CS254736B1

CS254736B1 - Transducer with a control and protecting circuit

Info

Publication number: CS254736B1
Application number: CS865830A
Authority: CS
Inventors: Petr Parkan; Zdenek Patak
Original assignee: Petr Parkan; Zdenek Patak
Priority date: 1986-08-04
Filing date: 1986-08-04
Publication date: 1988-01-15
Also published as: CS583086A1

Abstract

Řešení se týká řídicího a ochranného obvodu měniče, který převádí stejnosměrné vstupní napětí na požadované stejnosměrné výstupní napětí. Obvod zajištuje stabilizaci výstupního napětí měniče a jeho ochranu proti nadproudu, zvýšenému napájecímu napětí a zvýšené teplotě. Zapojení je jednoduché a pracuje spolehlivě v širokém rozsahu pracovních teplot. Zapojení je vhodné pro řízení a ochranu jednoduchých měničů.The solution concerns control and protection converter circuit that converts DC input voltage to the required DC output voltage. Circuit provides stabilization the output voltage of the inverter and its overcurrent protection, increased power supply voltage and elevated temperature. Engagement it is simple and works reliably in wide temperature range. Engagement it is suitable for controlling and protecting simple ones converters.

Description

Vynález se týká měniče s řídicím a ochranným obvodem, který převádí stejnosměrné vstupní napětí na požadované stejnosměrné výstupní napětí.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an inverter with a control and protection circuit that converts a DC input voltage to a desired DC output voltage.

Regulace u známých zapojení měničů se provádí změnou střídy většinou s použitím speciálních integrovaných obvodů, které obvykle mají i možnost ochranné funkce, kdy dochází k zablokování tranzistorů měniče. Tyto obvody však většinou nevyhovují požadavkům širších mezí klimatické odolnosti a navíc pro některé jednoduché aplikace vychází měnič zbytečně složitý a drahý. Další možností řízení a ochrany měniče je ovládání jeho vstupního napájecího napětí. Nevýhodou tohoto řešení jsou větší výkonové ztráty.The control of known inverter wiring is done by changing the duty cycle, mostly using special integrated circuits, which usually also have the possibility of a protective function where the inverter transistors are blocked. However, these circuits usually do not meet the requirements of wider climate resistance limits and moreover, for some simple applications, the inverter is unnecessarily complex and expensive. Another way to control and protect the drive is to control its input supply voltage. The disadvantage of this solution is higher power losses.

Tyto nevýhody odstraňuje měnič s řídicím a ochranným obvodem podle vynálezu, v němž kladný výstup napájecího zdroje je spojen s prvním napájecím vstupem měniče, s kladným výstupem měniče a s prvním vývodem zátěže, jejíž druhý vývod je spojen se záporným výstupem měniče, jehož druhý napájecí vstup je spojen s prvním vývodem prvního snímacího odporu a s prvním vývodem prvního omezovacího odporu, jehož druhý vývod je spojen a anodou první sčítací diody, jejíž katoda je spojena s prvním vývodem zavíracího odporu a s bází tranzistoru NPN, jehož kolektor je spojen s blokovacím vstupem měniče, přičemž záporný výstup napájecího zdroje, druhý vývod prvního snímacího odporu, druhý vývod zavíracího odporu a emitor tranzistoru NPN jsou spojeny se zemní svorkou, jehož podstatou je, že kladný výstup napájecího zdroje je spojen s anodou oddělovací diody, s katodou první Zenerovy diody a s prvním vývodem kontaktu teplotní ochrany, jehož druhý vývod je spojen s anodou první Zenerovy diody, s prvním vývodem prvního pracovního odporu a s anodou druhé sčítací diody, jejíž katoda je spojena s katodou třetí sčítací diody a s prvním vývodem druhého omezovacího odporu, jehož druhý vývod je spojen s bází tranzistoru NPN, kde katoda oddělovací diody je přes druhý pracovní odpor spojena s anodou druhé Zenerovy diody, s prvním vývodem čtvrtého pracovního odporu a s emitorem tranzistoru PNP, jehož kolektor je spojen s prvním vývodem třetího pracovního odporu a s anodou třetí sčítací diody, přičemž katoda druhé Zenerovy diody je spojena s katodou třetí Zenerovy diody, jejíž anoda je spojena s kladným výstupem měniče a s prvním vývodem třetího snímacího odporu, jehož druhý vývod je spojen s bází tranzistoru PNP a s prvním vývodem druhého snímacího odporu, jehož druhý vývod je spojen se záporným výstupem měniče, kde druhý vývod prvního pracovního odporu, druhý vývod třetího pracovního odporu a druhý vývod čtvrtého pracovního odporu jsou spojeny se zemní svorkou.These disadvantages are overcome by a control and protective circuit in accordance with the invention in which the positive output of the power supply is connected to the first power input of the converter, the positive output of the converter and the first load terminal. connected to the first terminal of the first sensing resistor and to the first terminal of the first limiting resistor, the second terminal of which is coupled to the anode of the first cumulative diode, the cathode of which is connected to the first terminal of the closing resistor and the base of the NPN transistor; the power supply output, the second terminal of the first sensing resistor, the second terminal of the closing resistor, and the emitter of the NPN transistor are coupled to a ground terminal, which is based on the positive power supply output connected to the anode of the diode, cathode of the first Zener diode; a thermal protection contact having a second terminal connected to the anode of the first Zener diode, a first terminal of the first working resistor, and an anode of a second addition diode whose cathode is connected to a cathode of a third addition diode and a first terminal of the second limiting resistor whose second terminal is connected to a base NPN transistor, wherein the separating diode cathode is coupled via the second working resistor to the second Zener diode anode, the first terminal of the fourth working resistor, and the PNP emitter, the collector of which is connected to the first third resistor terminal and the third summing diode, the diode is connected to a cathode of a third Zener diode, the anode of which is connected to the positive output of the transducer and to the first terminal of the third sensing resistor, the second terminal being connected to the base of the PNP transistor; kd e the second terminal of the first working resistor, the second terminal of the third working resistor and the second terminal of the fourth working resistor are connected to the ground terminal.

Měnič s řídicím a ochranným obvodem řeší jednoduchým způsobem řídicí zpětnovazební obvod, který zajišťuje stabilizaci výstupního napětí při změnách vstupního napájecího napětí i zátěže. Další obvody plní funkci kombinované ochrany proti proudovému přetížení, zvýšenému vstupnímu napájecímu napětí a zvýšené okolní teplotě. Všechny uvedené funkce jsou zachovány i při některých závadách v propojení obvodu, které mohou v praxi nastat. Zapojení je jednoduché, spolehlivé, levné a provozuschopné v širokém rozsahu pracovních teplot.The inverter with control and protection circuit solves in a simple way the control feedback circuit, which ensures the stabilization of the output voltage when the input supply voltage and load changes. Other circuits perform the function of combined protection against current overload, increased input supply voltage and increased ambient temperature. All of the above functions are retained even in some circuit faults that may occur in practice. The wiring is simple, reliable, cheap and operable over a wide range of operating temperatures.

Princip vynálezu bude popsán pomocí obrázku, kde je příklad zapojení měniče s řídicím a ochranným obvodem podle vynálezu, v němž kladný výstup 201 napájecího zdroje 2 je spojen s prvním napájecím vstupem 101 měniče £, s kladným výstupem 104 měniče £ a s prvním vývodem zátěže £. Její druhý vývod je spojen se záporným výstupem 105 měniče £, jehož druhý napájecí vstup 102 je spojen s prvním vývodem prvního snímacího odporu £ a s prvním vývodem prvního omezovacího odporu £. Jeho druhý vývod je spojen s anodou první sčítací diody 6, jejíž katoda je spojena s prvním vývodem zavíracího odporu £ a s bází tranzistoru £ NPN, jehož kolektor je spojen s blokovacím vstupem 103 měniče £. Záporný výstup 202 napájecího zdroje 2, druhý vývod prvního snímacího odporu £, druhý vývod zavíracího odporu £ a emitor tranzisto ru £ NPN jsou spojeny se zemní svorkou.The principle of the invention will be described by way of illustration, where an example of a control and protective circuit converter according to the invention is shown, in which the positive output 201 of the power supply 2 is connected to the first power input 101 of the inverter 6, to the positive output 104 of the inverter 8 and to the first load. Its second terminal is connected to the negative output 105 of the converter 6, the second power input 102 of which is connected to the first terminal of the first sensing resistor 6 and to the first terminal of the first limiting resistor 6. Its second terminal is connected to the anode of the first summing diode 6, the cathode of which is connected to the first terminal of the closing resistor a and to the base of the transistor NP NPN, the collector of which is connected to the blocking input 103 of the converter. The negative output 202 of the power supply 2, the second terminal of the first sensing resistor 6, the second terminal of the closing resistor 6, and the emitter transistors NPN are connected to the ground terminal.

Kladný výstup 201 napájecího zdroje 2 je spojen s anodou oddělovací diody £4, s katodou první Zenerovy diody 12 a s prvním vývodem kontaktu 13 teplotní ochrany, jehož druhý vývod je spojen s anodou první Zenerovy diody 12, s prvním vývodem prvního pracovního odporu ££ a s anodou druhé sčítací diody 10, jejíž katoda je spojena s katodou třetí sčítací diody a s prvním vývodem druhého omezovacího odporu £.The positive output 201 of the power supply 2 is coupled to the anode of the diode 84, the cathode of the first Zener diode 12, and the first terminal of the thermal protection contact 13, the second terminal of which is connected to the anode of the first Zener diode 12, the first terminal of the first working resistor. the anode of the second addition diode 10, the cathode of which is connected to the cathode of the third addition diode and the first terminal of the second limiting resistor 6.

Jeho druhý vývod je spojen s bází tranzistoru 2 NPN. Katoda oddělovací diody 14 je přes druhý pracovní odpor 15 spojena s anodou druhé Zenerovy diody 20, s prvním vývodem čtvrtého pracovního odporu 19 a s emitorem tranzistoru 16 PNP, jehož kolektor je spojen s prvním vývodem třetího pracovního odporu 18 a s anodou třetí sčítací diody 17. Katoda druhé Zenerovy diody 20 je spojena s katodou třetí Zenerovy diody 21, jejíž anoda je spojena s kladným výstupem 104 měniče 2 ^{a s} prvním vývodem třetího snímacího odporu 23. Jeho druhý vývod je spojen s bází tranzistoru 16 PNP a s prvním vývodem druhého snímacího odporu 22, jehož druhý vývod je spojen se záporným výstupem 105 měniče 2· Druhý vývod prvního pracovního odporu 21< druhý vývod třetího pracovního odporu 18 a druhý vývod čtvrého pracovního odporu 19 jsou spojeny se zemní svorkou.Its second terminal is connected to the base of transistor 2 NPN. The cathode of the diode 14 is connected via the second working resistor 15 to the anode of the second Zener diode 20, the first terminal of the fourth working resistor 19, and the emitter of the PNP transistor 16 whose collector is connected to the first terminal of the third working resistor 18 and the anode of the third addition diode 17. the second Zener diode 20 is coupled to the cathode of the third Zener diode 21, the anode of which is connected to the positive output 104 of the converter 2 ^{and the} first terminal of the third sense resistor 23. Its second terminal is coupled to the base of the PNP transistor 16; the second terminal is connected to the negative output 105 of the converter 2. The second terminal of the first working resistor 21 < second is the terminal of the third working resistor 18 and the second terminal of the fourth working resistor 19 is connected to the ground terminal.

Jako měnič 2 může být použit libovolný typ tranzistorového měniče. Řízení měniče 2 ^seuskutečňuje přes tranzistor 2 NPN, který při sepnutí přeruší přes blokovací vstup 103 okamžitě činnost tranzistorů měniče 2· Na prvním snímacím odporu £ se při činnosti měniče 2 vytváří úbytek napětí úměrný okamžitému proudu tranzistorů měniče 2* Při proudovém přetížení i zkratu na zátěži 2 dochází k zvýšení napěťového úbytku na prvním snímacím odporu 2 ^a přes první omezovači odpor 2 ^a první sčítací diodu 2 3^e spínán tranzistor 2 NPN. Dochází tak k omezení výstupního proudu měniče 2 ^a tím k ochraně měniče i zátěže. U konkrétního zapojení podle obrázku plní tato proudová ochrana svoji funkci i při zkratu záporného výstupu 105 měniče 2 na zemní svorku.Any type of transistor converter can be used as transducer 2. The inverter 2 ^is controlled via a NPN transistor 2 which, upon closing via blocking input 103, immediately interrupts the operation of the inverter transistors 2. On the first sensing resistor 6, a voltage drop proportional to the instantaneous current of the transistor 2 is generated. 2 the load increases voltage drop at the first sensing resistor 2 ^and a first limiting resistor 2 ^and the first adder diode 2 3 ^e 2 NPN switching transistors. This reduces the output current of the inverter 2 ^and thus protects the inverter and the load. In the particular circuit according to the figure, this current protection still functions even if the negative output 105 of the inverter 2 is shorted to ground.

Při zvýšení vstupního napětí napájecího zdroje _2 nad povolenou mez dochází k otevření první Zenerovy diody 12 a tím k vytvoření napěťového úbytku na prvním pracovním odporu 11.When the input voltage of the power supply unit 2 exceeds the allowable limit, the first Zener diode 12 is opened, thereby creating a voltage drop at the first operating resistor 11.

Toto napětí opět způsobí přes druhou sčítací diodu 10 a druhý omezovači odpor sepnutí tranzistoru 2 NPN. Okamžitým zablokováním činnosti měniče 2 ^se ochrání jeho spínací tranzistory proti zvýšenému napěťovému namáhání. Stejnou cestou dochází k zablokování měniče 2 i při nadměrném zvýšení jeho teploty, kdy sepne kontakt 13 teplotní ochrany.Again, this voltage causes the NPN transistor 2 to close through the second addition diode 10 and the second limiting resistor. Immediate blocking activity inverter ² protects the switching transistor against the increased voltage stresses. In the same way, the inverter 2 is blocked even if its temperature rises excessively, when the thermal protection contact 13 closes.

Řídicí zpětnovazební obvod s tranzistorem 16 PNP může opět přes třetí sčítací diodu 17 způsobit spínání tranzistoru 2 NPN a tím periodickým blokováním činnosti měniče 2 dosáhnout omezení nebo stabilizaci jeho výstupního napětí na zátěži 2· Druhá Zenerova dioda 20 se čtvrtým pracovním odporem 19 spolu se zpětnovazebním snímacím děličem tvořeným druhým a třetím snímacím odporem 22 a 23 určuje velikost výstupního napětí měniče 2· ^K zvýšení výstupního napětí nedojde ani při poruchovém přerušení například externě a přes konektor vedeného spoje z kladného výstupu 201 napájecího zdroje 2. na kladný výstup 104 měniče 2· Pokud navíc dojde v tomto případě ještě ke zkratu kladného výstupu 104 měniče 2 ^na zem, dochází k otevření tranzistoru 16 PNP a k zablokování činnosti měniče 2· Napětí na emitoru tranzistoru 16 PNP je v tomto případě určeno druhým a čtvrtým pracovním odporem 15 a 19 v důsledku zavřené třetí Zenerově diodě 21.The control feedback circuit with PNP transistor 16 can again cause the NPN transistor 2 to be switched on via the third addition diode 17, thereby periodically blocking the operation of the inverter 2 to reduce or stabilize its output voltage on the load 2. divider formed by the second and third sensing resistors 22 and 23 determines the output voltage of the inverter 2 · ^The output voltage does not increase even in the event of an interruption, for example, externally and via a wiring connector from the positive output 201 of the power supply 2. in this case, the positive output 104 of the inverter 2 is shorted ^to ground, the PNP transistor 16 is opened and the inverter 2 is blocked. · The voltage at the PNP 16 emitter is determined by the second and fourth resistors 15 and 1. 9 due to the closed third Zener diode 21.

Měnič s řídicím a ochranným obvodem podle vynálezu je vhodný ve všech aplikacích, kdy se požaduje jednoduché a spolehlivé vyřešení uvedených řídicích a ochranných funkcí. Použitý způsob regulace zachovává malé výkonové ztráty. Řídicí a ochranné obvody jsou zvláště vhodné pro samokmitající typy měničů a při funkci v širokém rozsahu pracovních teplot.The control and protection circuit converter according to the invention is suitable in all applications where a simple and reliable solution of said control and protection functions is required. The control method used maintains small power losses. The control and protective circuits are particularly suitable for self-oscillating types of inverters and for operation over a wide range of operating temperatures.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A control and protective circuit in which a positive power supply output is coupled to the first drive power input, a positive inverter output and a first load terminal whose second output is connected to a negative inverter output whose second power input is connected to a first output terminal sensing resistor and a first terminal of a first limiting resistor, the second terminal of which is coupled to the anode of the first cumulative diode, the cathode of which is connected to the first terminal of the closing resistor, and the base of the NPN transistor whose collector is coupled to the inverter blocking input; a first sensing resistor terminal, a second closing resistor terminal, and an NPN transistor emitter are coupled to a ground terminal, wherein the positive output (201) of the power supply (2) is coupled to the anode of the diode (14), the cathode of the first Zener diode (12) ) and with the first contact terminal (13) temperature o a protector whose second terminal is connected to the anode of the first Zener diode (12), the first terminal of the first working resistor (11) and the anode of the second addition diode (10) whose cathode is connected to the cathode of the third addition diode (17) and the first terminal of the second a resistor (9), the second terminal of which is connected to the base of the NPN transistor (8), wherein the separating diode (14) cathode is connected via the second working resistor (15) to the anode of the second Zener diode (20), (19) and a PNP emitter (16), the collector of which is connected to the first terminal of the third resistor (18) and the anode of the third addition diode (17), the cathode of the second Zener diode (20) connected to the cathode of the third Zener diode (21). ), the anode of which is connected to the positive output (104) of the transducer (1) and to the first terminal of the third sensing resistor (23), the second terminal of which is connected to the base of the PNP transistor (16) and a resistor (22), the second terminal of which is connected to the negative output (105) of the converter (1), the second terminal of the first working resistor (11), the second terminal of the third working resistor (18) and the second terminal of the fourth working resistor (19) with ground clamp.