FI100625B - Teholähteen viansuojauspiiri - Google Patents

Description

100625

Teholähteen viansuojauspiiri

Esillä oleva keksintö kohdistuu esimerkiksi tele-visiolaitteen teholähteen viansuojauspiiriin, ja erityi-5 sesti sellaiseen, joka estää ylivirtatilan MOSFET-teho-transistorissa.

DC/DC-muuttaja, tai hakkuri , jota käytetään esimerkiksi televisiolaitteen teholähteessä, voi käyttää hyväksi kytkentätehotransistoria, joka toimii tietyllä taa-10 juudella ja jossa on ensimmäinen päävirtaa johtava elektrodi, joka on kytketty muuntajan ensiökäämin ensimmäiseen napaan. Ensiökäämin toinen napa voi olla kytketty DC-ottojännitteeseen, joka voidaan saada akusta tai tasasuuntaajasta, joka tasasuuntaa AC-verkkojännitteen . Kun 15 transistori kytketään pois päältä, jännite indusoituu muuntajan toisiokäämiin. Toisiokäämiin indusoitunut jännite tasasuunnataan DC-antojännitteen tuottamiseksi, joka saattaa kuormapiirin jännitteiseksi. Kuormapiiri voi olla esimerkiksi televisiovastaanottimen poikkeutuspiiri.

20 Voi olla edullista suojata tehotransistori mah dollisesti tuhoisaa ylivirtatilaa vastaan. Kyseisen ylivirtatilan voi aiheuttaa esimerkiksi muuntajan toisio-käämin liian suuri kuormitustila.

Eräässä tunnetun tekniikan mukaisessa televisio-25 piirissä virran tason näytteenottava vastus on kytketty sarjaan tehotransistorin päävirtaa johtavien elektrodien kanssa. Näytteenottovastuksen yli muodostuu jännite, joka edustaa päävirtaa johtavien elektrodien välistä jännitettä. Näytteenottovastuksen yli olevalle jännitteelle v a s -4; 30 teellinen vertailija kehittää antosignaalin ylivirtatilan esiintyessä. Ylivirtatila esiintyy, kun tehotransistorin virta ylittää ennalta määrätyn kynnystason, jota pidetään turvallisena toimintatasona. Vertailijan antosignaali on kytketty tehotransistorin ohjauspiiristöön tehotransisto-35 rin kytkemiseksi pois päältä, siten estäen enemmän johtu- 2 100625 misen tehotransistorissa, kun ylivirtatila on ilmaistu.

Suurivirtasovellutuksissa voi kyseinen näytteenot-tovastus epäedullisesti kuluttaa huomattavasti energiaa. Siten muuttajan hyötysuhde pienenee. Siksi voi olla edul-5 lista mitata tehotransistorin virta asettamatta kyseistä näyttenottovastusta sarjaan tehotransistorin kanssa.

Keksinnölle tunnusomaisessa piirin suoritusmuodossa tehotransistori on tyypiltään esimerkiksi MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor). Läh-10 de-elektrodi on maadoitettu ja nieluelektrodi on kytketty edellä mainitun muuntajan toisiokäämiin. Nieluelektrodin ja maan välille muodostunut jännite on verrannollinen M0SFET:in virtaan sen johtaessa. Siksi kyseinen jännite osoittaa M0SFET:issä virtaavan virran tasoa johtavuusti-15 lan aikana. Kyseistä jännitettä käytetään ylävirran suo-jaussignaalin kehittämiseksi esillä olevan keksinnön näkökohdan mukaisessa suoritusmuodossa.

Toisaalta nieluelektrodin ja maan välinen jännite voi MOSFETiin ollessa johtamaton olla oleellisesti suu-20 rempi, eikä siten osoita virtaa, joka virtaa MOSFET-tran-sistorin johtavuuden aikana. Voi olla edullista estää tätä jännitettä vaikuttamasta ylivirran suojaussignaaliin.

Keksinnön erään näkökohdan mukaisesti käytetään jännitettä, joka on muodostunut esimerkiksi nieluelektro-25 dille, ensimmäisen signaalin ensimmäisen osan kehittämiseksi keksinnölle tunnusomaisen suoritusmuodon mukaisesti. Nieluelektrodi ssa olevaa jännitettä voidaan kutsua jännitteeksi, joka muodostuu M0SFET:in "johtavuustilan" vastuksen yli. Kun MOSFET on johtava, ensimmäisen signaa-30 iin ensimmäisen osan taso vaihtelee nieluelektrodin jännitteeseen verrannollisena. Ensimmäisen signaalin ensimmäisen osan taso osoittaa transistorin virtaa. Kun MOSFET on johtamaton, ensimmäisen signaalin toinen osa asettuu tai lukittuu vakiotasolle, kuten esimerkiksi arvolle nol-35 la volttia. Tällä tavoin ensimmäisen signaalin amplitudi 3 100625 osoittaa edullisesti transistorin virtaa, mutta siihen ei vaikuta nieluelektrodin jännite kun transistori on johtamaton .

Ensimmäinen signaali on kytketty virtaa raittaavaan 5 järjestelyyn, joka voi sisältää vertailijan. Kun ensimmäisen signaalin suuruus ylittää ennalta määrätyn tason, joka osoittaa y1ivirtatilaa, kehittää virtaa mittaava järjestely ohjaussignaalin, joka kytketään MOSFETrin hi-laelektrodiin, saaden MOSFETrin pois päältä. Tällä tavoin 10 MOSFET on edullisesti suojattu mahdollisesti tuhoisaksi muodostuvaa ylivirtatilaa vastaan. Keksinnön eräässä suoritusmuodossa käytetään toista transistoria ensimmäisen signaalin lukitsemiseksi tasolle nolla volttia, kun MOSFET-tehokytkin on johtamaton.

15 Vianilmaisu- ja suojauslaite sisältää kytkentäte- holähteessä esillä olevan keksinnön näkökohdan mukaisesti ottosyöttöjännitteen lähteen ja ensimmäisen kytkentäteho-transistorin, jossa on ensimmäinen ja toinen päävirtaa johtava elektrodi ja ohjauselektrodi. Laite sisältää tie-20 tyn taajuisen ensimmäisen ohjaussignaalin lähteen, joka on kytketty ensimmäisen kytkentätehotransistorin ohjaus-elektrodiin. Ensimmäinen ohjaussignaali saa normaalitoiminnan aikana ensimmäisen kytkentätransistorin toimimaan kytkentätaajuudella, joka on määritetty kyseisen tietyn 25 taajuuden mukaisesti. Laitteen käyttöpiiri sisältää impedanssin, joka on kytketty ottosyöttöjännitteeseen ja ensimmäiseen päävirtaa johtavaan elektrodiin antosyöttöjännitteen muodostamiseksi käyttöpiirissä. Impedanssi muodostaa virtatien kytketylle päävirralle, joka virtaa en-30 simmäisessä kytkentätehotransistorissa. Ensimmäinen virtaa mittaava signaali on muodostettu taajuudella, joka on määritetty kyseisen tietyn taajuuden mukaisesti ensimmäisen kytkentätehotransistorin ensimmäisen ja toisen virtaa johtavan elektrodin välillä, kun ensimmäinen kytkentäte-35 hotransistori on johtava. Ensimmäinen virtaa mittaava 4 100625 signaali osoittaa päävirran tasoa, kun ensimmäinen kyt-kentätehotransistori on johtava. Ensimmäinen virtaa mit-taava signaali osoittaa päävirran tasoa kun ensimmäinen kytkentätransistori on johtava. Toisen virtaa mittaavan 5 signaalin ensimmäinen osa, joka osoittaa päävirran tasoa, kehitetään antonapaan ensimmäisen ohjaussignaalin mukaisesti ja ensimmäisen virtaa mittaavan signaalin mukaisesti, kun ensimmäinen kytkentätehotransistori on johtavassa tilassa. Antonapa kytketään irti tehotransistorista, kun 10 ensimmäinen kytkentätehotransistori on johtamattomassa tilassa sen estämiseksi, että jännite, joka on muodostunut ensimmäisen kytkentätehotransistorin ensimmäiseen päävirtaa johtavaan elektrodiin transistorin ollessa johtamaton, vaikuttaisi oleellisesti toisen virtaa mittaavan 15 signaalin amplitudiin. Toinen ohjaussignaali kehitetään, kun toisen virtaa mittaavan signaalin ensimmäisen osan suuruus on normaalin toiminta-alueen ulkopuolella osoittaen vikatilan teholähteessä. Toinen ohjaussignaali kytketään ensimmäisen kytkentätehotransistorin ohjauselek-20 trodiin ensimmäisen kytkentätehotransistorin estämiseksi johtamasta enempää.

Piirustuksissa:

Kuva 1 esittää ylivirran suojauspiirin keksinnön • näkökohdan mukaista ensimmäistä suoritusmuotoa; 25 Kuvat 2a - 2d esittävät aaltomuotoja, jotka ovat hyödyllisiä selostettaessa kuvan 1 piirin toimintaa;

Kuva 3 esittää ylivirran suojauspiirin keksinnön erään toisen näkökohdan mukaista toista suoritusmuotoa;

Kuvat 4a - 4d esittävät aaltomuotoja, jotka ovat 30 hyödyllisiä selostettaessa kuvan 3 piirin toimintaa; ja

Kuva 5 esittää ylivirran suojauspiirin keksinnön edelleen erään näkökohdan mukaista kolmatta suoritusmuotoa, jossa on käytetty hyväksi vuorovaiheista anto-astetta.

35 Kuva 1 esittää DC/DC-muuttajaa, tai televisiolait- 5 100625 teen hakkurijärjestelyä 100, joka sisältää esillä olevan keksinnön näkökohdan raukaisen ylivirran suojausjärjestelyn 100a. Kuvat 2a-2d esittävät aaltomuotoja, jotka ovat hyödyllisiä selostettaessa kuvan 1 järjestelyn 100 toi-5 mintaa. Samat numerot ja symbolit kuvissa 1 ja 2a-2d osoittavat saraoja asioita tai toimintoja.

Kuvan 1 järjestely 100 sisältää oskillaattori- ja ohjainasteen 50, joka kehittää suorakaideaaltosignaalin Vg tietyllä taajuudella normaalitoiminnan aikana, kuten 10 on esitetty kuvassa 2a. Normaalitoiminnan aikana kuvan 1 signaali V^, saa M0SFET:in Qj kytkeytymään vuorottaisesti päälle ja pois kytkentätaajuudella, jonka määrittää signaalin taajuus. Hakkurimuuntajän Tj ensiökäämillä Tja on ensimmäinen napa, joka on kytketty transistorin 15 Q nieluelektrodiin ja toinen napa, joka on kytketty DC-ottojännitteeseen B+. Transistorin Qj kytkentätoiminta saa jännitteen indusoitumaan muuntajan Tj toisiokäämiin T^. Kyseinen jännite tasasuunnataan tasasuuntaajajärjestelyllä 60, joka käsittää diodin Dj ja kondensaattorin 20 Cj. Tasasuuntaajajärjestely 60 tuottaa DC-antojännitteen VpL kuorman, kuten vastuksen yli· Vastus edustaa televisiolaitteen piiristön muodostamaa kuormaa, jota ei enempää ole esitetty kuvassa 1 ja joka on jännitteen jännitteiseksi saattama.

25 Transistorin Qj johtavuuden tuloksena virtaa kää missä Tja pengervirta ij, kuten on esitetty kuvassa 2b. Katkoviivat kuvissa 2b-2d vastaavat ensimmäistä esimerkkiä, jossa virta ij on suurempi kuin toisessa esimerkissä, joka on esitetty yhtenäisellä viivalla.

30 Esimerkiksi kuvan 2c jakson tj - t2 aikana kuvan 1 virta ij muodostaa transistorin Qj nieluun nousevan penger jännitteen Vqj, joka on verrannollinen virtaan ij. Jännite Vqj on yhtä suuri kuin virran ij suuruus kerrottuna r^gillä, jossa r^g merkitsee transistorin Qj "pääl-35 lekytkentä"- tai myötäresistanssia, kun transistori on 6 100625 kytketty täysin päälle. Kun transistori on johtamaton, kuten kuvan 2c jakson a*kana, on kuvan 1 jännite VQ1 muuntajan Tj toiminnan tuloksena positiivisempi kuin jännite B+. Esimerkiksi jakson tj-t2 3ikänä kuvan 2c jän-5 nite Vqj osoittaa kuvan 1 virran ij suuruutta. Kuvan 2c jännitteen ^2_ί1* aikana jännite Vqj sisältää osan, joka ei suoraan edusta virtaa ij kuvan 1 transistorissa .

Keksinnön näkökohdan mukaisesti virtaa mittaava signaali kehitetään jännitteestä ^qj* joka on ver- 10 rannollinen virtaan ij, kun transistori Qj on johtava, ja joka on esimerkiksi nolla, kun transistori Qj on johtamaton. Siksi jännite Vqj edullisesti ei vaikuta signaaliin Vq2 transistorin Qj "päältä pois" -aikana. Tällä tavoin signaalin Vq2 amplitudi, kuten esimerkiksi sen 15 huippuamplitudi, on verrannollinen virtaan ij, joka esiintyy transistorin Qj "päällä"-ajän aikana. Kyseisen signaalin Vq2 ominaisuus on edullinen siinä suhteessa, että se yksinkertaistaa signaalin Vq2 edelleen käsittelyä, koska jännite Vq^ ei vaikuta signaaliin Vqj» kun 20 transistori Qj on johtamaton. Kyseinen signaalin käsittely voi sisältää esimerkiksi signaalin alipäästö- suodatuksen kohinan pienentämiseksi tai signaalin Vq2 keskiarvoistamiseksi sellaisen signaalin muodostamiseksi, joka osoittaa kuvan 1 virran i ^ keskiarvoa tai huippu-25 arvoa.

Signaalin Vq2 kehittämiseksi transistorin Qj nieluelektrodi on kytketty vastuksen R j kautta ohitus-kytkimenä toimivan JFET:in (Junction Field Effect Transistor) nieluelektrodiin Q2a· Transistorin hila- 30 elektrodi on kytketty signaaliin V^. Transistorit Qj ja Q2 toimivat komplementaarisella tavalla; kun toinen on johtava, toinen ei ole, ja päin vastoin.

Esillä olevan keksinnön näkökohdan mukaisesti elektrodiin C^g muodostunut signaali V02 , kuten on esi-35 tetty kuvassa 2d, on jakson tj-t2 aikana yhtä suuri kuin 7 100625 kuvan 2c jännite Vq^. Esimerkiksi jakson tj-tj' aikana , joka esiintyy kun transistori Qj on johtamaton, ei jännite Vq^ edusta suoraan kuvan 1 virtaa i^. Jakson t2~tj' aikana kuvan 2d signaali lukittuu suunnil- 5 leen arvoon nolla volttia kuvan 1 johtavan JFET-transis-torin Q2 ,,päällä"-vastuksella. Siksi jännitteen vai kutus signaaliin Vq2» kun transistori on johtava, on oleellisesti suurempi kuin silloin, kun transistori Qj on johtamaton. Siksi virta ij aiheuttaa edullisesti suhtees-10 sa suuremman muutoksen esimerkiksi signaalin Vq2 huippu-arvoon tai keskiarvoon kuin jos signaali ei olisi si ten lukittu. Tuloksena on ylivirran ilmaisujärjestely, joka on herkempi virran ij vaihteluille. Tulee huomata, että vastus Rj ja transistori Q2 muodostavat ohjattavan 15 vaimentimen, jolla on hyvin suuri tai ääretön vaimennus-kerroin, joka vaimentaa pääasiassa silloin, kun transistori Qj on johtamaton ja joka kytkee esimerkiksi varmentamattoman jännitteen signaalin Vq2 muodostamiseksi, kun transistori Qj on johtava.

20 Kuvan 2d signaali on edullisesti analoginen signaali. Analogisena signaalina signaali kykenee saamaan minkä tahansa arvon alueelta, joka sisältää äärettömästi toisistaan erotettavia arvoja, kun virta ij saa minkä tahansa arvon vastaavalta alueelta. Digitaali-25 nen signaali voi sen sijaan saada vain äärellisen lukumäärän arvoja. Analogisena signaalina kuvan 1 signaali Vq2 voidaan edullisesti suoraan alipäästösuodattaa tavanomaisella alipäästösuodattimella suodatetun virtaa mittaavan signaalin aikaansaamiseksi, jota ei ole esitetty kuvissa, 30 joka on kytketty virtaa mittaavaan järjestelyyn 51. Jos jännite Vqj olisi alipäästösuodatettu välittömästi, sen amplitudi ei olisi suoraan edustanut virtaa ij. Tämä siksi, koska jännitteen Vqj se osa, jolloin transistori Qj on johtamaton, ei välttämättä ole suhteessa virran i^ 35 suuruuteen. Kyseinen osa voi olla paljon suurempi, kuin 8 100625 se toinen jännitteen Vqj osa, jolloin transistori Qj on johtava, mikä tekee informaation erottamisen virrasta i^ vaikeammaksi.

Signaali on kytketty virtaa mittaavan järjes- 5 telyn 51 ottonapaan 51a, joka järjestely voi sisältää edellä manitun alipäästösuodattimen. Ylivirtatila voi esiintyä, kun kuvan 2b virta ij ylittää ennalta määrätyn tason, jota pidetään turvallisena toimintatasona. Kun kyseinen ylivirtatila esiintyy tulee huippu- tai keskiarvo-10 signaalista Vq2 suurempi kuin vastaava ennalta määrätty vertailujännitetaso. Siten kuvan 1 virtaa mittaava järjestely 51, joka voi sisältää vertailijan, kehittää yli-virran suojaussignaalin INHIBIT, joka on kytketty oskillaattori- ja ohjainasteen 50 ohjausnapaan 50a. Signaali 15 INHIBIT saa signaalin V^, pysymään esimerkiksi nollana volttina, mikä pakottaa transistorin Qj pysymään johtamattomana. Kuvan 1 virrasta i^ tulee nolla, siten suojaten transistoria edellä mainitulta ylivirtatilalta.

Transistorin lukitustoirainta yksinkertaistaa edulli- 20 sesti tapaa, jolla virran i^ suuruuden huomioiva informaatio saadaan jännitteestä Vp^ signaalin INHIBIT tuottamiseksi .

Kuva 3 esittää keksinnön erään toisen näkökohdan mukaista teholähdejärjestelyä 100', joka on samanlainen 25 kuin kuvan 1 järjestely 100. Erityisesti virran suuruus kussakin kuvien 1 ja 3 MOSFET-transistorissa Qj ja Qj' saadaan jännitteestä, joka on muodostunut vastaavien nielu- ja lähde-elektrodien välille, kun vastaava transistori on kytketty päälle. Samat numerot ja symbolit kuvissa ‘ 30 1 ja 3 osoittavat samoja asioita tai toimintoja.

Kuvan 3 signaali Vg*, joka on analoginen kuvan 1 signaalin kanssa, sisältää informaation virran i^’ suuruudesta. Kuvat 4a-4d esittävät aaltomuotoja, jotka ovat hyödyllisiä selostettaessa kuvan 3 järjestelyn 100* 35 toimintaa. Samat numerot ja symbolit kuvissa 3 ja 4a-4d 9 100625 osoittavat samoja asioita tai toimintoja.

Kuvan 3 järjestelyssä 100' on signaali Vg' , joka ohjaa transistorin Qj kytkentätoimintaa, kytketty diodin D21 anodielektrodiin vastuksen kautta. Sarjaankyt- 5 kettynä kytkimenä toimivalla diodilla 02' on katodielek-trodi, joka on kytketty transistorin Qj' nieluelektro-diin. Signaali Vg’ syöttää pienen myötäsuuntausvirran diodin kautta samaan aikaan, jolloin signaali Vg * saa transistorin kytketyksi päälle. Siten signaali V ' on 10 verrannollinen virtaan ij* . Signaali V ' on muodostunut napaan 51a', joka on kytketty vastuksen ja diodin ’ väliseen liitokseen. Signaali V * on kuvan 4d jakson

S

t -t, aikana yhtä suuri kuin virran i.' suuruus kerrot-tuna vastuksella r^g* ja lisättynä jännitteen ' ta-15 solia. Jännite * on kuvan 3 diodin 02' yli oleva myötäsuuntainen jännitepudotus, joka on suunnilleen 0,7 volttia.

Kun signaali Vg’ on nolla, kuten esimerkiksi kuvan 4a jakson t ^-t aikana , joka esiintyy kun transis-20 tori Qj on johtamaton, on kuvan 3 vastuksen Rj * virta nolla ja diodi Ώ2* on estosuunnattu. Johtamaton diodi D2' eristää edullisesti ottonavan 51a' jännitteestä Vqj ’ ·

Kun diodi D2 on johtamaton, jännite Vqj on suurempi kuin jännite B+. Siten esimerkiksi kuvan 4d jakson t^-t aika-25 na signaali V * pidetään suunnilleen nollana volttina.

Kun kuvan 3 signaali Vg* vikatilanteesta johtuen on liian pieni, tai kun virran i^’ suuruus on liian suuri, kehitetään virran mittausjärjestelyn 51* suojaussig-naali INHIBIT*. Signaali INHIBIT* estää edullisesti tran-30 sistorin Qj' kytkemisen päälle.

Joissakin kytketyn muotoisissa teholähteen sovellutuksissa voi olla toivottavaa kasvattaa signaalin Vg* taajuutta, kun virta ij1 kasvaa, DC-antojännitteen säätö-alueen kasvattamiseksi virran ij ja jännitteen B+ vastaa-35 vien vaihteluiden mukaisesti. Signaali V * voidaan edul- 10 100625 lisesti kytkeä myös, kuten on esitetty kuvassa 3 katkoviivalla, oskillaattori- ja ohjainasteen 50' taajuutta ohjaavaan napaan 50b' esimerkiksi signaalin Vg* taajuuden kasvattamiseksi kun virran ij1 suuruus kasvaa, ja 5 päin vastoin.

Kuva 5 esittää keksinnön edelleen erään näkökohdan mukaista muuttajaa 100". Muuttaja 100", joka sisältää vuorovaiheasteen, kehittää 24 voltin antojännitteen DC/DC-muuttamalla 12 voltin akun ottojännitteen Vg. Kuvan 5 10 muuttajaa 100" voidaan käyttää esimerkiksi kannettavassa väritelevisiovastaanottimessa, jossa on kymmenen tuuman kuvaputki tyyppiä 250ATB22, valmistaja Hitachi Co., ja jota ei ole esitetty kuvissa. Lisäksi kuvan 5 muuttaja 100" voi aikaansaada 15 voltin varateholähdejännitteen 15 Vgg ja 220 voltin teholähdejännitteen Jännitettä

Vp£ voidaan käyttää magnetoinnin poistavan resonanssi-piirin saattamiseksi jännitteiseksi, jota piiriä ei ole esitetty kuvissa.

Muuttajassa 100" on M0SFET:ien Qjq ja C^q nielu-20 elektrodit kytketty vastaavasti hakkurimuuntajän Tjq en-siökäämin T^Qa päätenapoihin 90 ja 91. Käämin ^^Qa napa 92, joka sijaitsee napojen 90 ja 91 välillä, on kytketty akun jännitteeseen Vg. Oskillaattori Uj kehittää vastakkaisvaiheisia signaaleja, jotka on kytketty ohjain-2 5 piirin kautta vastaavasti vastakkaisvaiheisten signaalien V2a ja 1^2^ muodostamiseksi. Signaalit ja ^2b’ jot^a on kytketty vastaavasti transistorien Q^q ja C>2q hilaelektrodeihin vastusten Rg ja kautta, saavat transistorit Qjq ja QgQ toimimaan vuorovaihetavalla.

30 Transistorin Qjq nieluvirta i jq näytteenotetaan diodilla D2Q tavalla, joka on analoginen diodilla D2* kuvassa 3 suoritetun kanssa. Vastaavasti kuvan 5 jännite VgiQ on muodostettu samanlaisella tavalla kuin mitä kuvan 3 signaali Vg'. Samoin kuvan 5 transistorin C^q 35 nieluvirta I2Q on näytteenotettu diodilla D^q jännitteen 11 100625

Vg2o muodostamiseksi. Jännitteet Vg^Q ja ^S20* jotka °n muodostettu vuorottaisesti, syötetään vastaaviin vastuksiin Rg ja Ry. Siten muodostuu vastusten R^ ja Ry liitos-napaan A signaali ^gUM* Signaali ^gUM muodostuu vas-5 tuksen R^g ja integroivan kondensaattorin Cg yli» ja se kytketään vertailijan U^q invertoivaan ottonapaan. Diodi D2Q esimerkiksi estää transistorin Q^q yli olevaa jännitettä Vgg vaikuttamasta signaaliin silloin, kun transistori Q10 on johtamaton.

10 Vikatilan esiintyessä, mikä saa jommankumman vir roista ijg ja I2Q ylittämään ennalta määrätyn tason, ylittää signaali Vg^ vertailujännitteen V^p, joka on muodostunut diodin yli vertailijan U^q ottonapaan.

Siten signaali Vq kehittyy vertailijan U^q antonapaan.

15 Signaali Vq on kytketty vertailijan U^g ei-invertoivan ottonavan kautta, jolla vertailijalla on antonapa, joka syöttää vertailijan invertoivaa ottonapaa. Tuloksena on, että signaali Vq esiintyy, kun signaali Vg^ on suurempi kuin vertailujännite V^p. Kun signaali Vq kehittyy, 20 kehittyy vertailijan antonapaan signaali INHIBIT en simmäiselle, SUURELLE loogiselle tasolle. Ensimmäisellä loogisella tasolla oleva signaali INHIBIT saa oskillaattorin Uj antosignaalit pysymään nollassa voltissa. Tuloksena on, että kumpikin signaali V2a ja V2^ tulee nollak-25 si. Siksi kytkentätoiminta transistoreissa Q^q ja QyQ lakkaa ja transistorit Qjq ja (^q estetään tulemasta päälle kytketyiksi. Siksi signaali Vg^ tulee nollaksi ja signaali Vq palaa normaalille toimintatasolleen.

Vertailija U^g toimii aikakatkaisuajastimena. Kun 30 sen antosignaali V330UT kerran muuttuu, estetään signaalia V3B0UT palaamasta välittömästi normaalille toimintatasolleen. Signaalia ^3g0UT estetään niin kauan kunnes esimerkiksi noin 150 millisekunnin pituinen lepojakso on kulunut siitä, kun aikasignaali Vq on palannut normaalil-35 le toimintatasolleen. Minimiviive 150 millisekuntia määri- 12 100625 tetään aikavakiosta, joka liittyy kondensaattoriin Cg, joka on kytketty vertailijan Vgg invertoivaan ottonapaan, kuten edempänä on selostettu.

Muuttajan 100" normaalin toiminnan aikana signaali 5 VgUM on pienempi kuin jännite V^p. Vertailijan anto napa, nastan numero 13, edustaa suurta impedanssia, joka on muodostettu avokollektoritransistoriin, jota ei ole esitetty kuvissa. Vertailijan Ugg antonapa, nastan numero 14, edustaa myös suurta impedanssia. Kondensaattori Cg 10 varautuu jännitteeseen, jonka määrittävät vastukset Rjg, ^14’ ^13 Ja ^16' JotRa muodostavat jännitteenjakajan.

Kun vertailijan UgA antonavassa oleva signaali INHIBIT on pieni, sallii signaali INHIBIT oskillaattorin Uj . Kun yl ikuormitustila esiintyy, signaali Vg^ kasvaa 15 jännitteen V^p tason yläpuolelle ja liipaisee vertailijat ja Ugg. Niiden antonavat kytkeytävät PIENI-tilaan, joka on suunnilleen maapotentiaalissa, ja ohjaavat vertailijan antosignaalin INHIBIT tasolle SUURI-tila, joka estää oskillaattorin Uj. Muuttajan 100" eston tulok-20 sena signaali Vg^ pienenee arvoon, joka on pienempi kuin jännitteen V^p arvo ja vertailijan antonapa kytkeytyy suureen impedanssiin. Vastuksen aikaansaaman ta kaisinkytkennän vuoksi vertailijan Ugg antosignaali V3BOUT Pysy? PIENI-tilassa, kunnes kondensaattori Cg 25 purkautuu vastuksen R j ^ kautta jännitteeseen, joka on pienempi kuin signaalin Vq jännite. Signaali Vq muodostuu vertailijan Ugg ei-invertoivaan ottonapaan. Siten vertailijan Ugg antonapa kytkeytyy suureen impedanssiin ja kondensaattori Cg alkaa varautua vastusten Rj^, Rjg 30 ja Rj£ kautta. Kun vertailijan UgA invertoivassa otto-navassa, nastan numero 6, oleva jännite on kasvanut ei-invertoivassa ottonavassa, nastan numero 7, olevan jännitteen yläpuolelle, kytkeytyy vertailijan UgA antosig-naali INHIBIT tilaan PIENI sallien jälleen oskillaattorin 35 U^. Näin signaalien V^ ja V2g kehitys jatkuu.

13 100625

Signaalin Vg^ aiheuttaman liipaisun ja sen hetken, jolloin transistorien Qjq ja (^q kytketätoiminta lakkaa, välinen aikajakso on edullisesti hyvin lyhyt, noin 1 mik-rosekuntia. Sen jälkeen kun kytkentätoiminta on transis-5 toreissa Qjq ja C^q pysähtynyt, ei se voi välittömästi jatkua, kuten aikaisemmin on osoitettu. Kytkentätoiminnan jatkuminen voi tapahtua aikaisintaan sen jälkeen, kun 150 millisekuntia on kulunut lepojaksosta, kuten edellä on selostettu. Siten transistorit Qjq ja (^q voivat palau-10 tua tai jäähtyä ylivirtatilasta ennen, kun ne kytketään jälleen päälle.

Kuvan 5 piirissä liipaisutaso esiintyy, kun signaali ylittää suunnilleen 0,7 volttia, jonka on määrittänyt diodin myötäjännite. Kyseinen taso vastaa 15 jännitteitä V^q ja V^j, jotka kumpikin ovat suunnilleen 0,8 volttia. Kussakin kuvan 5 MOSFET:issä Qjq ja (^q voi "päällä"-resistanssi, joka esiintyy, kun transistori on kytketty täysin päälle, olla suunnilleen 0,12 ohmia. Siten muuttajan 100" lepotila esiintyy, kun virta ijQ tai 20 i^Q ylittää suunnilleen 6,5 ampeeria. Suojauksen kynnys-jännitettä voidaan ohjata muuttamalla vastuksen Rjg arvoa.

Jännitteen vertailija vastaanottaa ei-inver- toivan ottonapansa kautta vertailujännitteen, joka muodostuu zener-diodiin Dj^. Kun akun jännite Vg putoaa esi-25 merkiksi alle 11 volttia, kehittyy signaali INHIBIT, koska vertailijan invertoivassa ottonavassa oleva sig naali ^3B0UT tulee pienemmäksi kuin ei-invertoivassa ottonavassa oleva jännite V^p. Siksi transistorien Qjq ja Q2Q kytkentätoiminta lakkaa. Siten akun enempi purkau-30 tuminen estyy.

Jännitteiden V^q ja V^j positiiviset osat kytketään varauksen tallettavaan kondensaattoriin Cjq vastaavasti diodien ja Dg kautta. Kondensaattori Cjq varautuu siten suunnilleen 24 volttiin. Muuntajan T.q toisio- O c A υ käämin TjQb yli oleva jännite tasasuunnataan ja kahdenne- 100625 u taan jännitteen kahdentajassa 66, joka käsittää kondensaattorin Cj2t diodin Dg, diodin Dy ja kondensaattorin Cjg. Jännitteen kahdentaja 66 tuottaa jännitteen V^g, jota voidaan käyttää syöttöjännitteenä magnetoinnin pois-5 tavassa resonanssipiirissä, jota ei ole esitetty.

Jännite V^g on kytketty myös MOSFETrin Q^q hilaan transistorin kytkemiseksi päälle. Kondensaattori Cjq on kytketty MOSFETrin Q^q kautta napaan 77 jännitteen V^^ muodostamiseksi napaan 77, kun kytkentätoiminta on nor-10 maalia. Kun kytkentätoiminta lakkaa, esimerkiksi ylivir-tatilan tuloksena, tulee transistori Q^g välittömästi johtamattomaksi. Kun transistori Q^q tulee johtamattomaksi, se eristää navan 77 varauskondensaattorista Cjq. Tällä tavoin transistori Q^q kytkee edullisesti välittömästi 15 tehon irti kuormasta.

Claims (8)

15 100625

1. Vianilmaisu- ja suojauslaite kytkentäteholäh-teessä, joka käsittää: 5 ottosyöttöjännitteen lähteen (B+); ensimmäisen kytkentätehotransistorin (Ql), jossa on ensimmäinen (D) ja toinen (S) päävirtaa johtava elektrodi ja ohjauselektrodi (G); tietyn taajuisen ensimmäisen ohjaussignaalin (VG) 10 lähteen (50), joka on kytketty ensimmäisen kytkentätehotransistorin (Q^ ohjauselektrodiin, ensimmäisen kytkentätehotransistorin (QJ saamiseksi normaalitoiminnan aikana toimimaan kytkentätaajuudella, joka on määritetty kyseisen tietyn taajuuden mukaisesti; 15 käyttöpiirin (Τ:) , joka sisältää impedanssin (T10) , joka on kytketty ottosyöttöjännitteeseen ja ensimmäiseen päävirtaa johtavaan elektrodiin antosyöttöjännitteen (VRL) muodostamiseksi käyttöpiirissä, ja jossa kyseinen impedanssi (Tla) muodostaa virtatien kytketylle päävir-20 ralle (ij , joka virtaa ensimmäisessä kytkentätehotran-sistorissa (Qx) ensimmäisen virtaa mittaavan signaalin (V01) muodostamiseksi taajuudella, joka on määritetty kyseisen tietyn taajuuden mukaisesti, ja joka on muodostettu kyseisen ensimmäisen kytkentätehotransistorin (Qj) en-25 simmäisen (D) ja toisen (S) päävirtaa johtavan elektrodin välille, kun ensimmäinen kytkentätehotransistori on johtava, kyseisen ensimmäisen virtaa mittaavan signaalin (VQ1) osoittaessa päävirran tasoa, kun ensimmäinen kytkentätehotransistori (Q^ on johtava; 30 tunnettu siitä, että kytkentälaite käsittää: ensimmäisen laitteen (Q2), joka on vasteellinen kyseiselle ensimmäiselle ohjaussignaalille (VG) ja kyseiselle ensimmäiselle virtaa mittaavalle signaalille (VQ1) ja jolla on vastus (Rj , joka on kytketty kyseiseen en- 16 100625 simmäiseen virtaa johtavaan elektrodiin (D) antonavassa (Q2a) toisen virtaa mittaavan signaalin (VQ2) ensimmäisen osan kehittämiseksi, joka osoittaa kyseisen päävirran (ix) tasoa, kun ensimmäinen kytkentätransistori (Q2) on 5 johtavassa tilassa, ja kyseisen antonavan (Q2a) kytkemiseksi irti tehotransistorista (QJ , kun ensimmäinen kyt-kentätehotransistori (Qx) on johtamattomassa tilassa sen estämiseksi, että jännite (VQ1) , joka on muodostunut ensimmäisen kytkentätehotransistorin (QJ ensimmäiseen pää-10 virtaan johtavaan elektrodiin (D) transistorin ollessa johtamaton, vaikuttaisi oleellisesti toisen virtaa mittaavan signaalin (VQ2) amplitudiin; ja toisen laitteen (51), joka on vasteellinen kyseiselle toiselle virtaa mittaavalle signaalille (VQ2) toi-15 sen ohjaussignaalin (INHIBIT) kehittämiseksi, kun toisen virtaa mittaavan signaalin (VQ2) ensimmäisen osan suuruus on normaalin toiminta-alueen ulkopuolella osoittaen vika-tilan esiintymisen teholähteessä, toisen ohjaussignaalin (INHIBIT) ollessa kytketty ensimmäisen ohjaussignaalin 20 (VG) lähteeseen (50) ohjaamaan ensimmäistä kytkentätehot- ransistoria (QJ ensimmäisen kytkentätehotransistorin (Ql) estämiseksi johtamasta enempää.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että kyseinen ensimmäinen laite käsit-25 tää toisen kytkentätransistorin (Q2), jossa on ohjaus-elektrodi, joka on kytketty ensimmäiseen ohjaussignaaliin (VG) ja päävirtaa johtava elektrodi, joka on kytketty vastuksen (Rj kautta ensimmäisen kytkentätehotransistorin (QJ ensimmäiseen päävirtaa johtavaan elektrodiin (D) 30 toisen virtaa mittaavan signaalin (VG2) muodostamiseksi toisen kytkentätransistorin (Q2) päävirtaa johtavaan elektrodiin siten, että kun ensimmäinen kytkentätehotran-sistori (QJ on johtava, toinen kytkentätransistori (Q2) on johtamaton, ja päinvastoin. 17 100625

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että kyseinen ensimmäinen laite (Q2) toimii taajuudella, joka on suhteessa ensimmäisen ohjaussignaalin (VG) taajuuteen, ja että kun ensimmäinen kyt-5 kentätehotransistori on (Qj johtamaton, kyseinen ensimmäinen laite (Q2) saa toisen virtaa mittaavan signaalin (VQ2) olemaan ennalta määrätyllä vakiotasolla, joka on oleellisesti pienempi kuin toisen virtaa mittaavan signaalin (VQ2) ensimmäisen osan taso,

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tun nettu siitä, että kyseinen ensimmäinen laite käsittää diodin (D2'), jolla on ensimmäinen napa, joka on kytketty ensimmäisen kytkentätehotransistorin (QJ ensimmäiseen päävirtaa johtavaan elektrodiin (D) toisen virtaa 15 mittaavan signaalin (VD2') muodostamiseksi kyseisen diodin (D2') toiseen napaan siten, että kun ensimmäinen kyt-kentätehotransistori (Q/) on johtava, diodi (D2') on myötäsuunnattu, ja kun ensimmäinen kytkentätehotransisto-ri (QJ on johtamaton, ensimmäinen virtaa mittaava sig-20 naali (V01·), joka on muodostunut ensimmäisen kytkentätehotransistorin (Qi') ensimmäiselle päävirtaa johtavalle elektrodille (D) , estosuuntaa kyseisen diodin (D2‘) ensimmäisen kytkentätehotransistorin (Qi') ensimmäisen päävirtaa johtavan elektrodin (D) kytkemiseksi irti diodin 25 (D2') toisesta navasta.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että kyseinen impedanssi käsittää ensimmäisen muuntajan käämin (T10a) , jolla on ensimmäinen napa (90), joka on kytketty ensimmäisen kytkentätehotran-30 sistorin (Q10) ensimmäiseen päävirtaa johtavaan elektro diin (D) , toisella kytkentätehotransistorilla (Q20) ollessa ensimmäinen päävirtaa johtava elektrodi (D) , joka on kytketty ensimmäisen muuntajan käämin (T10a) toiseen napaan (91), joka on etäällä ensimmäisestä kytkentätehot- 18 100625 ransistorista (Q10) toisen kytkentävirran johtamiseksi toisessa kytkentätehotransistorissa (Q20) ja jolla on oh-jauselektrodi, joka on vasteellinen ohjaussignaalille (V2b) taajuudella, joka on suhteessa ensimmäisen ohjaus-5 signaalin taajuuteen siten, että ensimmäinen (Q10) ja toinen (Q20) kytkentätehotransistori toimivat vuorovaihe-tavalla, ja että kyseinen toinen laite (51) on kytketty ensimmäisen (Q10) ja toisen (Q20) kytkentätehotransistorin ensimmäisiin päävirtaa johtaviin elektrodeihin (D) toisen 10 virtaa mittaavan signaalin (VSUM) kehittämiseksi, joka osoittaa ylivirtatilaa jommassakummassa ensimmäisestä (Q10) ja toisesta (Q20) kytkentätehotransistorista.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu siitä, että kyseinen toinen laite käsittää en- 15 simmäisen (D20) ja toisen (D30) diodin, ensimmäisellä diodilla (D20) ollessa ensimmäinen napa, joka on kytketty ensimmäisen kytkentätehotransistorin (Q10) ensimmäiseen päävirtaa johtavaan elektrodiin (D) ja toisella diodilla (D30) ollessa ensimmäinen napa, joka on kytketty toisen 20 kytkentätehotransistorin (Q20) ensimmäiseen päävirtaa johtavaan elektrodiin (D) ja yhdistinlaitteen (R6, R7) , joka on kytketty kyseisiin diodeihin (D20, D30) toisen virtaa mittaavan signaalin (VSUM) muodostamiseksi signaalin (VS10) mukaisesti, joka on muodostettu ensimmäisen 2 5 diodin (D20) toiseen napaan ja signaalin (VS20) mukaisesti, joka on muodostettu toisen diodin (D30) toiseen napaan.

7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tunnettu tasasuuntaajajärjestelystä (D4, Ds) , joka on kytketty ensimmäiseen käämiin (T10a) ensimmäisen DC- 30 anto jännitteen (V^,) kehittämiseksi kondensaattorissa (C10) ja kolmannesta kytkentälaitteesta (D30) , joka on vasteellinen signaalille, joka on muodostunut muuntajan (T10) toisiokäämissä (T10b) ensimmäisen DC-antojännitteen kytkemiseksi kyseisen kolmannen laitteen (Q30) antonapaan 19 100625 (77) normaalin toiminnan aikana ja antonavan (77) nopeaksi kytkemiseksi irti kondensaattorista {C10) vikatilanteen esiintyessä.

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, t u n -5 n e t t u viivelaitteesta (U3b) , joka on vasteellinen toiselle virtaa mittaavalle signaalille (VS0M) signaalin (V3b0ut) kehittämiseksi, joka sallii kytkentätoiminnan jatkuvan ensimmäisessä kytkentätehotransistorissa (Q10) vain vasta kun aikajakso, jolla on ainakin ennalta määrätty 10 pituus, on kulunut toisen ohjaussignaalin (INHIBIT) ilmaantumisesta, joka on riittävä ensimmäisen kytkentäte-hotransistorin (Q10) vahingoittumisen estämiseksi. 15 20 100625