RU141793U1 - START-UP AND PROTECTION DEVICE FOR VOLTAGE CONVERTER - Google Patents
START-UP AND PROTECTION DEVICE FOR VOLTAGE CONVERTER Download PDFInfo
- Publication number
- RU141793U1 RU141793U1 RU2014103036/07U RU2014103036U RU141793U1 RU 141793 U1 RU141793 U1 RU 141793U1 RU 2014103036/07 U RU2014103036/07 U RU 2014103036/07U RU 2014103036 U RU2014103036 U RU 2014103036U RU 141793 U1 RU141793 U1 RU 141793U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- circuit
- transformer
- pwm controller
- diode
- terminal
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
Устройство запуска и защиты преобразователя напряжения, содержащее контроллер ШИМ; цепь подпитки, включающую трансформаторно-выпрямительный узел, содержащий вторичную обмотку силового трансформатора с выпрямительной цепью, соединенный одним выводом с цепью возврата тока, второй конденсатор, подключенный между входом питания контроллера ШИМ и цепью возврата тока; пусковую цепь, включенную между положительной шиной ИВЭ и входом питания контроллера ШИМ, отличающееся тем, что цепь подпитки содержит дроссель, подключенный одним выводом к другому выводу трансформаторно-выпрямительного узла, диод, подключенный анодом к другому выводу дросселя, стабилитрон, подключенный катодом к катоду первого диода, а анодом к входу питания контроллера ШИМ, параллельно соединенные резистор и первый конденсатор, включенные между общей точкой соединения дросселя и диода и цепью возврата тока.A device for starting and protecting a voltage converter, comprising a PWM controller; a make-up circuit comprising a transformer-rectifier assembly comprising a secondary winding of a power transformer with a rectifier circuit connected to one terminal with a current return circuit, a second capacitor connected between the PWM controller power input and the current return circuit; a starting circuit connected between the positive bus of the IVE and the power input of the PWM controller, characterized in that the make-up circuit contains a choke connected by one terminal to the other terminal of the transformer-rectifier unit, a diode connected by an anode to another terminal of the choke, a zener diode connected by a cathode to the cathode of the first diode, and the anode to the power input of the PWM controller, a resistor and a first capacitor connected in parallel, connected between the common connection point of the inductor and diode and the current return circuit.
Description
Область техникиTechnical field
Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована в импульсных источниках вторичного электропитания (ИВЭ), работающих при большой реактивной нагрузке на выходе, в качестве схемы запуска и защиты, а именно для работы ИВЭ в «икающем» режиме.The utility model relates to electrical engineering and can be used in pulsed sources of secondary power supply (RES), operating at high reactive load at the output, as a start-up and protection circuit, namely for operation of the RES in "hiccup" mode.
Уровень техникиState of the art
Цепи управления ИВЭ обычно выполняются на микросхемах, поэтому их питание организуется иногда от дополнительного низковольтного выпрямителя с отдельным маломощным трансформатором, однако это увеличивает габариты и массу ИВЭ.The IVE control circuits are usually performed on microcircuits, so their power is sometimes organized from an additional low-voltage rectifier with a separate low-power transformer, however, this increases the size and weight of the IVE.
Наибольшее распространение получили ИВЭ, в которых для первоначального запуска устройства управления применяют специальные «стартовые» схемы подачи питания. После того как мощный каскад преобразования заработал, питание на устройство управления поступает от одной из обмоток силового импульсного трансформатора или дросселя, а «стартовая» схема отключается.The most widespread are the IVE, in which for the initial start-up of the control device, special “starting” power supply circuits are used. After the powerful conversion cascade has started, the power to the control device comes from one of the windings of the power pulse transformer or inductor, and the "start" circuit is turned off.
Известно устройство (патент US 5498995 «Short circuit frequency shift circuit for switching regulators», дата приоритета 12.03.1996 г., МПК H02M 3/335, G05F 1/10), в котором для фильтрации напряжения, возникающего на обмотке подпитки 42 трансформатора TR1, используется дроссель L1, включенный в цепь обмотки подпитки 42 трансформатора TR1.A device is known (patent US 5498995 "Short circuit frequency shift circuit for switching regulators", priority date 03/12/1996, IPC
К недостаткам данного устройства относится то, что в режиме «икания» при коротком замыкании на выходе (КЗВЫХ) величина индуктивности дросселя L1 не обеспечивает защиту от высоковольтных выбросов напряжения, возникающих на обмотке подпитки, и нет раздельной регулировки времени включения и времени во включенном состоянии.The disadvantages of this device include the fact that in the "Icahn" short-circuit at the output (CP OUT) value L1 choke inductor does not provide protection from high voltage spikes occurring on the recharge coil and no separate adjustment is turned on the time on and time .
Известно устройство (патент US 5815383 «High voltage start-up circuit and method therefor», дата приоритета 27.12.1996 г., МПК H02M 7/517, H02M 1/00), в котором в начальный момент времени, при включении питания, генератор тока 10 производит заряд конденсатора 50. Далее, когда преобразователь PWM 1 с 42 начинает работать, генератор тока 10 отключается и заряд конденсаторов 52 и 50 производится через вторичную обмотку подпитки 44A трансформатора 44 и диоды 46, 48.A device is known (patent US 5815383 "High voltage start-up circuit and method therefor", priority date 12/27/1996, IPC H02M 7/517,
К недостаткам устройства относится то, что в режиме «икания» при КЗВЫХ отсутствует защита от высоковольтных импульсов в цепи вторичной обмотки подпитки 44A трансформатора 44.The disadvantages of the device include the fact that in the "hiccup" mode with a short OUT there is no protection against high voltage pulses in the secondary winding circuit 44A of the transformer 44.
Данное устройство выбрано в качестве прототипа.This device is selected as a prototype.
Сущность полезной моделиUtility Model Essence
Техническим результатом работы ИВЭ при большой реактивной нагрузке на выходе, что соответствует в первоначальный момент запуска короткому замыканию на выходе (КЗВЫХ), является:The technical result of the operation of IVE with a large reactive load at the output, which corresponds to a short circuit at the output at the initial start-up moment (short circuit OUT ), is:
- обеспечение независимой регулировки времени включения и времени во включенном состоянии модуля;- providing independent adjustment of the on time and time in the on state of the module;
- защита контроллера ШИМ от высоковольтных импульсов напряжения, возникающих на обмотке подпитки трансформаторно-выпрямительного узла.- protection of the PWM controller from high voltage voltage pulses arising on the feed winding of the transformer-rectifier unit.
Данный технический результат достигается за счет того, что устройство запуска и защиты преобразователя напряжения (фиг. 1) содержит: контроллер ШИМ 3; цепь подпитки, включающую: трансформаторно-выпрямительный узел 1, содержащий вторичную обмотку силового трансформатора (T1) с выпрямительной цепью, соединенный одним выводом с цепью возврата тока, второй конденсатор (C2), подключенный между входом питания контроллера ШИМ 3 и цепью возврата тока; пусковую цепь 2, включенную между положительной шиной ИВЭ и входом питания контроллера ШИМ 3, причем цепь подпитки содержит дроссель (L1), подключенный одним выводом к другому выводу трансформаторно-выпрямительного узла 1, диод (VD1), подключенный анодом к другому выводу дросселя (L1), стабилитрон (VD2), подключенный катодом к катоду первого диода (VD1), а анодом к входу питания контроллера ШИМ 3, параллельно соединенные резистор (R1) и первый конденсатор (C1), включенные между общей точкой соединения дросселя (L1) и диода (VD1) и цепью возврата тока.This technical result is achieved due to the fact that the device for starting and protecting the voltage converter (Fig. 1) contains: a
Для того чтобы обеспечить режим работы ИВЭ в котором используется большая реактивная нагрузка, например большая емкость или электродвигатель, воспринимаемая ИВЭ при первоначальном запуске как режим КЗ на выходе (КЗВЫХ), устройство переходит в «икающий» режим, циклически включаясь для заряда реактивной нагрузки и отключаясь для охлаждения ИВЭ.In order to ensure the operation mode of the EVE in which a large reactive load is used, for example, a large capacitance or an electric motor, which is perceived by the IVE at initial start-up as a short-circuit at the output (Short-circuit OUT ), the device switches to the "hiccup" mode, cyclic switching on to charge the reactive load turning off to cool the EVE.
Период «икающего» режима при КЗВЫХ обеспечивается использованием конденсатора в цепи питания контроллера ШИМ достаточной емкости (конденсатор C2). Однако в этом случае появляется прямо противоположные требования. Время включения ИВЭ при первоначальном запуске должно быть минимальным и достаточным для охлаждения ИВЭ в «икающем» режиме при КЗВЫХ, а время включенного состояния ИВЭ в «икающем» режиме при КЗВЫХ должно быть большим и достаточным для заряда реактивной нагрузки (большой емкости или пуск электродвигателя).Period "hiccupping" fault mode when OUT is provided by using a capacitor in the PWM power supply controller circuit of sufficient capacity (C2 capacitor). However, in this case, directly opposite requirements appear. The start-up time of the RES in the initial start-up should be minimum and sufficient for cooling the RES in the "hiccup" mode with short circuit OUT , and the time of the on-state of the RES in the "hiccup" mode with short circuit OUT should be large and sufficient to charge the reactive load (large capacity or start-up) electric motor).
Еще одной проблемой в «икающем» режиме является появление высоковольтных выбросов напряжения, возникающих на трансформаторно-выпрямительном узле, как следствие малой длительности импульсов тока силового транзистора и наличии индуктивности рассеяния силового трансформатора.Another problem in the "hiccup" mode is the appearance of high-voltage surges that occur on the transformer-rectifier node, as a result of the short duration of the current pulses of the power transistor and the presence of the leakage inductance of the power transformer.
Для решения данных проблем было предложено разделить конденсатор в цепи питания контроллера ШИМ при помощи диода. Один конденсатор используется для заряда от пусковой цепи, обеспечивая малое время включения при первоначальном запуске и достаточное для охлаждения ИВЭ в «икающем» режиме при КЗВЫХ. Другой конденсатор изолирован от пусковой цепи разделительным диодом и заряжается от трансформаторно-выпрямительного узла. Его емкость обеспечивает совместно с первым конденсатором необходимое время включенного состояния ИВЭ в «икающем» режиме при КЗВЫХ. Для защиты от высоковольтных выбросов напряжения на трансформаторно-выпрямительном узле между ним и разделительным диодом включается дроссель защиты и между контроллером ШИМ и разделительным диодом включается стабилитрон, ограничивающий высоковольтные выбросы.To solve these problems, it was proposed to separate the capacitor in the power circuit of the PWM controller using a diode. A capacitor is used for charging of the starting circuit, providing a small on-time at initial startup and sufficient for cooling IVE in "ikayuschem" fault mode when OUT. Another capacitor is isolated from the starting circuit by a diode isolation and is charged from the transformer-rectifier unit. Its capacity provides, together with the first capacitor, the required on-time of the IVE in the "hiccuping" mode with a short OUT . To protect against high-voltage surges on the transformer-rectifier unit, a protection inductor is connected between it and the diode, and a zener diode is activated between the PWM controller and the diode, limiting high-voltage surges.
Работа устройства поясняется на примере варианта его исполнения (фиг. 2) и диаграммами (фиг. 3, 4).The operation of the device is illustrated by the example of a variant of its execution (Fig. 2) and diagrams (Fig. 3, 4).
В момент первоначального включения ИВЭ (фиг. 3.), когда производится подача напряжения +Uin на вход ИВЭ начинается заряд конденсатора C2 (кривая UC2) с помощью пусковой цепи 2, например с помощью генератора тока. При достижении напряжения на конденсаторе C2 достаточного для запуска контроллера ШИМ 3, начинает работать преобразователь ИВЭ и на его выходе появляется выходное напряжение. Одновременно с этим на выходе трансформаторно-выпрямительного узла 1 появляется напряжение подпитки, которое заряжает конденсатор C1 и через разделительный диод VD1 и стабилитрон VD2 конденсатор C2 (кривая UC1C2) и питание контроллера ШИМ 3 производится уже от цепи трансформаторно-выпрямительного узла 1.At the time of the initial switching on of the IVE (Fig. 3.), when the voltage + Uin is applied to the input of the IVE, the capacitor C2 starts charging (curve U C2 ) using the
При возникновении режима КЗВЫХ (фиг. 4) длительность выходных импульсов контроллера ШИМ 3 уменьшается под воздействием информации от датчика тока 4 и как только энергии импульсов тока в обмотке подпитки становится недостаточно для полного заряда конденсаторов C1 и C2, начинается их постепенный разряд (кривая UC1C2). При достижении напряжения питания контроллера ШИМ 3 определенного порогового значения она отключается. Время разряда конденсаторов С1 и С2 определяет время во включенном состоянии модуля в «икающем» режиме при КЗВЫХ. Высоковольтные выбросы напряжения, возникающие на выходе трансформаторно-выпрямительного узла 1 сглаживаются дросселем защиты L1 конденсаторами C1 и обрезаются стабилитроном VD2.When the short-circuit mode OUTPUT occurs (Fig. 4), the duration of the output pulses of the
После отключения контроллера ШИМ 3 начинается заряд конденсатора C2 от пусковой сети 2 (кривая UC2) и цикл повторяется до исчезновения КЗВЫХ. Этот эффект связан с тем, что ток потребления контроллера ШИМ 3 в выключенном состоянии на несколько порядков меньше тока потребления во включенном состоянии. Время заряда конденсатора C2 определяет время включения модуля при первоначальном запуске модуля и в «икающем» режиме при КЗВЫХ.After turning off the
Преимуществом данного устройства запуска и защиты является то, что в «икающем» режиме при КЗВЫХ помимо независимой регулировки времени включения и времени во включенном состоянии модуля обеспечивается еще и функция защиты от высоковольтных импульсов напряжения, возникающих на трансформаторно-выпрямительном узле.The advantage of this starting and protection device is that in the "hiccup" mode during short circuit OUT, in addition to independently adjusting the on-time and the on-time of the module, a protection function against high-voltage voltage pulses arising on the transformer-rectifier unit is also provided.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается совокупностью заявленных признаков от прототипа, а, следовательно, предлагаемое техническое решение обладает существенными отличиями.Comparative analysis with the prototype shows that the claimed device differs in the totality of the claimed features from the prototype, and, therefore, the proposed technical solution has significant differences.
Предлагаемое устройство изготавливается из стандартных элементов, которые серийно выпускаются промышленностью. Оно собирается типовыми монтажными операциями с помощью стандартного оборудования, что особенно важно при серийном производстве. Поэтому предлагаемое устройство удовлетворяет критерию промышленной применимости.The proposed device is made of standard elements that are commercially available from industry. It is assembled by typical installation operations using standard equipment, which is especially important in serial production. Therefore, the proposed device meets the criterion of industrial applicability.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014103036/07U RU141793U1 (en) | 2014-01-29 | 2014-01-29 | START-UP AND PROTECTION DEVICE FOR VOLTAGE CONVERTER |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014103036/07U RU141793U1 (en) | 2014-01-29 | 2014-01-29 | START-UP AND PROTECTION DEVICE FOR VOLTAGE CONVERTER |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU141793U1 true RU141793U1 (en) | 2014-06-10 |
Family
ID=51218747
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014103036/07U RU141793U1 (en) | 2014-01-29 | 2014-01-29 | START-UP AND PROTECTION DEVICE FOR VOLTAGE CONVERTER |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU141793U1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU179345U1 (en) * | 2017-10-12 | 2018-05-10 | Акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Нижегородский научно-исследовательский институт радиотехники" | Trigger Generator for High Voltage Input Power Supply |
RU204379U1 (en) * | 2020-12-23 | 2021-05-21 | Общество с ограниченной ответственностью "КВ СИСТЕМЫ" | FORWARD VOLTAGE CONVERTER WITH POWER SUPPLY AND REFERENCE VOLTAGE (PION) |
RU206416U1 (en) * | 2021-04-16 | 2021-09-13 | Общество с ограниченной ответственностью "АЕДОН" | PWM controller startup circuit |
RU211596U1 (en) * | 2022-01-26 | 2022-06-15 | Общество с ограниченной ответственностью "Александер Электрик источники электропитания" | Pulse converter protection device against current overloads and short circuits |
-
2014
- 2014-01-29 RU RU2014103036/07U patent/RU141793U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU179345U1 (en) * | 2017-10-12 | 2018-05-10 | Акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Нижегородский научно-исследовательский институт радиотехники" | Trigger Generator for High Voltage Input Power Supply |
RU204379U1 (en) * | 2020-12-23 | 2021-05-21 | Общество с ограниченной ответственностью "КВ СИСТЕМЫ" | FORWARD VOLTAGE CONVERTER WITH POWER SUPPLY AND REFERENCE VOLTAGE (PION) |
RU206416U1 (en) * | 2021-04-16 | 2021-09-13 | Общество с ограниченной ответственностью "АЕДОН" | PWM controller startup circuit |
RU211596U1 (en) * | 2022-01-26 | 2022-06-15 | Общество с ограниченной ответственностью "Александер Электрик источники электропитания" | Pulse converter protection device against current overloads and short circuits |
RU2795505C1 (en) * | 2022-01-31 | 2023-05-04 | Михаил Юрьевич Гончаров | Pulse shape distortion compensation method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2282398B1 (en) | Driving circuit for optocoupler | |
JP5210424B2 (en) | Switching power supply circuit with protection function and electronic device using the same | |
JP6814219B2 (en) | Switching power supply and semiconductor device | |
JP6193029B2 (en) | Switching element drive power supply circuit | |
KR102482820B1 (en) | Insulated switching power supply | |
CN101277057B (en) | Overload protection delay circuit for switching power supply | |
US10756636B2 (en) | Power control device switchable between multiple operating modes having different power consumption | |
RU141793U1 (en) | START-UP AND PROTECTION DEVICE FOR VOLTAGE CONVERTER | |
JP5395571B2 (en) | DC power supply | |
US9048753B2 (en) | PFC converter including transformer | |
JP5408161B2 (en) | Self-excited switching power supply circuit | |
KR101847321B1 (en) | Flyback switching power supply circuit and backlight driving device applying same | |
CN114123730A (en) | High-potential energy taking device based on IGCT converter valve | |
CN209880107U (en) | LED display driving circuit | |
CN102570822B (en) | Power supply device | |
JP2005287274A (en) | Step-down dc-dc converter | |
RU149858U1 (en) | VOLTAGE RETURN CONVERTER WITH PROTECTIVE CIRCUIT DURING INPUT VOLTAGE | |
RU2537373C2 (en) | Flyback voltage converter | |
RU2572815C2 (en) | Pulse voltage converter with regulation at ac-side based on optical coupler for security equipment | |
CN216362285U (en) | Power supply circuit and electronic equipment | |
WO2018226121A1 (en) | Method for reducing switching overvoltages | |
CN211880311U (en) | Energy-saving starting power supply circuit | |
WO2019125205A1 (en) | Independent electrical power source having high-voltage output | |
JP5450255B2 (en) | Switching power supply | |
RU2681648C1 (en) | Flyback voltage converter (embodiments) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20180130 |
|
TK9K | Amendment to the publication (utility model) |
Free format text: CORRECTION TO CHAPTER -MM9K- IN JOURNAL 28-2018 |
|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20190130 |