SU868914A1 - Overload-protected voltage converter - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в преобразовател х напр жени . Известен преобразователь напр жени , состо щий из автогенератора и усилител  мощности l. Недостатком преобразовател   вл етс  низка  надежность. Известен транзисторный преобразователь , содержащий автогенератор и блок запуска на двухбазовом диоде f 2 Недостатком известного преобразовател   вл етс  мала , величина выходной мощности. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  преобразователь напр жени  с защитой от перегрузки и короткого зaмыкaни, содержащий автогенератор с двум  вхо дами, усилитель мощности с выходным трансформатором, средн   точка которого подключена к первой шине питани  и к первому входу автогенератора , выход которого подключен к управ л к цему входу усилител  мощности, и вторую шину питани  Сз. ; Недостатком устройства  вл етс  низка  надежность вследствие снижени  чувствительности, защиты при увеличении числа выходов преобразовател . Цель изобретени  - повышение надежности преобразовател  напр жени . Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство снабжено генерггторои импульсов, ключевым блоком, двум  диодами, конденсатором и резистором , причем генератор импульсов входами подключен к шинам питани , выходом к управл ющему входу ключевого блока, включенного между вторым входом автогенератора общей точкой цепочки из последовательно соединенных конденсатора и резистора, подключенной конденсатором к первой, а резисторсм1( ко второй шине пита-. ни , второй вход автогенератора подключен к точке соединени  одних одноименных электродов диодов, другие электроды которых подключены соответственно к началу   концу первичной обмотки трансфо1 «атора усилител  мощности. Устройство также снабжено третьим диодом, а генератор импульсов запрещающим входом, подключенным через третий диод ко второму входу автогенератора. На фиг.1 представлена схема преобразовател ; на фиг.2 - изменениеThis invention relates to electrical engineering and can be used in voltage converters. A voltage converter is known, consisting of an auto-oscillator and a power amplifier l. The disadvantage of the converter is low reliability. A transistor converter is known, which contains an auto-oscillator and a start-up unit on a two-base diode f 2. A disadvantage of the known converter is small, the magnitude of the output power. The closest in technical essence to the present invention is a voltage converter with overload and short-circuit protection, containing an auto-generator with two inputs, a power amplifier with an output transformer, the midpoint of which is connected to the first power bus and to the first input of the auto-generator, the output of which is connected control to the power amplifier input, and the second power bus Cz. ; The disadvantage of the device is low reliability due to a decrease in sensitivity, protection with an increase in the number of outputs of the converter. The purpose of the invention is to increase the reliability of the voltage converter. The goal is achieved by the fact that the device is equipped with a power pulse, a key block, two diodes, a capacitor and a resistor, the pulse generator is connected to the power buses by the inputs to the control input of the key block connected between the second autogenerator input by a common point of a chain of series-connected capacitors and a resistor connected by a capacitor to the first one, and a resistor cm1 (to the second power bus, the second input of the autogenerator is connected to the connection point of the same electr Diodes of diodes, other electrodes of which are connected respectively to the beginning of the end of the primary winding of the transistor 1 amplifier power amplifier. The device is also equipped with a third diode, and the pulse generator prohibits the input connected through the third diode to the second input of the autogenerator. Figure 1 shows the converter circuit; .2 - change

напр жени  ключевого блока во времени; на фиг.З - схема выполнени  ключевого транзистора блока.key block voltage over time; FIG. 3 is a circuit diagram for the implementation of a block transistor.

Преобразователь напр жени  с защитой от перегрузки содержит генератор 1 импульсов, ключевой блок 2, автогенератор 3, усилитель 4 мощности с выходным трансформатором 5, диоды 6-8, конденсатор 9 и резистор 10 Причем выход генератора 1 импульсов соединен с управл кицим входом ключевого блока 2, включенного между первым входом автогенератора 3 и общей точкой цепочки из последовательно соединенных конденсатора 9 и резистора 10, подключаемой к питающим шинам второй вход автогенератора подключен к точке соединени  одних одноименных электродов диодов 6 и 7, другие электроды которых подключены соответственно к началу и концу первичной обмотки трансформатора 5 усилител  4 мощности.The voltage converter with overload protection includes a pulse generator 1, a key unit 2, an autogenerator 3, a power amplifier 4 with an output transformer 5, diodes 6-8, a capacitor 9 and a resistor 10 Moreover, the output of the pulse generator 1 is connected to the control input of the key unit 2 connected between the first input of the autogenerator 3 and the common point of the chain of capacitors 9 connected in series and a resistor 10 connected to the power supply buses; the second input of the autogenerator is connected to the connection point of the same electrodes di They are 6 and 7, the other electrodes of which are connected respectively to the beginning and the end of the primary winding of the transformer 5 of the amplifier 4 power.

Преобразователь напр жени  с защитой от перегрузки работает следующим образом.The voltage converter with overload protection operates as follows.

При подаче питани  на преобразователь ключевой блок 2 заперт, на автогенератор 3 питани  не поступает, генерации нет, не работает усилитель 4 мощности. Заперты диоды 6 и 7. Через врем  Tj- (период повторени  импульсов генератора 1) на вход ключевого блока поступают импульсы управлени  амплитудой Up,, . Но одновременно через RC-цепь 9 и 10 на вход ключевого блока поступает и напр жение питани  с обратным знаком.When power is supplied to the converter, the key block 2 is locked, the power supply to the oscillator 3 is not received, there is no generation, the power amplifier 4 is not working. Diodes 6 and 7 are locked. After time Tj- (oscillator pulse repetition period 1), amplitude control pulses Up ,, are received at the input of the key block. But at the same time, the power supply with the opposite sign enters the input of the key block through RC circuit 9 and 10.

График напр жени  U на входе ключевого блока 2 приведен на фиг.2,, где ив)д- напр жение включени  ключевого блока 2; Е - напр жение питани ; Т - врем  задержки включени  ключевого блока 2.The voltage graph U at the input of the key unit 2 is shown in Fig. 2, where ib) is the turn-on voltage of the key unit 2; E is the supply voltage; T is the turn-on delay time of the key block 2.

По мере зар да конденсатора 9 вли ние этого напр жени  уменьшаетс  и при достижении напр жением значени  Цр ключевой.блок отпираетс . Напр жение зар5адившегос  конденсатора 9 оказываетс  приложенным ко вхоДс1М автогенератора. По вл етс  генераци  возбуждаетс  усилитель 4.As the capacitor 9 charges, the effect of this voltage decreases and, when the voltage reaches the value of CR, the key unit unlocks. The voltage of the charged capacitor 9 is applied to the oscillator of the oscillator. Amplifier 4 is generating generation.

На первичной обмотке трансформатора 5 усилител  4 мснцности по вл етс  напр жение, имеющее форму меандра и амплитуду примерно равную напр жению питани . Это напр жение попеременно открывает оба диода 6, 7 и обеспечивает питание автогенератора.On the primary winding of the transformer 5 of the 4-ms amplifier, a voltage appears in the form of a square wave and the amplitude is approximately equal to the supply voltage. This voltage alternately opens both diodes 6, 7 and provides power to the oscillator.

При этом напр жение с ключевого блока 2 снимаетс  и он.запираетс . При возникновении короткого замыкани  или значительной перегрузки на выходе преобразовател  увеличиваетс  падение напр жени  на транзисторах усилител  4 мощности.In this case, the voltage from key block 2 is removed and it is locked. In the event of a short circuit or a significant overload at the output of the converter, the voltage drop across the transistors of the power amplifier 4 increases.

Амплитуда напр жени  на первичной обмотке трансформатора 5 падаех, а значит падает и напр жение питани The amplitude of the voltage on the primary winding of the transformer is 5 padah, which means that the supply voltage also decreases

автогенератора, что вызывает уменьшение амплитуды его выходного сигнала .oscillator, which causes a decrease in the amplitude of its output signal.

Транзисторы усилител  мощности выход т из насыщени , падение напр жени  на них увеличиваетс ,следовательно , еще сильнее уменьшаетс  напр жение на трансформаторе 5. Обратна  св зь приводит к быстрому отключению питани  автогенератора 3 и следовательно к срыву генерации и отключению усилител  4 мощности. Диод 8 преп тствует генерации в то врем  когда преобразователь работает нормально и запускающий импульс поступает на питание автогенератора 3 только через врем  Tj после срыва генерации , что предотвращает запуск автогенератора во врем  перегрузки.The transistors of the power amplifier come out of saturation, the voltage drop across them increases, therefore, the voltage on the transformer 5 decreases even more. The feedback leads to a fast power outage of the oscillator 3 and therefore to a disconnection of the generation and shutdown of the power amplifier 4. Diode 8 prevents generation while the converter is operating normally and the triggering pulse is supplied to the power of the oscillator 3 only at time Tj after generation failure, which prevents the oscillator from starting during an overload.

Выполнение ключевого блока 2 на тиристоре позвол ет наиболее полно использовать зар д конденсатора 9 и просто реализовать задержку включени  до полного его зар да. В этом случае, когда применение тиристора невозможно вследствие жесткости внешних воздействующих факторов, ключевой блок выполн етс  на транзисторном аналоге тиристора или на транзисторе (фиг.З), содержащем транзистор 11, диоды 12 и 13 и резистор 14. Работа этого устройства отличаетс  от работы тиристорного ключевого блока Длительность входного импульса с генератора 1 должна быть достаточной, чтобы возбудилс  автогенератор 3, так как транзистор - жесткий ключ по сравнению с тиристором. Обратное напр жение база - эмиттер транзистора не должно превышать нескольких вольт, что и обеспечиваетс  включением диода 13 в соответствующую точку R9. Имеющий большое сопротивление резистор 14 обеспечивает запирание транзистора, но не позвол ет возникнуть дополнительному зар дному току конденсатора 9, который нарушил бы режим работы генератора импульсов 1 и ключевого блока 2. Диод 12 обеспечивает прохождение запускающего импульса на транзистор 11.The execution of the key block 2 on the thyristor makes it possible to make the most of the charge of the capacitor 9 and simply realize the turn-on delay until it is fully charged. In this case, when the application of the thyristor is impossible due to the rigidity of external factors, the key block is executed on the transistor analog of the thyristor or on the transistor (Fig. 3) containing transistor 11, diodes 12 and 13 and resistor 14. The operation of this device differs from the operation of the thyristor key block The duration of the input pulse from generator 1 must be sufficient for the oscillator 3 to be energized, since the transistor is a hard key compared to the thyristor. The reverse voltage of the base-emitter transistor should not exceed a few volts, which is ensured by the inclusion of diode 13 at the corresponding point R9. A resistor 14 having a large resistance ensures the locking of the transistor, but does not allow an additional charging current of the capacitor 9, which would violate the operating mode of the pulse generator 1 and the key block 2. Diode 12 ensures the passage of a triggering pulse to the transistor 11.

Применение предлагаемого изобретени  позвол ет повысить надежность преобразовател .The use of the present invention improves the reliability of the converter.

Claims (3)

1. Преобразователь напр жени  с защитой от перегрузки, содержащий автогенератор с двум  входами, усилитель мощности с йыходным 7рансформатором , средн   точка первичной обмотки которого подключена к первой шине питани  и к первому входу автогенератора , выход которого подключен к управл ющему входу усилител  мощности , и вторую шину питани , о т личающеес  тем, что, с целью пов лиени  надежности, он снабжен генератором импульсов, ключевым блоком, двум  диодами, конденсатором и резистором, причем генератор импул сов входами подключен к шинам питани шлходом к управл ющему входу ключевого блока, включенного между вторым входом автогенератора и общей точкой цепочки из последовательно соединенных конденсатора и резистора, подключенной конденсатором к первой шине питани , резистором - ко второй шине питани , второй вход автогенератора подключен к точке соединени  одних одноименных электродов диодов, другие электроды которых подключены соответственно к началу и концу первичной обмотки трансформатора усилител  мощности. I 2, Устройство ПОП.1, отли ,4 а ю щ е.е с   тем, что оно снабже но третьим диодом, а генератор импульсов запрещающим входом, подключенным через третий диод ко второму входу автогенератора. 3. Устройство ПОП.1, отличающеес  тем, что ключевой блок выполнен на транзисторе, двух диодах и резисторе, а резистор преобразовател  напр жени  выполнен в виде двух последовательно соединенных резисторов, обща  точка которых через первый диод ключевого блока соединена с, базой транзистора и через встречно включенный второй диод и параллельно включенный с ним резистор ключевого блока - с выходом генератора импульсов, коллектор транзистора соединен со вторым входом автогенератора. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Исаев Э.А. Полупроводниковые преобразователи напр жени . М., Воениздат , 1962, с.71,83. 1. A voltage converter with overload protection, containing a two-input auto-generator, a power amplifier with a output 7 transformer, the middle point of which is connected to the first power supply bus and to the first input of the auto-generator, the output of which is connected to the control input of the power amplifier, and the second The power supply bus, in fact, is designed to increase reliability, it is equipped with a pulse generator, a key block, two diodes, a capacitor and a resistor, and the pulse generator is connected to the busbars Power supply by the gateway to the control input of the key unit connected between the second input of the autogenerator and the common point of the chain of series-connected capacitor and resistor connected by a capacitor to the first power line, a resistor to the second power line, the second input of the autogenerator is connected to the connection point of the same electrodes diodes, the other electrodes of which are connected respectively to the beginning and end of the primary winding of the power amplifier transformer. I 2, Device POP.1, ex, 4 a, so that it is supplied with a third diode, and the generator of impulses a prohibiting input connected through the third diode to the second input of the autogenerator. 3. The device POP.1, characterized in that the key block is made on a transistor, two diodes and a resistor, and the resistor of the voltage converter is made in the form of two series-connected resistors, the common point of which is connected through the first diode of the key block to the base of the transistor and opposite second diode and the key block resistor connected in parallel with it - with the output of the pulse generator, the collector of the transistor is connected to the second input of the autogenerator. Sources of information taken into account in the examination 1. E. Isaev Semiconductor voltage converters. M., Voenizdat, 1962, p.71,83. 2.Авторское свидетельство СССР 494888, кл. Н 02 М 7/537, 1977. 2. Authors certificate of the USSR 494888, cl. H 02 M 7/537, 1977. 3.Китаев В.Е., Левинзон С.В.. лектрическа  защита полупроводни- овых источников питани . М., Св зь, 977, с.102, 103, 107.3.Kitaev VE, Levinzon SV. Electrical protection of semiconductor power sources. M., Svy, 977, pp. 102, 103, 107.