CS265160B1

CS265160B1 - Rídici obvod blokujiciho měniče

Info

Publication number: CS265160B1
Application number: CS874925A
Authority: CS
Inventors: Petr Ing Parkan; Zdenek Ing Patak
Original assignee: Parkan Petr; Patak Zdenek
Priority date: 1987-06-30
Filing date: 1987-06-30
Publication date: 1989-10-13
Also published as: CS492587A1

Abstract

Zapojení se týká konkrétního řešení řídicího obvodu blokujícího typu měniče s proměnnou frekvencí. K realizaci řídicího obvodu je využito integrovaného obvodu fázového závěsu. Obvod zajištuje napětovou zpětnou vazbu a proudovou ochranu spínacího tranzistoru měniče. Obvod způsobí zavření spínacího trazistoru měniče při dosažení nastavené hodnoty spínaného proudu. Zapojení je vhodné pro realizaci řídicího a ochranného obvodu impulsně regulovaných napájecích zdrojů a měničů s proměnnou frekvencí, zvláště pro řízení blokujících typů měničů.

Description

Vynález se týká konkrétního řešení řídicího obvodu blokujícího měniče.

Pro regulaci některých typů měničů, zvláště blokujících, je vhodné využít místo šířkové modulace impulsů modulace frekvenční. V těchto případech je nutno realizovat potřebné zpětnovazební a ochranné obvody z diskrétních součástek nebot specielní integrovaný obvod plnící požadované funce není k dispozici. Zapojení vychází proto složité a s větším odběrem.

Uvedené nevýhody odstraňuje řídicí obvod blokujícího měniče podle vynálezu, jehož podstatou je, že výstup zpětnovazebního obvodu je spojen s prvním vývodem řídicího odporu a s devátým vývodem integrovaného obvodu, jehož sedmý vývod je spojen s prvním vývodem časovacího obvodu, jehož druhý vývod je spojen se šestým vývodem integrovaného obvodu, přičemž třetí vývod časovacího obvodu je spojen s prvním vývodem snímacího odporu a s emitorem tranzistoru NPN, jehož báze je spojena s prvním vývodem budicího odporu, jehož druhý vývod je spojen s druhým vývodem integrovaného obvodu, jehož třetí vývod je spojen s jeho čtvrtým vývodem, kde druhý vývod řídicího odporu a čtrnáctý vývod integrovaného obvodu jsou spojeny se šestnáctým vývodem integrovaného obvodu, přičemž druhý vývod snímacího odporu je spojen se zemí.

Výhodou obvodu podle vynálezu je, že využívá k realizaci řídicích a ochranných funkcí blokujících měničů s proměnnou frekvencí běžně dostupného integrovaného obvodu typu C-MOS. Obvod zajištuje napětovou zpětnou vazbu a proudovou ochranu spínacího tranzistoru měniče.

Je přeladitelný v širokém pásmu frekvencí a má velmi malý odběr.

Na připojených výkresech jsou nakresleny příklady zapojení řídicího obvodu blokujícího měniče podle vynálezu. Na obr. 1 je základní provedení řídicího obvodu blokujícího měniče podle vynálezu, v němž první vývod 91 zdroje 2 napájecího napětí je spojen se začátkem primárního vinutí 21 transformátoru 2 ^{a s} prvním vývodem omezovacího odporu 2· Jeho druhý vývod je spojen se šestnáctým vývodem 116 integrovaného obvodu 2» ^s katodou Zenerovy diody 2 ^as prvním vývodem blokovacího kondenzátoru 6. První vývod prvního časovacího odporu 11 je spojen s jedenáctým vývodem 111 integrovaného obvodu 2· Jeho dvanáctý vývod 112 je spojen s prvním vývodem druhého časovacího odporu 12. Konec primárního vinutí 21 transformátoru 2 je spojen s kolektorem tranzistoru 13 NPN. Konec sekundárního vinutí 22 transformátoru 2 je spojen s anodou usměrňovači diody 22· Její katoda je spojena s prvním vývodem filtračního kondenzátoru 22» ^s prvním vývodem zátěže 17 a s prvním vstupem 31 zpětnovazebního obvodu 2· Jeho druhý vstup 32 je spojen se začátkem sekundárního vinutí 22 transformátoru 2, s druhým vývodem filtračního kondenzátoru 16 a s druhým vývodem zátěže 27.· Druhý vývod 92 zdroje 2 napájecího napětí, anoda Zenerovy diody 5, druhý vývod blokovacího kondenzátoru 6, druhý vývod prvního časovacího odporu 21» druhý vývod druhého časovacího odporu 12, ^apátý a osmý vývod 105 a 108 integrovaného obvodu 2 jsou spojeny se zemí. Výstup 33 zpětnovazebního obvodu 2 3^e spojen s prvním vývodem řídicího odporu a s devátým vývodem 109 integrovaného obvodu 2· Jeho sedmý vývod 107 je spojen s prvním vývodem 81 časovacího obvodu 8. Jeho druhý vývod 82 je spojen se šestým vývodem 106 integrovaného obvodu 2· Třetí vývod 83 časovacího obvodu'2 je spojen s prvním vývodem snímacího odporu 14 a s emitorem tranzistoru 13 NPN. Jeho báze je spojena s prvním vývodem budicího odporu 10. Jeho druhý vývod je spojen s druhým vývodem 102 integrovaného obvodu 2· Jeho třetí vývod 103 je spojen s jeho čtvrtým vývodem 104. Druhý vývod řídicího odporu 7_ a čtrnáctý vývod 114 integrovaného obvodu 2 jsou spojeny se šestnáctým vývodem 116 integrovaného obvodu 2· Druhý vývod snímacího odporu 14 je spojen se zemí. První vývod 81 časovacího obvodu 2 j® spojen s prvním vývodem časovacího kondenzátoru 801. Jeho druhý vývod je spojen s katodou sčítací diody 802 a s druhým vývodem 82 časovacího obvodu 2· Jeho třetí vývod 83 je spojen s anodou sčítací diody 802

Funkce obvodu podle obr. 1 je následující. Použitý integrovaný obvod 2 3^e obvod fázového závěsu například typu TESLA MHB 4 046, nebo ekvivalentní obvod. Jeho součástí je napětové řízený multivibrátor, který je použit k vytvoření frekvenčně modulovaných řídicích impulsů. Zároveň je využito vnitřního komparátoru obvodu pro ukončení řídicích impulsů při dosažení určité nastavené hodnoty spínaného proudu měniče. Číslování vývodů integrovaného obvodu 2 odpovídá vývodům obvodu typu MHB 4 046. Nepoužité vývody nejsou v obr. 1 zakresleny.

Integrovaný obvod 2 je napájen ze zdroje 9 napájecího napětí přes omezovači odpor 4. Napájecí napětí je stabilizováno Zenerovou diodou 2 ^a filtrováno blokovacím kondenzátorem 2· V některých případech je možno k stabilizaci využít vnitřní Zenerovy diody, která je součástí integrovaného obvodu 2· Opakovači frekvence výstupních impulsů je řízena napětím z výstupu 33 zpětnovazebního obvodu 2, který vytváří zesílenou regulační odchylku mezi výstupním napětím měniče a žádanou hodnotou reprezentovanou příslušným zdrojem referenčního napětí.

Při požadavku galvanického oddělení vstupních a výstupních obvodů měniče může být součástí zpětnovazebního obvodu 2 i optoelektrický spojovací člen.

Je-li napětí na devátém vývodu 109 integrovaného obvodu 2 rovno jeho napájecímu napětí, je opakovači perioda minimální a je úměrná velikosti časovacího kondenzátoru 801 časovacího obvodu 8 a prvního časovacího odporu 21· Je-li napětí na devátém vývodu 109 integrovaného obvodu 2 nulové, je opakovači perioda maximální a je úměrná velikosti časovacího kondenzátoru 801 časovacího obvodu 2 ^a druhého časovacího odporu 12. ^v některých aplikacích je možno druhý časovači odpor 12 vypustit. K ovládání spínacího tranzistoru měniče je možno využit bud výstupu s aktivní nulou na čtvrtém vývodu 104 integrovaného obvodu 2, nebo výstupu s aktivní jedničkou na jeho druhém vývodu 102. V příkladu podle obr. 1 je tranzistor 13 NPN spínán kladnými impulsy z druhého vývodu 102 integrovaného obvodu 2 přes budicí odpor 10

V době sepnutí tranzistoru 13 NPN dochází k akumulaci energie v primárním vinutí 21 transformátoru 2. V této době je usměrňovači dioda 15 zavřena a výstupní proud do zátěže 17 je dodáván z filtračního kondenzátoru 16. Kolektorový proud tranzistoru 13 NPN v této době lineárně narůstá. Tomu odpovídá pilovitý průběh napětí na snímacím odporu 21· Takto získané napětí je přes sčítací diodu 802 časovacího obvodu 2 zavedeno na šestý vývod 106 integrovaného obvodu 2· V okamžiku, kdy toto napětí překročí jeho vnitřní komparační úroveň, je ukončeno buzení tranzistoru 13 NPN. To znamená, že k ukončení buzení dojde vždy při dosažení určité nastavené hodnoty spínacího proudu tranzistoru 13 NPN. Tím je zároveň zajištěna proudová ochrana tranzistoru 13 NPN, například při zkratu na výstupu měniče.

V době zavření tranzistoru 13 NPN je energie naakumulovaná v transformátoru 2 předávána přes jeho sekundární vinutí 22 a nyní otevřenou usměrňovači diodu 15 do zátěže 17 a filtračního kondenzátoru 21· V této době dochází k nabíjení časovacího kondenzátoru 801 časovacího obvodu 2 ^z vnitřního řízeného zdroje proudu ze sedmého vývodu 107 integrovaného obvodu 2·

Jeho šestý vývod 106 je nyní spojen vnitřním spínačem se zemí. Velikost proudu a tím i rychlost nabíjení časovacího kondenzátoru 801 časovacího obvodu 2 j^e nastavena zpětnovazebním obvodem 2 tak, aby k dosažení komparační úrovně na sedmém vývodu 107 integrovaného obvodu a tím i k dalšímu sepnutí tranzistoru 13 NPN, došlo s takovou frekvencí, která zajistí ve smyslu záporné zpětné vazby konstantní výstupní napětí na zátěži 17 nezávisle na změnách zdroje 2 napájecího napětí a zátěže 17. Maximální střída budicích impulsů je vnitřní funkcí řídicího integrovaného obvodu 2 omezena na 50 %.

Na obr. 2 je nakresleno další provedení časovacího obvodu 8, v němž první vývod 81 časovacího obvodu 2 3^e spojen s prvním vývodem časovacího kondenzátoru 801. Jeho druhý vývod je spojen s prvním vývodem vazebního kondenzátoru 803 a s druhým vývodem 82 časovacího obvodu 2· Jeho třetí vývod 83 je spojen s druhým vývodem vazebního kondenzátoru 803.

V tomto případě je napětí ze snímacího odporu 14 přivedeno na šestý vývod 106 integrovaného obvodu 2 přes vazební kondenzátor 803 časovacího obvodu 2- Funkce takto uspořádaného obvodu je analogická jako obvodu podle obr. 1. V tomto případě je maximální střída budicích impulsů závislá na velikosti vazebního kondenzátoru 803 a časovacího kondenzátoru 801 časovacího obvodu 8.

Jiné provedení časovacího obvodu 8 je znázorněno na obr. 3, kde první vývod 81 časovacího obvodu 2 je spojen s prvním vývodem časovacího kondenzátoru 801, jehož druhý vývod je spojen se zemí. Druhý vývod 82 časovacího obvodu 2 j^e spojen s anodou sčítací diody 802.

Její katoda je spojena s třetím vývodem 83 časovacího obvodu 2·

Funkce obvodu je opět analogická jako v předešlých případech. U tohoto uspořádáni není však omezena maximální střída budicích impulsů.

Zapojení podle obr. 1 je možno upravit i tak, že sedmý vývod 107 integrovaného obvodu 2 je spojen s druhým vývodem 82 časovacího obvodu ji, jehož první vývod 81 je spojen se šestým vývodem 106 integrovaného obvodu JL. Funkce obvodu je opět analogická s tím, že se zamění význam výstupů na druhém a čtvrtém vývodu 102 a 104 integrovaného obvodu J^, to jest na jeho druhém vývodu 102 je nyní aktivní nula a na jeho čtvrtém vývodu 104 je aktivní jednička.

K snímání proudu tranzistoru 13 NPN je možno místo snímacího odporu 14 použít proudový snímací transformátor. Místo tranzistoru 13 NPN je možno použít i výkonového tranzistoru MOS nebo kombinovaného spínače.

Zapojení podle vynálezu je vhodné pro realizaci řídicího a ochranného obvodu impulsně regulovaných napájecích zdrojů a měničů s proměnnou frekvencí, zvláště pro řízení blokujících typů měničů.

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Řídicí obvod blokujícího měniče, v němž první vývod zdroje napájecího napětí je spojen se začátkem primárního vinutí transformátoru a s prvním vývodem omezovacího odporu, jehož druhý vývod je spojen se šestnáctým vývodem integrovaného obvodu, s katodou Zenerovy diody a s prvním vývodem blokovacího kondenzátoru, kde prvni vývod prvního časovacího odporu je spojen s jedenáctým vývodem integrovaného obvodu, jehož dvanáctý vývod je spojen s prvním vývodem druhého časovacího odporu, kde konec primárního vinutí transformátoru je spojen s kolektorem tranzistoru NPN a kde konec sekundárního vinutí transformátoru je spojen s anodou usměrňovači diody, jejiž katoda je spojena s prvním vývodem filtračního kondenzátoru, s prvním vývodem zátěže a s prvním vstupem zpětnovazebního obvodu, jehož druhý vstup je spojen se začátkem sekundárního vinutí transformátoru, s druhým vývodem filtračního kondenzátoru a s druhým vývodem zátěže, pjřičemž druhý vývod zdroje napájecího napětí, anoda Zenerovy diody, druhý vývod blokovacího kondenzátoru, druhý vývod prvního časovacího odporu, druhý vývod druhého časovacího odporu, a pátý a osmý vývod integrovaného obvodu jsou spojeny se zemí, vyznačený tím, že výstup (33) zpětnovazebního obvodu (3) je spojen s prvním vývodem řídicího odporu (7) a s devátým vývodem (109) integrovaného obvodu (1), jehož sedmý vývod (107) je spojen s prvním vývodem (81) časovacího obvodu (8), jehož druhý vývod (82) je spojen se šestým vývodem (106) integrovaného obvodu (1), přičemž třetí vývod (83) časovacího obvodu (8) je spojen s prvním vývodem snímacího odporu (14) a s emitorem tranzistoru (13) NPN, jehož báze je spojena s prvním vývodem budicího odporu (10), jehož druhý vývod je spojen s druhým vývodem (102) integrovaného obvodu (1), jehož třetí vývod (103) je spojen s jeho čtvrtým vývodem (104), kde druhý vývod řídicího odporu (7) a čtrnáctý vývod (114) integrovaného obvodu (1) jsou spojeny se šestnáctým vývodem (116) integrovaného obvodu (1), přičemž druhý vývod snímacího odporu (14) je spojen se zemí.
2. Řídicí obvod blokujícího měniče podle bodu 1, vyznačený tím, že první vývod (81) časovacího obvodu (8) je spojen s prvním vývodem časovacího kondenzátoru (801), jehož druhý vývod je spojen s katodou sčítací diody (802) a s druhým vývodem (82) časovacího obvodu (8), jehož třetí vývod (83) je spojen s anodou sčítací diody (802) .
3. Řídicí obvod blokujícího měniče podle bodu 1, vyznačený tím, že první vývod (81) časovacího obvodu (8) je spojen s prvním vývodem časovacího kondenzátoru (801), jehož druhý vývod je spojen s prvním vývodem vazebního kondenzátoru (803) a s druhým vývodem (82) časovacího obvodu (8), jehož třetí vývod (83) je spojen s druhým vývodem vazebního kondenzátoru (803) .
4. Řídicí obvod blokujícího měniče podle bodu 1, vyznačený tím, že první vývod (81) časovacího obvodu (8) je spojen s prvním vývodem časovacího kondenzátoru (801), jehož druhý vývod je spojen se zemí, kde druhý vývod (82) časovacího obvodu (8) je spojen s anodou sčítá cí diody (802) , jejíž katoda je spojena s třetím vývodem (83) časovacího obvodu (8).
5. Řídicí obvod blokujícího měniče podle bodu 1, vyznačený tím, že sedmý vývod (107) integrovaného obvodu (1) je spojen s druhým vývodem (82) časovacího obvodu (8), jehož první vývod (81) je spojen se šestým vývodem (106) integrovaného obvodu (1).