling kan være- nødvendig i tilfeller hvor den uregulerte strømkilden blir slått av, som bevirker en bryterregulator til å avføle et spenningsfall som det er forsøkt å kompensere ved å trekke mer strøm gjennom brytertransistoren. I denne modusen kan den uregulerte strømkilden bli trukket ned på grunn av den langsomme utladningen til en inngangsfilterkondensator. Strømforsyningsbryteren kan ha nok energi til å bli forspent på, men ikke nok til å bli mettet. I det tilfellet kan svært høy strøm bli trukket gjennom brytertransistoren i dens aktive modus. Dette utgjør en fare for en brytertransistor uten den myke ut-koplingen .
US-patent nr. 4058758 beskriver bruk av en lysemitterende diode (LED) i forbindelse med sekundærviklinger til en transformator for å overføre overbelastningsstrøminformasjon, men hvor det er nødvendig med isolasjon mellom viklingene. Utførelsesformene er i de fleste tilfellene for halvbølge-ledning til lasten. Det er imidlertid også et eksempel (fig. 3) på fullbølgelastledning. Dette patentet angår således for det første kopling av overbelastningsinformasjonen til styrekretsen ved bruk av LED'er og for det andre følgende reduksjon av funksjonsfaktoren til brytertransistoren under overbelastningstilstander, slik som for å begrense over-belastnings spredningen .
Det er ikke nevnt noe i dette patentet om redusering av bryterfrekvensen eller generering av en konstant frekvens i løpet av overbelastningen, hvilken frekvens er i det vesentlige uavhengig av graden av overbelastning på strømforsyningen.
Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en overstrømbeskyt-telse av den innledningsvis nevnte art, hvis karakteristiske trekk fremgår av krav 1. Ytterligere trekk ved oppfinnelsen fremgår av de øvrige underkravene.
Oppfinnelsen skal nå beskrives nærmere med henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 viser et skjematisk diagram av en første utgangsform
av foreliggende oppfinnelse.
Fig. 2 viser et skjematisk diagram av en andre utførelses-form av foreliggende oppfinnelse. Fig. 3 viser et skjematisk diagram av en tredje utførel-sesform av foreliggende oppfinnelse. Fig. 4 viser spenningsbølgeformer for ytterligere å vise
driften av foreliggende oppfinnelse.
Overstrømsbeskyttelseskretsen for strømforsyningen ifølge foreliggende oppfinnelse er vist på figurene 1-3.
Fig. 1 viser den første av tre utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse. Overstrømsbeskyttelseskretsen ifølge foreliggende oppfinnelse er vist generelt ved henvisningstallet 10 innenfor de stiplede linjene. En effektbryter-transistor er drevet ved hjelp av en basisdrivkrets 14. Bryterkretstransistoren Q ^ er tilkoplet mellom en kilde med uregulert linjespenning V via motstanden R1 og en last ved VQ gjennom induktoren L-^- En tilbakeløpsdiode CR^^ er koplet til forbindelsen mellom brytertransistoren Q1;L og induktoren og jord. En spenningsavfølingskrets 16 er forbundet med Vq for å overvåke utgangsspenningen. Utgangen til spenningsavfølingskretsen 16 er forbundet med inngangen til en hysteresespenningskomperator 18 som driver basisdrivkretsen 14.
Basisdrivkretsen 14, spenningsavfølingskretsen 16 og komperatoren 18 er vist i blokkdiagram for å betone at disse kretsene kan være anordnet i en bryterregulator for strøm-forsyningen. Konstruksjonen av disse kretsene er velkjent for fagmannen på området. Detaljer ved disse blokkdiagram-mene er ikke nødvendig for å forstå foreliggende oppfinnelse. Konstruksjonen av slike kretser er vist i US-patent nr. 3.294.981, nr. 3.772.588, nr. 3.931.567, nr. 4.034.280 og
tidligere nevnte publikasjon side 321-325.
Som nevnt ovenfor er overstrømsbegrenserkretsen ifølge foreliggende oppfinnelse vist med henvisningstallet 10. Deb innbefatter en motstand R, „ i strømbanen mellom kilden for uregulert linjespenning VT og emitteren til brytertransistoren Q-q • Kretsen 10 har også en amplitudekomperatortran-sistor Q-^ forbundet slik at den flyter over jordpotensialet. Transistoren Q1, er basisforbundet med emitteren til brytertransistoren Q11 gjennom et lavpassf ilter, R-^ og . Motstanden R, „ tilveiebringer en strømavfølingsmotstand ved at dens spenningsfall blir ført til inngangen til transistoren Q, gjennom R^/C^-filteret.
Motstanden R^ mellom transistorens Q, , emitter og transistorens basis og kondensatoren C1 over basisemitterfor-bindelsen til transistoren Q, tilveiebringer et lavpass-RC-filter. Dette RC-filteret fjerner de store amplitude, hurtige (nanosekund) spenningstopper som forekommer over R^ bevirket av strømmen gjennom CR^ mot jord ved det øyeblikket transistoren Q.. , slåes på. Selv om CR-^ er en typisk hurtig gjenopprettingsdiode, og den har en endelig gjenopprettingstid. I løpet av dens gjenopprettingstid er den i en lede-modus som tillater strømmen å flyte gjennom brytertransistoren Q ^ til jord. I løpet av CR^ gjenopprettingsintervallet strømmer strøm gjennom CR^ som om den ble momentant kortsluttet. Lavpassfilteret tilveiebrakt ved kombinasjon av motstanden R^ og kondensatoren C, forhindrer at disse diode-gjenopprettingsstrømtoppene trigger feilaktig overstrøms-amplitudedetektoren (strømgeneratoren) Q^. Ved å benytte komponentverdiene vist i tabell I nedenfor blir RC-tidskonstanten til filteret tilnærmet en mikrosekund. Filteret forsinker ikke synbart iboende reaksjonstid til overstrøms-begrenserkretsen 10.
Motstanden R£ er forbundet i kollektorbanen til transistoren Q for å tilveiebringe parasittsvningsundertrykkelse når transistoren Q.. er i lineær modus- Ved denne sammenstillin-gen er transistoren Q.. både en flytende overstrømsdetektor og en strømgenerator. Transistoren Q 1 er enten av når der ikke er noen overbelastningsstrøm eller i lineærmodusen når der er en overbelastning gjennom strømforsyningsbrytertran-sistoren Q-^ • Ved en overstrømsdetektering rampestyres transistorens Q, basisspenning lineært inn i transistorens Q.. aktivé område slik at transistorens Q, kollektorstrøm ligner en lineær strømrampe. (For å være mer nøyaktig er kollektorstrømmen gjennom transistoren Q ikke-lineær når Q1 går ut av kollektorsperring. For praktiske formål er imidlertid transistorens Q, kollektorstrøm en pseudo-1ineærøkende funksjon.)
En kondensator er forbundet i kollektorbanen til transistoren Q for å motta strømmen fra transistoren Q1 ved jordpotensialet. Spenningsfallet over kondensatoren C tilveiebringer en eller to forskjellige inngangssignaler til en komperatorkrets innbefattende forsterkeren U^, motstanden R,^ til R.. 0 og kondensatorne C . Motstandene
lj lo 11
<R>^^ og R-j^^ innstiller komperatorens terskelnivå. Kondensatoren C ^ danner et lavpassfilter for å minimalisere støy-interferensen for 2-nivå(hysterese)referansepotensialet til komperatoren U^. R^^ etablerer hysteresestørrelsen for komperatoren , dvs. det øvre og nedre utløsernivået (UT og LT) til komperatoren U^. R^ er nivåhevemotstanden for den "ledningsforbundne ELLER"-kretsen ved utgangen, til komperatoren U^ og bl okk diagrammet 18.
Spenningsfallet over kondensatoren C2 blir tilført komperatoren U^ gjennom en spenningsdeler som består av motstanden R.. r og R, 0. Rn r og R1D utgjør også en utladningsbane for
±b lo lo lo
kondensatoren C^. Som en følge derav er tidskonstanten til' kondensatorens fallspenning C2~ganger parallellkombinasjonen mellom motstanden R^g og R^s* Kondensatoren lades hurtig ved integrering av strømrampen fra transistoren Q. og utlades langsomt gjennom motstanden R^g og R-^g-
Kondensatoren C2 integrerer lineærkollektorstrømrampen fra transistoren Q^. Overstrømskomperatoren U^ endrer tilstand etter at spenningen over kondensatoren C2 stiger over dens stabile tilstandsverdi til det øvre utløserpunktet (UT) til komperatoren . Endringen av tilstanden til komperatoren U, , starter overstrømsutkoplingen av transistoren Q^^ via den "tilkoplede ELLER"-forbindelsen med basisdrivkretsen 14. Ved utkopling av transistoren utkoples transistoren (tilnærmet en mikrosekund) så snart som kondensatoren utlades en brøkdel av en volt. Transistorne Q 1 , og Q1 forblir utkoplet, dvs. sperret inntil spenningen over kondensatoren C2 faller ved omkring en halv volt (ved å benytte parametrene nærmere spesifisert i tabell I lengre nede i beskrivelsen) som er hysteresen for komperatoren U^. Denne ladningen og utladningen av kondensatoren C ? og kompera-torhysteresen danner en relaksasjonsoscillator for å innstille bryterregulatorfrekvensen og arbeidssyklusen i løpet av en-hver overbelastningstilstand.
Bølgeformen som forekommer over kondensatoren C2 for en kon-tinuerlig overbelastet tilstand er vist på fig. 4 for parametrene vist i tabell I. Fig. 4a viser spenningsbølgeformen over kondensatoren C2 og fig. 4b viser spenningsbølgeformen ved komperatorens utgang. Det skal bemerkes at spenningsfallet over kondensatoren begynner ved den øvre terskelen (UT) til komperatoren (dvs. 3,35 volt) og faller til komperatorens nedre terskel (UT) (dvs. 2,85 volt).
Det fremgår av fig. 4b at i løpet av tiden utgangen til komperatoren er lav, 0 volt, fastholder basisdrivkretsen 14 brytertransistoren Q 1;. i utkoplet tilstand, dvs. sperret.
Når spenningsfallet over kondensatoren C2 imidlertid når
den nedre terskelen LT går utgangen til komperatoren U^
til et nivå og basisdrivkretsen går til et lavt nivå og bryteren Q.. 1 slåes på, dvs. transistoren Q^^ blir ledende. Ved antagelse av at overbelastningen eller kortslutningen
er fremdeles over V når transistoren Q., blir ledende
o 11
vil strømmen som flyter gjennom motstanden R^2 igjen gjøre
transistoren Q, ledende. Når transistoren Q1 blir ledende lader den kondensatoren C» slik at utgangsspenningen til kondensatoren (se fig. 4a) hurtig når den nye øvre terskelen ved UT. Dette bevirker at komperatoren U^ koples ut som bevirker at basisdrivkretsen går til et høyt nivå
som derved slår av brytertransistoren Q-q •
Den stiplede linjen på fig. 4a viser fallbanen til kondensatoren C^- Avstanden h mellom den nedre terskelen LT og den øvre terskelen UT er hysteresen til komperatoren U^. Pulsrepetisjonsfrekvensen for kurven på fig. 4b skulle være
i størrelsesorden 1 kHz som benytter komponentene spesifisert i tabellen I. Den stiplede vertikale linjen på fig. 4 viser tidskoinsidensen mellom fig. 4a og 4b.
Pulsbredden AT på fig. 4b avhenger av størrelsen på overbe-las tningsmotstanden. For en kortslutning vil AT være et mini-mum som bevirker at tilbakestillingsspenningen for induktoren Lll er ve<^ et minimum' Det typiske området for AT er slik
at AT er større enn 5 mikrosekunder og mindre enn 50 mikrosekunder. AT er tilnærmet lik L,, x (V^-V ) . Hvor
er induktansen til induktoren L-^-j.' er * ± lik
Vq er utgangsspenningen og V er lik den uregulerte inngangs-linjespenningen. Det skal bemerkes at PRF på 1000 Hz er rela-tivt uavhengig av størrelsen på overbelastningsmotstanden på grunn av 1/1000 Hz >> 50 mikrosekunder.
Frekvensen til overstrømskomperatoroscillasjonen kan lett bli justert ved å endre kapasitansen til kondensatoren C^. Frekvensen skulle bli innstilt, så høy som mulig og enda være innenfor den maksimale bryterhastigheten og frekvensverdiene for transistoren Q 1 1 og dioden CR^. Ved overstrømsgrense-modus ville brytertransistorens på-arbeidssyklus være svært lav som vist på fig. 4b. For å være innenfor de endelige bryterhastighetscfjegrensningene til transistoren ^11°^ dioden CR-q skulle overstrømsbegrensningsmoduspuls^-. repetisjonsfrekvensen være satt lavt, dvs. omkring 1000 Hz.
Typiske bryterhastighetsbegrensninger for transistoren og dioden CR^ krever at overstrømmens periodiske tilbakevendende frekvens blir innstilt til omkring 1000 Hz. Denne periodiske tilbakevendende frekvesen blir igjen innstilt via kondensatorens C 9 tidskonstant. Minimal overstrøms-tilbakefoldning forbedrer PÅ-karakteristikken til strøm-forsyningen når den driver utladningslampekondensatorer, motorer og lignende.
Overstrømsterskelstrømmen (Iipjirs) er generelt definert som Im, = CL PÅ V^/R, „ ~ 0,6 volt/R..,.. Terskelstrømmen skulle
inrs j_ Bij \-£. — \-Z
innstilt tilnærmet en faktor 2 høyere enn strømforsyningens fullbelastningsstrøm. Denne høyere innstillingen skal ta med i beregningen variasjoner i basisemitterspenningen VBE for PÅ-tilstanden til transistoren Q, (Q^ PÅ V"BE) motstands-toleransene og for å forhindre feiltrigging av overstrøms-beskyttelseskretsen 10.
Strømmen gjennom transistoren Q, , vil være en lineær rampe så lenge som L, , er lineær. Det skal bemerkes at strømmen gjennom transistoren Q.. , ville fortsatt rampestyres oppover selv etter overstrømskomperatoren endrer tilstanden som signaliserer en overbelastningsstrøm. Transistoren Q, ,
slår ikke AV inntil et par mikrosekunder etter komperatoren U i;. endrer sin tilstand. Denne "coast-up" strømmen vil være mindre med en hurtigere brytertransistor Q11 og hurtigere basisdrivkrets 14.
Fig. 2 viser strømbegrenseren for to effektbrytertransistorer ^11 °g ^12^ forbundet parallelt. Ved denne utførelsesformen er kretsen ifølge oppfinnelsen den samme og drives på samme måte som på fig. 1 med unntak av at motstanden R^ har blitt erstattet av to motstander R-^ og R3 som hver er stort sett to ganger s-tørrelsen av motstanden R^ på fig. 1.
Dette tillater dualinngang til transistoren mens RC-tidskonstanten mellom motstandene R^ og R^ og kondensatoren fastholdes. For samme bryterstrømmen vil parallelldrift redusere den stabile tilstanden av spenningsfallet ved tilnærmet en faktor lik 2.
På fig. 2 tjener motstandene R^2 og R2Q to funksjoner. Den første er å avføle belastningsstrømmen og den andre er å
avhjelpe balansen i den stabile tilstandsbelastningsstrømmen mellom transistoren Q, , og Q12- Transienten ved lave strøm-mer kan ikke bli balansert ved hjelp av motstanden R^2 og R2q på grunn av at en av de to transistorne alltid kopler hurtigere. Dette betyr at i løpet av PÅ-bryterøyeblikket fører
den hurtigste transistoren 10 0% av den PÅ-strømmen. Den langsomste transistoren fører 100% av AV-strømmen i løpet av brytertransienten. Dersom transistorbrytertiden blir gjort svært kort blir øyeblikket for 100% individuell ledeevne (teoretisk 100% overbelastning) så kort at transi-storsjikt (varmt punkt) ødeleggelse bli unngått forutsatt at der er adekvat basisdrift.
En tredje utførelsesform er vist på fig. 3. Denne utførel-sesformen er vist for å vise at oppfinnelsen kan bli realisert ved bruk av en enkel spenningsregulerende komperator U^2-Elimineringen av en kamperator sparer likestrømsforsyningen 'og reduserer antall deler for totalkretsen. Utførelsesfor-men på fig. 3 anvender således mindre hvilestrøm. Dette er et viktig trekk ved anvendelse innenfor romfarten hvor enkel strømforsyning og pålitelighet er svært viktig.
Den tidligere beskrivelsen av utførelsesformen på fig. 1 og 2 anvender for dette komponentene R^, R,,, C-^ og Q^. : Ved utførelsesformen på fig. 3 tilsvarer kondensatoren C1Q1 i serie med kondensatoren C102 kondensatoren C2 på utførelses-formene på fig. 1 og 2. Dioden CR1 tilveiebringer "ELLER"-funksjonen slik at enten spenningsavfølingskretsen 16 eller overstrømsbegrenserkretsen 10 kan styre samme komperatoren °12<->
I løpet av normal drift (ingen overbelastning) blir dioden
CR^ tilbakeforspent med omkring 3 volt slik at overstrøms-kretsen ikke belaster spenningsavfølingsdeleren som be-
står av motstanden R102 0<3 Rio3" Disse motstandene tilveiebringer et signal for komperatoren U^2 som blir sammenlignet med et referansepotensial over motstanden R^^ til R±j som beskrevet ovenfor med hensyn til fig. 1 å tillate at komperatoren U-. 2 tilveiebringer signaler til basisdrivkretsen 14 for å styre brytertransistoren Q-^-
Når det er en overstrømstilstand overskrider dioden CR^ signalet fra spenningsavfølingsdeleren (R-^q2 °^ <R>103^
og sender lineærstrømrampe fra transistoren til kondensatoren C-lq-l og C102* Dette overskridelsessignalet endrer hurtig tilstanden til komperatoren U12 til å slå av brytertransistoren Q-^- Når transistoren Q ^ slåes av slåes også transistoren Q.. av.
Strømmen gjennom dioden CR.^ anbringer en ladningsspenning tilnærmet lik hysteresen til komperatoren på de serieforbundne kondensatorne C1Q1 og C102" 1 tilfelle av at overspenning og overstrømsterskler forekommer ved samme øyeblikk vil strøm-men gjennom dioden CR^ ikke addere mye ladespenning til kondensatorne C^q^ og C^q2- En halv periode senere (f.eks. omkring 25 mikrosekunder) vil imidlertid spenningsavfølingskretsen
16 føre brytertransistoren Q 1 tilbake til PÅ-tilstanden. Dioden CR^ vil nå hurtig lade kondensatorne C^q^ og C^^2
for å utløse terskelen til komperatoren U^2 som endrer transistorens Q1 tilstand til AV. Dvs. dioden CR-j^ lader eksponen-sielt kondensatorne C-j.01 og C-^q2 med full verdi av kompera-torhysteresen som vil slå av transistoren Q innenfor flere mikrosekunder. Transistoren Q1.1n vil ikke forbli av inntil
deltaspenningen, hurtig ladet i kondensatorne C^^^ og C-^q2' faller. Fallbanen for kondensatoren C^q^ er langsom på grunn av at den er via parallellkombinasjonen mellom motstandene R^02 og R103* Denne hurtige ladningen, langsomt fall på kondensatorne C^^^ og C^q2 danner en relaksasjonsoscillator. Funksjonen til relaksasjonsoscillatoren til den samme som den beskrevet for fig. 1. Frekvensen til relaksasjonsoscillatoren blir innstilt ved hjelp av størrel-sen på kondensatorne C^^^ og c^q2' parallellmotstanden til spenningsdeleren tilveiebrakt ved hjelp av motstandene R102°g R103°g hysteresespenningen til komperatoren U^. Det ovenfor beskrevne med hensyn til optimal frekvens for denne oscillatoren gjelder også for utførelsesformen på fig.
3. En kHz er typisk.
Kryssnettverket og spenningsavbøyingskretsen 16 gir noen begrensninger på området for kondensatorne C^q^ og C^q,,.
Et kompromiss kan imidlertid bli tilveiebrakt ved at både denne overstrømsavfølingskretsen og spenningsavfølings-kretsen 16 arbeider riktig sammen. Mens foreliggende oppfinnelse har blitt beskrevet med henvisning til spesielle utførelsesformer for en bestemt anvendelse skal det bemerkes at oppfinnelsen ikke er begrenset til denne. Fagmannen på området vil innse at det er mulig med modifikasjoner innenfor dens ramme. De ovenfor beskrevne utførelsesformene viser hysteresekomperator av typen bryterregulatorer, men det er f.eks. klart at oppfinnelsen kan anvendes ved klokkede komperatorer av typen bryterregulatorer .
Claims (3)
1.
Strømforsyning med bryterregulering innbefattende en brytertransistor (On) koblet mellom en spenningskilde (VL) og en last, en styrekrets (14) for aktivering og deaktivering av brytertransistorene (On, O12) for å regulere lastspenningen og en overstrømbegrensningskrets (10) innbefattende
en første krets (Ri2« Rl» R3 • <c>l» °1) for avføling av strømmen gjennom brytertransistoren (On» Q12)' °S
generering av strøm som varierer i det vesentlige kun med spenningen (VL) alltid når strømmen gjennom brytertransistoren (On. Q12) overskrider en forutbestemt terskel, og
en andre krets (C2, R13-<R>18« ull) for tilveiebrin-gelse for styrekretsen (14) et signal for å deaktivere brytertransistoren (On, Q12)'karakterisert ved at den andre kretsen er anordnet for å generere signalene, for å deaktivere brytertransistoren (Qn, Q12) ved en i det vesentlige konstant frekvens uavhengig av overstrøm-tilstanden.
2.
Strømforsyning ifølge krav 1, karakterisert ved at anordningen for å generere signalene ved en i det vesentlige konstant frekvens innbefatter en relaksasjonsoscillator (C2, Ri6><R>is) °£ en hysteresekomparator (R13, <R>14»<R>15»<R>16»<R>17«<R>18»<u>ll)-
3.
Strømforsyning ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at den første kretsen (Ri2» Rl» Ci» ) er anordnet for å generere en strøm alltid når strømmen gjennom brytertransistoren overskrider en første forutbestemt terskel og en kondensatorinnretning (C2; ^^01' ^102^ er anordnet for å motta strøm generert av den første kretsen (Ri2> R21> Rl» cl> Oli» idet overstrømbegrensningskretsen (10) videre
innbefatter en referanseforspenningsbane (Ri6, R18; Rio2* <R>1Q3) for kondensatorinnretningen og en hysteresekomparator ^11' u12^ som m°ttar spenningen på kondensatorinnretningene (C2; ^ ioi' ^102^ °^ frembringer et utgangssignal som autori-serer aktivering av brytertransistoren (Q^; Q12) nar spenningen på kondensatorinnretningen er Ja<y>ere enn en andre terskel (LT) og deaktivering av brytertransistoren (Q^; Qj.2) alltid når spenningen på kondensatorinnretningen (C2; c^oi' C10g) overskrider en tredje terskel (UT) høyere enn den andre terskelen (LT) inntil spenningen på kondensatorinnretningen C2; cioi' ^102^ a<y>tar under den andre terskelen (LT), idet kondensatorinnretningen (<C>2, ^ iqi' ^ ±02^' ^en parallelle utladningsbanen (Rié>, Ris! <R>i02' R103^ °^ hysteresekompara-toren (U^; U^) frembringer et utgangssignal i tilfelle av overstrøm ved en i det vesentlige konstant frekvens uavhengig av overstrømstilstanden.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/333,356 US4428015A (en) | 1981-12-22 | 1981-12-22 | Overcurrent limiter circuit for switching regulator power supplies |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO824316L NO824316L (no) | 1983-06-23 |
NO159630B true NO159630B (no) | 1988-10-10 |
NO159630C NO159630C (no) | 1989-01-18 |
Family
ID=23302449
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO824316A NO159630C (no) | 1981-12-22 | 1982-12-21 | Stroemforsyning med bryterregulering. |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4428015A (no) |
EP (1) | EP0084245B1 (no) |
JP (1) | JPS58108967A (no) |
AU (1) | AU560755B2 (no) |
DE (1) | DE3278062D1 (no) |
IL (1) | IL67558A (no) |
NO (1) | NO159630C (no) |
Families Citing this family (48)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4493002A (en) * | 1983-02-28 | 1985-01-08 | Westinghouse Electric Corp. | Electronic circuit breaker |
FR2559322B1 (fr) * | 1984-02-03 | 1989-04-28 | Cresto Etu Applic Electronique | Circuit electronique pour la protection d'un transistor de puissance |
US4575673A (en) * | 1984-11-01 | 1986-03-11 | United Technologies Corporation | Solid state electronic switch for motor vehicles |
US4672300A (en) * | 1985-03-29 | 1987-06-09 | Braydon Corporation | Direct current power supply using current amplitude modulation |
DE3525942A1 (de) * | 1985-07-17 | 1987-01-29 | Siemens Ag | Schaltnetzgeraet |
US4678984A (en) * | 1986-04-21 | 1987-07-07 | Sperry Corporation | Digital power converter input current control circuit |
CA1287103C (en) * | 1986-04-22 | 1991-07-30 | Jim Pinard | Cmos latch-up recovery circuit |
US4766605A (en) * | 1986-06-13 | 1988-08-23 | International Business Machines Corporation | Telephone tie trunk driver circuit |
US4808905A (en) * | 1986-08-05 | 1989-02-28 | Advanced Micro Devices, Inc. | Current-limiting circuit |
JPH02262822A (ja) * | 1989-03-08 | 1990-10-25 | Hitachi Ltd | 静電誘導形自己消孤素子の過電流保護回路 |
JP2800277B2 (ja) * | 1989-06-26 | 1998-09-21 | 株式会社豊田自動織機製作所 | 半導体素子駆動回路 |
IT1236533B (it) * | 1989-10-09 | 1993-03-11 | Sgs Thomson Microelectronics | Circuito di protezione da sovratensioni negative per transistori pnp verticali isolati. |
US5212360A (en) * | 1990-09-04 | 1993-05-18 | Amana Refrigeration, Inc. | Line voltage sensing for microwave ovens |
US5245261A (en) * | 1991-10-24 | 1993-09-14 | International Business Machines Corporation | Temperature compensated overcurrent and undercurrent detector |
US5237262A (en) * | 1991-10-24 | 1993-08-17 | International Business Machines Corporation | Temperature compensated circuit for controlling load current |
US5543632A (en) * | 1991-10-24 | 1996-08-06 | International Business Machines Corporation | Temperature monitoring pilot transistor |
US5343141A (en) * | 1992-06-09 | 1994-08-30 | Cherry Semiconductor Corporation | Transistor overcurrent protection circuit |
US5481178A (en) | 1993-03-23 | 1996-01-02 | Linear Technology Corporation | Control circuit and method for maintaining high efficiency over broad current ranges in a switching regulator circuit |
US5578916A (en) * | 1994-05-16 | 1996-11-26 | Thomson Consumer Electronics, Inc. | Dual voltage voltage regulator with foldback current limiting |
KR0147950B1 (ko) * | 1994-05-31 | 1998-10-01 | 배순훈 | 과부하 보호 회로를 갖는 전원 공급 장치 |
US5949226A (en) * | 1995-04-10 | 1999-09-07 | Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakush | DC/DC converter with reduced power consumpton and improved efficiency |
US5565714A (en) * | 1995-06-06 | 1996-10-15 | Cunningham; John C. | Power conservation circuit |
JPH09215319A (ja) * | 1996-02-01 | 1997-08-15 | Toyota Autom Loom Works Ltd | Dc/dcコンバータ |
US5841641A (en) * | 1996-05-01 | 1998-11-24 | Compaq Computer Corporation | Protected zero-crossing detection using switching transistor's on-resistance |
US5912552A (en) * | 1997-02-12 | 1999-06-15 | Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho | DC to DC converter with high efficiency for light loads |
JPH10313572A (ja) * | 1997-05-09 | 1998-11-24 | Toyota Autom Loom Works Ltd | スイッチングレギュレータ制御方式 |
SG71774A1 (en) * | 1998-04-01 | 2000-04-18 | Compaq Computer Corp | Switched-mode power converter with triple protection in single latch |
US6307356B1 (en) | 1998-06-18 | 2001-10-23 | Linear Technology Corporation | Voltage mode feedback burst mode circuit |
JP3065605B2 (ja) * | 1998-10-12 | 2000-07-17 | シャープ株式会社 | 直流安定化電源装置 |
DE69905543T3 (de) † | 1998-12-07 | 2006-10-19 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Verfahren zur Herstellung von Methanol |
JP2000193687A (ja) * | 1998-12-25 | 2000-07-14 | Toyota Autom Loom Works Ltd | 電流検出回路、およびその電流検出回路を備えたdc/dcコンバ―タ |
US6127815A (en) * | 1999-03-01 | 2000-10-03 | Linear Technology Corp. | Circuit and method for reducing quiescent current in a switching regulator |
FI109848B (fi) * | 1999-05-27 | 2002-10-15 | Nokia Corp | Menetelmä elektroniikkalaitteen jännitesyötön järjestämiseksi |
DE19932379A1 (de) * | 1999-07-13 | 2001-01-18 | Braun Gmbh | Drosselwandler |
US6330143B1 (en) | 2000-02-23 | 2001-12-11 | Ford Global Technologies, Inc. | Automatic over-current protection of transistors |
JP3501119B2 (ja) * | 2000-12-06 | 2004-03-02 | 株式会社村田製作所 | スイッチング電源 |
US6674274B2 (en) | 2001-02-08 | 2004-01-06 | Linear Technology Corporation | Multiple phase switching regulators with stage shedding |
US6476589B2 (en) * | 2001-04-06 | 2002-11-05 | Linear Technology Corporation | Circuits and methods for synchronizing non-constant frequency switching regulators with a phase locked loop |
JP4200364B2 (ja) * | 2003-04-10 | 2008-12-24 | ミツミ電機株式会社 | スイッチング式acアダプタ回路 |
US7019507B1 (en) | 2003-11-26 | 2006-03-28 | Linear Technology Corporation | Methods and circuits for programmable current limit protection |
US7030596B1 (en) | 2003-12-03 | 2006-04-18 | Linear Technology Corporation | Methods and circuits for programmable automatic burst mode control using average output current |
DE102004007288A1 (de) * | 2004-02-14 | 2005-09-08 | Conti Temic Microelectronic Gmbh | Schaltungsanordnung zum Überlastungsschutz eines ansteuerbaren Schaltelements |
JP2006053898A (ja) * | 2004-07-15 | 2006-02-23 | Rohm Co Ltd | 過電流保護回路およびそれを利用した電圧生成回路ならびに電子機器 |
KR100608112B1 (ko) | 2004-08-27 | 2006-08-02 | 삼성전자주식회사 | 과전류 보호회로를 구비한 전원 레귤레이터 및 전원레귤레이터의 과전류 보호방법 |
US7378824B2 (en) * | 2006-05-26 | 2008-05-27 | Leadtrend Technology Corp. | Voltage converter capable of avoiding voltage drop occurring in input signal |
JP2008154419A (ja) * | 2006-12-20 | 2008-07-03 | Ricoh Co Ltd | スイッチングレギュレータ及びスイッチングレギュレータを構成する半導体装置 |
GB2564700A (en) * | 2017-07-21 | 2019-01-23 | Rolls Royce Plc | A power electronics module and a method of detecting a fault in a power electronics module |
US11309882B2 (en) | 2019-12-20 | 2022-04-19 | Texas Instruments Incorporated | OPAMP overload power limit circuit, system, and a method thereof |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3629622A (en) | 1970-04-03 | 1971-12-21 | Sylvania Electric Prod | Switching regulator having a low dissipation current overload detection device |
US3736469A (en) | 1972-02-14 | 1973-05-29 | Rca Corp | Switching regulator overload protection circuit |
JPS5240017B2 (no) | 1972-10-16 | 1977-10-08 | ||
US3982173A (en) | 1974-04-10 | 1976-09-21 | Hughes Aircraft Company | AC-DC voltage regulator |
US4058758A (en) * | 1976-07-02 | 1977-11-15 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Cooperative primary and secondary current limiting to selectively limit aggregate and individual current outputs of a multi output converter |
US4278930A (en) | 1979-09-27 | 1981-07-14 | Gte Automatic Electric Laboratories, Inc. | Current sensing circuit for power supply with series control transistor |
US4335345A (en) * | 1980-10-09 | 1982-06-15 | Transaction Control Industries | Current limiting circuit for switching regulator |
JPS6223539A (ja) * | 1985-07-24 | 1987-01-31 | Hitachi Ltd | ガスタ−ビン用排気ダクト |
-
1981
- 1981-12-22 US US06/333,356 patent/US4428015A/en not_active Expired - Lifetime
-
1982
- 1982-12-20 AU AU91690/82A patent/AU560755B2/en not_active Ceased
- 1982-12-21 DE DE8282306821T patent/DE3278062D1/de not_active Expired
- 1982-12-21 EP EP82306821A patent/EP0084245B1/en not_active Expired
- 1982-12-21 NO NO824316A patent/NO159630C/no unknown
- 1982-12-22 JP JP57224049A patent/JPS58108967A/ja active Granted
- 1982-12-24 IL IL67558A patent/IL67558A/xx not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
IL67558A0 (en) | 1983-05-15 |
EP0084245B1 (en) | 1988-01-27 |
IL67558A (en) | 1986-10-31 |
AU9169082A (en) | 1983-06-30 |
EP0084245A1 (en) | 1983-07-27 |
NO824316L (no) | 1983-06-23 |
JPH0337391B2 (no) | 1991-06-05 |
US4428015A (en) | 1984-01-24 |
DE3278062D1 (en) | 1988-03-03 |
JPS58108967A (ja) | 1983-06-29 |
AU560755B2 (en) | 1987-04-16 |
NO159630C (no) | 1989-01-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO159630B (no) | Stroemforsyning med bryterregulering. | |
EP1178591B1 (en) | Power supply device with detection of malfunctioning | |
US5615097A (en) | Transient over voltage protection circuit for electrical power converters | |
US4000443A (en) | Voltage control | |
US4595977A (en) | Switched mode power supply | |
US20060164780A1 (en) | Electrical barrier | |
US4646219A (en) | Intrinsically safe power supply with a current regulator | |
US4321644A (en) | Power line transient limiter | |
AU603587B2 (en) | Transient protection device | |
EP0188570A1 (en) | Switch-mode power supply | |
US4271447A (en) | Power supply for circuit breaker static trip unit | |
US4414598A (en) | Regulated power supply | |
JP2993210B2 (ja) | 電源回路の保護装置 | |
CN112736853A (zh) | 原边控制电路、控制方法以及电源变换电路 | |
US4288830A (en) | Overvoltage protector | |
EP1701424B1 (en) | Combined device of electric protection at low voltage against transient and extended over-voltage with automatic reconnection | |
HU226289B1 (en) | Circuit arrangement for a residual-current circuit breaker | |
WO2007067361A1 (en) | Power switch with simple overload protection | |
US20040022002A1 (en) | Method for protecting at least one consumer against overvoltage tages and device for carrying out the method | |
US4162434A (en) | Regulator with short circuit protection | |
WO1995008862A1 (en) | Method and switching arrangement for starting a power supply | |
Danielsson | HVDC valve with light-triggered thyristors | |
SU1707609A1 (ru) | Импульсный стабилизатор напр жени посто нного тока | |
KR0138560Y1 (ko) | 전원 단락 보호회로 | |
JPS59143476A (ja) | スタンバイ作動機器用の電源回路装置 |