RU1772877C - Преобразователь напр жени с защитой от асимметрии - Google Patents

Abstract

Использование: вторичные источники электропитани . Сущность изобретени : преобразователь напр жени  с защитой от асимметрии содержит двухтактный усилитель мощности на транзисторах, задающий генератор 1 пр моугольных импульсов, блок логической обработки управл ющих сигналов 2, пороговое устройство 2. Введение в пороговое устройство 9 формировател  3, ключа 4, конденсатора, повторител  5, сумматора-ограничител  6. компаратора 7, D- триггера 8 обеспечивает ограничение длительности провод щего состо ни  транзисторов . 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может быть использовано в источниках питани  радиоэлектронной аппаратуры.

Известны преобразователи, в которых имеютс  устройства дл  устранени  режима несимметрии работы выходного трансформатора , содержащие широтно-импульсный модул тор, генератор пилообразного напр жени , задающий генератор, селектор, делитель частоты, усилитель, трансформаторы регулируемого инвертора, выпр митель , фильтр, суммирующее устройство, датчик несимметрии.

К датчику несимметрии подключен выпр митель , фильтр, коммутаторы и компаратор .

Недостатком известных схем симметрировани   вл етс  их сложность. Эти схемы также облада ют низким быстродействием из-за наличи  интегрирующих цепей; симметрирование осуществл етс  только в установившемс  режиме.

Известны также преобразователи, в которых имеютс  устройства дл  устранени  режима несимметрии работы выходного трансформатора, обладающие более высоким быстродействием, в которых измер етс  мгновенное значение токов силовых транзисторов и при увеличении тока выше определенного значени  устройство отключает силовые транзисторы в самом начале возникновени  несимметрии.

Известные устройства содержат генератор пр моугольных импульсов, широтио- импульсный модул тор, блок логической обработки управл ющего сигнала, двухтактный усилитель мощности, силовые транзисторы которого подключены к первичной обмотке силового трансформатора, датчика тока и пороговый элемент.

Существенным достоинством устройств симметрировани  этих преобразователей  вл етс  простота их схемных решений и высокое быстродействие.

Наиболее близким из известных устройств по своей технической сущности и достигаемому результату  вл етс  устройство по авт. св. № 1374367.

Однако недостатком прототипа  вл етс  то, что устройство измерени  несимметрии эффективно работает при номинальном токе преобразовател .

Целью предлагаемого изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей путем защиты преобразовател  от срабатывани  по ложным сигналам.

Указанна  цель достигаетс  техническим решением, представл ющим собой устройство , в которое введены конденсатор,

повторитель, триггер выполнен в виде D- триггера и снабжен входами синхронизации и сброса, компаратор снабжен стробирую- щим входом, причем выход формировател 

соединен с управл ющим входом ключа, входом синхронизации D-триггера и стро- бирующим входом компаратора, другой вывод ключа соединен с конденсатором, последний одним выводом подключен к об0 щему выводу, а другим - к входу повторител , выход которого соединен с первым входом сумматора, выходом подключенного к первому входу компаратора, выходом соединенного со входом сброса D-триггера.

5 На фиг. 1 представлена структурна  схема предлагаемого преобразовател  напр жени  с защитой от асимметрии.

На фиг. 2 представлены временные диаграммы работы преобразовател .

0 Преобразователь напр жени  с защитой от асимметрии (фиг. 1) содержит задающий генератор 1, выход которого соединен с первым входом блока логической обработки управл ющих сигналов 2, выходы которо5 го соединены с эмиттерами и базами транзисторов VT1 и VT2 двухтактного усилител  мощности преобразовател , коллекторы транзисторов подключены к соответствующим выводам первичной об0 мотки выходного трансформатора; к вторичной обмотку трансформатора подключена нагрузка RH, в цепь эмиттеров транзисторов VT1, VT2 относительно нулевого провода источника питани  преобразовател  Un вклю5 чен резисторный датчик тока ДТ; выход генератора 1 соединен также с входом формировател  3, выход которого подключен к, управл ющему входу электронного ключа А. Вход электронного ключа 4 соединен с дат0 чиком тока ДТ. Выход ключа 4 соединен с конденсатором С и со входом повторител  5. Выход повторител  5 соединен с одним из входов сумматора 6. на второй вход сумматора 6 подключен источник опорного напр 5 жени . Выход сумматора 6 соединен с одним из входов компаратора 7, выход которого соединен со входом сброс триггера 8. Выход триггера 8 соединен со входом 2 блока логической обработки управл ющих

0 сигналов 2.

Выход формировател  3 соединен со входом стробировани  компаратора 7 и входом синхронизации триггера 8. Второй вход компаратора 7 соединен с датчиком тока

5 ДТ.

Элементы 3,4.5, 6,7,8 соединены между собой, представл ют пороговое устройство 9, имеющее вход 1 и вход 2.

Преобразователь работает следующим образом.

Тактова  частота задающего генератора пр моугольных импульсов 1 (фиг. 2а) поступает на вход 1 блока логической обработки управл ющих сигналов 2, где она преобразуетс  в дза напр жени , сдвинутых относительно друг друга на период частоты задающего генератора с соотчетстгаующей паузой, исключающей перекрытие транзисторов, и с выхода 1 и выхода 2 (фиг. 26, в) подаетс  на базовые переходы транзисторов VT1 и VT2 (относительно выхода общий).

Если асимметрии в данный момент в работе преобразовател  не наблюдаетс , то с выхода порогового устройства 9 на вход 2 блока логической обработки управл ющих сигналов 2 поступает напр жение, уровень которого равен 1 цифровой интегральной схемы (фиг, 2 ж).

По переднему фронту импульсов генератора 1 формирователь3 формирует короткие импульсы (фиг. 2 д), которые поступают на управл ющий вход ключа 4 и на вход стробировани  компаратора 7. Ключ 4 открываетс  и напр жение с датчика тока ДТ (фиг. 2 г, момент to) пропорциональное току коллектора транзистора VTI (или VT2) поступает на конденсатор С и хранитс  там до приход-з следующего импульса с выхода формировател  (фиг. 2 д момент t2), причем напр жение на конденсаторе С пропорционально току нагрузки in. включенной на выходе преобразовател .

Дл  устранени  разр да конденсатора С он подключен к высокоомному входу повторител  5, с выхода которого напр жение конденсатора поступает на первый вход сумматора 6. Как было показано выше, при отсутствии асимметрии работы выходного трансформатора преобразовател  скорость изменени  тока намагничивани  . посто нна , не зависит от тока нагрузки и определ етс  параметрами трансформатора, т.е. определив в момент включени  транзистора усилител  мощности величину тока (фиг. 2 г моменты to, t2, T4, и т.д.) также имеем информацию о токе транзистора в момент его включени  (рис. 2г моменты ti, t3, ts и т.д.). Исход  из вышеизложенного на второй вход сумматора 6 посто нно подаетс  напр жение Ц/ , пропорциональное у в момент выключени  силовых транзисторов усилител  мощности. Из-за некоторого изменени  jji при работе преобразовател  (например, колебаний Un преобразовател ) величину U/1 принимаем несколько выше (на величину AU 0.05--0,1U/t ).

Таким образом, на выходе сумматора 6 имеем напр жение (см. фиг. 2 г).

+ U/ + Ли

ug (- UHI т и/ Јди

где UH - напр жение, пропорциональное н; Уд - напр жение, пропооциональное j

Напр жение U поступает на один из

входов компаратора 7. Нз другой вход компаратора 7 поступает напр жение с датчика тока ДТ. При таком соответствии напр жений на входах, напр жение на выходе ком0 паратора 7 имеет уровень 1 цифровых схем (см. фиг. 2е).

Выход компаратора соединен со входом сброс триггера 8 и не вызывает изменени  его состо ни , т.е. на выходе триггера

5 присутствует уровень 1 (см. фиг, 2 ж).

Предположим, что на очередном такте работы преобразовател  произошло увеличение тока нагрузки. Тогда на выходе сумматора 6 имеем UЈ2t UH2 + U/c -ь Ли (см.

0 фиг. 2 ж момент ty). Чтобы исключить ложное срабатывание компаратора 7 в момент времени и (т.е. в момент опроса ключом 4 напр жени  с датчика токз ДТ) импульсы с выхода формировател  3, кроме управл ю5 щего ключа 4, поступают также на вход стро- бировани  компаратора 7. В случае возникновени  асимметрии в очередном такте работы преобразовател , происходит увеличение скорости нарастани  и в мо0 мент t (фиг. 2г) напр жение с датчика тока ДТ на одном из входов компаратора 7 превышает напр жение на другом входе и на выходе компаратора 7 по вл етс  напр жение О (см. фиг, 2 е, момент t), которое

5 переводит триггер 8 в положение, соответствующее уровню О на его выходе. Данное напр жение поступает на вход 2 блока логической обработки управл ющих сигналов 2 и прекращает подачу открывающего напр 0 жени  на базовый переход тразистора усилител  мощности (рис. 2в, момент t). Через некоторое врем , равное времени рассасывани  избыточного зар да в базе транзистора , транзистор закрываетс  и ток через

5 выходной трансформатор прекращаетс , т.е. режим асимметрии устран етс  в самом начале его возникновени .

Таким образом осуществл етс  ограничение длительности провод щего состо ни 

0 транзистора на некоторую величину по сравнению с максимально возможной длительностью провод щего состо ни  транзистора, чем обеспечиваетс  симметрирование пере- магничивани  трансформатора, т.е. устран 5 етс  асимметри .

В момент ta (фиг. 2 ж) импульсами с выхода формировател  3 триггер 8 устанавливаетс  в положение 1, т.е. блок логической обработки управл ющих сигналов 2

начинает выдавать одинаковые по длительности управл ющие напр жени  дл  транзисторов усилител  мощности.

При уменьшении тока нагрузки на выходе сумматора 6 имеем напр жение 1)Ј3{фиг. 2 г) и в случае возникновени  асимметрии (рис. 2 момент tia) она устран етс  в самом начале ее возникновени .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Преобразователь напр жени  с защитой от асимметрии, содержащий двух-такт- ный усилитель мощности на транзисторах, задающий генератор пр моугольных импульсов , выходом соединенный с первым входом блока логической обработки управл ющих сигналов и с первым входом формировател  импульсов, первый и второй выходы блока логической обработки управл ющих сигналов, подключены к соответствующим базам, а общий выход - к эмиттерам транзисторов усилител  мощности , в силовую цепь которых включен рези- стивный датчик тока, к выходу которого подключен вход ключа, пороговое устройст-, во, включающее последовательно соединенные сумматор с опорным источником, компаратор, выходом подключенный к входу триггера, выход которого соединен со вторым входом блока логической обработки

   управл ющих сигналов, а второй вход триггера соединен с общей точкой соединени  датчика тока и одним выводом ключа, о т- ли чающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей путем защиты преобразовател  от срабатывани  по ложным сигналам, введены конденсатор, повторитель, триггер выполнен в виде D-триггера и снабжен входами синхронизации и сброса, компаратор снабжен стробирующим входом, причем выход формировател  соединен с управл ющим входом ключа, входом синхронизации D-триггера и стробирующим входом компаратора, другой вывод ключа

   соединен с конденсатором, который одним выводом подключен к общему выводу, а другим - к входу повторител , выход которого соединен первым входом сумматора, выходом подключенного к первому входу компарэтора . выходом соединенного с входом сброса D-триггера.