RU1786614C

RU1786614C - Stabilized blocking oscillator with protection

Info

Publication number: RU1786614C
Application number: SU904833940A
Authority: RU
Inventors: Евгений Леонидович Ревтович; Дмитрий Константинович Царев
Original assignee: Минское Производственное Объединение "Горизонт"
Priority date: 1990-06-01
Filing date: 1990-06-01
Publication date: 1993-01-07

Abstract

Сущность изобретени : В блокинг-гене- раторе с защитой, содержащем обмотку обратной св зи, выпр митель положительных импульсов обмотки управлени 14, источник опорного напр жени 17, схему сравнени 18, схему форсированного закрывани выходного транзистора, устройство определени неблагопри тного режима работы выполнено на первом диоде 1, первом резисторе 2, конденсаторе 3, делителе, состо щем из второго 4 и третьего 5 резисторов и второго диода 6. Така схема позвол ет в зависимости от величины напр жени сети питани и времени, пока открыт выходной транзистор 7, формировать напр жение управлени ключевым элементом дл срыва колебаний при неблагопри тных режимах - пониженном напр жении питани и холостом ходе в нагрузке. 1 ил.SUMMARY OF THE INVENTION: In a blocking generator with a protection comprising a feedback winding, a positive pulse rectifier of a control winding 14, a reference voltage source 17, a comparison circuit 18, a forced closing circuit of the output transistor, the device for determining an unfavorable operating mode is made the first diode 1, the first resistor 2, the capacitor 3, the divider, consisting of the second 4 and third 5 resistors and the second diode 6. This circuit allows depending on the magnitude of the voltage of the mains and the time until the open digging the output transistor 7, to generate the control voltage of the key element to stall oscillations under adverse conditions - reduced supply voltage and idling in the load. 1 ill.

Description

ел Сate with

Изобретение относитс к импульсным источникам питани и может найти применение в устройствах электропитани узлов автоматики, средств св зи, телевизионной техники.The invention relates to switching power supplies and may find application in power supply devices of automation units, communications, television equipment.

Известен блокинг-генератор, схема защиты которого содержит пороговое устройство на транзисторе, транзисторный ключ дл отключени схемы запуска, транзисторный ключ дл выключени блокинг-ге нера- тора.A blocking generator is known, the protection circuit of which comprises a threshold device on a transistor, a transistor switch for disabling the start-up circuit, and a transistor switch for switching off the blocking generator.

Недостатком схемы вл ютс : сложность реализации; невозможность перезапуска после срыва блокинг-процесса при кратковременных перегрузках; невозможность запуска при плавном нарастании напр жени питани .A disadvantage of the scheme is: implementation complexity; the inability to restart after the failure of the blocking process with short-term overloads; inability to start with a smooth rise in supply voltage.

Известен также блокинг-генератор (прототип) с защитой, основанной на ограничении диапазона регулировки в базе ключевого транзистора. Недостаток данной схемы -нет защиты ключевого транзистора при пониженном напр жении, когда транзистор из ключевого режима переходит в активный и, даже при непродолжительной работе, может быть разрушен.Also known is a blocking generator (prototype) with protection based on limiting the adjustment range in the base of the key transistor. The disadvantage of this circuit is that it does not protect the key transistor at low voltage, when the transistor switches from the key mode to active and, even with short operation, it can be destroyed.

Цель изобретени - повышение надежности путем обеспечени защиты от понижени напр жени питани и холостого хода в нагрузке за счет более точного определени границ неблагопри тных режимов работы и периодического срыва блокинг- процесса с задержкой повторного запуска. The purpose of the invention is to increase reliability by providing protection against lowering the supply voltage and idling in the load by more accurately defining the boundaries of unfavorable operating conditions and periodically interrupting the blocking process with a delayed restart.

Поставленна цель достигаетс тем, что в стабилизированный блокинг-генератор с защитой, содержащий трансформатор с обмотками управлени , возбуждени , коллекторной обмоткой и обмоткой нагрузки,The goal is achieved in that in a stabilized blocking generator with protection, containing a transformer with control windings, excitation, collector winding and load winding,

VI 00 О ОVI 00 O O

Ј Ј

ключевой транзистор, коллектор которого -через коллекторную обмотку трансформатора подключен к клемме дл подключени положительного вывода источника питани , а эмиттер подключен.к общей шине и, через обмотку управлени и выпр митель поло- жительных импульсов обмотки управлени , подключен к одному входу схемы сравнени , к другому входу которой подключен источник опорного напр жени , при этом выход блока сравнени подключен к управл ющему электроду тиристора, анод которого через первый конденсатор подключен к базе ключевого транзистора, а через первый диод подключен к нач.алу обмотки.возбуждени , подключенному к катоду второго диода, анод которого через первый резистор подключен к эмиттеру ключевого транзистора , причем второй диод зашунтирован вторым конденсатором, а конец обмотки возбуждени соединен с базой ключевого транзистора непосредственно, ас клеммой дл подключени положительного вывода источника.питани через резистор запуска, введены второй и третий резисторы, отключающий диод и интегратор, включающий последовательно соединенные диод, рези- . стор и конденсатор, свободный вывод к рто- рого подключен к общей шине, причем катод диода интегратора использован в ка- честве входа интегратОра и подключен к началу обмотки управлени , обща точка .резистора и конденсатора интегратора использована в качестве выхода интегратора и подключена к одному выводу второго резистора , другой вывод которого подключен к одному выводу третьего резистора и аноду отключающего диода, при этом другой вывод третьего резистора подключен к одному входу схемы сравнени , катод отключающего диода подключен.к управл ющему электроду тиристора . катод которого соединен с общей шиной.a key transistor, the collector of which is through the collector winding of the transformer connected to the terminal for connecting the positive output of the power source, and the emitter is connected to a common bus and, through the control winding and the positive pulse rectifier of the control winding, is connected to one input of the comparison circuit, to the other input of which is connected to a reference voltage source, while the output of the comparison unit is connected to the control electrode of the thyristor, the anode of which is connected to the base of the key transformer through the first capacitor torus, and through the first diode is connected to the beginning of the winding of the excitation connected to the cathode of the second diode, the anode of which is connected through the first resistor to the emitter of the key transistor, the second diode being shunted by the second capacitor and the end of the field winding connected directly to the base of the key transistor. with a terminal for connecting the positive output of the power source through the start resistor, the second and third resistors are introduced, which disconnects the diode and integrator, which includes a series-connected diode, res. side and capacitor, the free output to the second is connected to the common bus, and the cathode of the integrator diode is used as an integrator input and connected to the start of the control winding, the common point of the integrator resistor and capacitor is used as an integrator output and connected to one output the second resistor, the other terminal of which is connected to one terminal of the third resistor and the anode of the disconnecting diode, while the other terminal of the third resistor is connected to one input of the comparison circuit, the cathode of the disconnecting diode is connected NK a control electrode of the thyristor. the cathode of which is connected to a common bus.

На чертеже представлен за вл емый блокинг-генератор.The drawing shows an inventive blocking generator.

Схема содержит цепочку защиты, состо щую из интегратора, выполненного на диоде 1, резисторе 2 и конденсаторе 3; резисторного делител 4,5 и отключающего диода 6; имеетс блокинг-генератор, образованный , ключевым транзистором 7 и трансформатором 8 с коллекторной обмоткой 9, обмоткой возбуждени 10, резистором 11, диодом 12 и конденсатором 13; кроме того,схема содержит обмотку управлени .14, выпр митель положительных импульсов обмотки обратной св зи, состо щий из диода 15 и конденсатора 16, источник опорного напр жени 17, схему сравнени 18. диод 19. конденсатор 20.тиристор 21. В схему также вход т резистор .запуска 22, обмотка нагрузки 23 трансформатора 8, диод 24, конденсатор 25. нагрузка 26,.. , The circuit comprises a protection circuit consisting of an integrator made on diode 1, resistor 2, and capacitor 3; a resistor divider 4.5 and a tripping diode 6; there is a blocking generator formed by a key transistor 7 and a transformer 8 with a collector winding 9, an excitation winding 10, a resistor 11, a diode 12 and a capacitor 13; in addition, the circuit includes a control winding .14, a positive feedback rectifier consisting of a diode 15 and a capacitor 16, a reference voltage source 17, a comparison circuit 18. diode 19. capacitor 20. thyristor 21. The circuit also input resistor. starts 22, load winding 23 of transformer 8, diode 24, capacitor 25. load 26, ..,

Принцип работы опйсываемого-устрой- ства основан на накоплении энергии в магнитном поле трансформатора 8 при протекании коллекторного тока транзистора 7 и последующей отдачи накопленнойThe principle of operation of the described device is based on the accumulation of energy in the magnetic field of the transformer 8 when the collector current of the transistor 7 flows and the subsequent return of the accumulated

энергии в нагрузку после закрывани ключевого транзистора 7.energy to the load after closing the key transistor 7.

В установившемс режиме блокинг- процесса стабилизаци выходного напр жени , обеспечиваетс регулированиемIn the steady state blocking process, stabilization of the output voltage is provided by regulation

момента закрывани ключевого транзисто- ра 7 отрицательным напр жением конденсатора 20 при открывании тиристора 21. Момент открывани тиристора 21 определ - .е тс . схемой сравнени 18, сравнивающейthe moment the key transistor 7 is closed by the negative voltage of the capacitor 20 when the thyristor 21 is opened. The opening moment of the thyristor 21 is determined. comparison circuit 18 comparing

эталонное напр жение источника опорного напр жени 17 с положительным напр жением обмотки управлени 14, выпр мленным диодом 15 и.конденсатором 16. Таким образом схема осуществл ет стабилизациюthe reference voltage of the reference voltage source 17 with the positive voltage of the control winding 14, rectified by the diode 15 and the capacitor 16. Thus, the circuit stabilizes

выпр мленного напр жени обмотки управлени 14, но, так как фазность включени обмотки управлени 14 и обмотки нагрузки 23 одинакова, то в схеме осуществл етс группова стабилизаци ,, поддер-живающа посто нным напр жение на нагрузке 26. .the rectified voltage of the control winding 14, but since the phase of switching on the control winding 14 and the load winding 23 is the same, group stabilization is carried out, which maintains a constant voltage on the load 26.

Как видно из схемы включени обмоток .трансформатора 8, выпр мленное положительное напр жение обмотки управлени As can be seen from the switching circuit of the windings of the transformer 8, the rectified positive voltage of the control winding

14 пропорционально выходному напр жению , а амплитуда импульсов отрицательного напр жени пр мо пропорциональна напр жению питани схемы.14 is proportional to the output voltage, and the amplitude of the negative voltage pulses is directly proportional to the supply voltage of the circuit.

Импульсы отрицательного напр жени Negative voltage impulses

обмотки управлени 14 выпр мл ютс дио- . дом 1 и через резистор 2 зар жают конденсатор 3. Посто нна времени цепи резистор 2 - конденсатор 3 выбрана так, что отрицательное напр жение на конденсаторе 3 зависит как от амплитуды отрицательных импульсов обмотки управлени 14, так и от., длительности этих импульсов, равной времени накоплени энергии в магнитном поле . трансформатора 8.control windings 14 rectified dio. house 1 and capacitor 3 is charged through resistor 2. The time constant of the circuit, resistor 2 - capacitor 3 is selected so that the negative voltage on capacitor 3 depends both on the amplitude of the negative pulses of the control winding 14 and on., the duration of these pulses equal to time accumulation of energy in a magnetic field. transformer 8.

В номинальном режиме работы схемы отрицательное напр жение конденсатора 3 и положительное напр жение конденсатора 16 при помощи делител резистор 5 резистор 4 создают на аноде диода 6 отри- . цательное напр жение. Так как на катоде диода 6 напр жение не может быть меньше нул , то обратно смещенный диод 6 исключает вли ние схемы защиты на работу бло- кинг-генератора.In the nominal mode of operation of the circuit, the negative voltage of the capacitor 3 and the positive voltage of the capacitor 16 using a divider resistor 5 resistor 4 create on the anode of the diode 6 negative. solid voltage. Since the voltage cannot be less than zero at the cathode of diode 6, the reverse biased diode 6 eliminates the influence of the protection circuit on the operation of the blocking generator.

При понижении входного напр жени питани ниже допустимого уровн уменьшаетс амплитуда отрицательных импульсов , снимаемых с обмотки управлени 14, что приводит к уменьшению абсолютного значени отрицательного напр жени на конденсаторе 3 и по влению положительного открывающего напр жени на аноде диода 6. Через резистор 5 и открытый диод 6 ток от выпр мител положительных импуль- сов обмотки управлени 14 подаетс на управл ющий электрод тиристора 21, что приводит к открытию тиристора 21 и срыву блокинг-процесса.When the input voltage drops below an acceptable level, the amplitude of the negative pulses taken from the control winding 14 decreases, which leads to a decrease in the absolute value of the negative voltage on the capacitor 3 and the appearance of a positive opening voltage on the anode of the diode 6. Through the resistor 5 and the open diode 6, the current from the rectifier of the positive pulses of the control winding 14 is supplied to the control electrode of the thyristor 21, which leads to the opening of the thyristor 21 and the disruption of the blocking process.

Порог срабатывани схемы защиты оп- редел етс делителем резистор 4 - резистор 5, а длительность паузы в работе схемы определ етс временем разр да конденсатора 16 через резистор 5, диод 6, управл ющий электрод тиристора 21. The threshold of operation of the protection circuit is determined by the divider resistor 4 - resistor 5, and the pause time in the circuit is determined by the discharge time of the capacitor 16 through the resistor 5, diode 6, the control electrode of the thyristor 21.

Режим работы блокинг-генератора в момент включени близок к работе в режиме к.з.. так как обмот ка нагрузки 23 шунтируетс разр женным конденсатором 25, Это приводит к тому, что номинальное по- ложительное напр жение на конденсаторе 16 устанавливаетс с задержкой. Задержка установлени отрицательного напр жени на конденсаторе 3 определ етс посто нной времени цепи резистор 2, конденсатор 3. Поскольку задержка по влени отрицательного напр жени на конденсаторе 3 сделана меньше задержки по влени положительного напр жени на конденсаторе 16, то при запуске блокинг-генератора диод 6 оказываетс обратносмещенным отрица- тельным напр жением на его аноде и схема защиты не вли ет на блокинг-процесс.The operation mode of the blocking generator at the moment of switching on is close to the operation in the short-circuit mode, since the load winding 23 is shunted by the discharged capacitor 25. This leads to the fact that the rated positive voltage on the capacitor 16 is delayed. The delay in setting the negative voltage on the capacitor 3 is determined by the time constant of the circuit of the resistor 2, capacitor 3. Since the delay in the occurrence of the negative voltage on the capacitor 3 is made smaller than the delay in the occurrence of the positive voltage on the capacitor 16, when the blocking generator is started, the diode 6 It turns out to be a negative biased negative voltage at its anode and the protection circuit does not affect the blocking process.

В режиме холостого хода схема сравнени , стрем сь поддержать выходное напр - жение на .конденсаторе 16 и, следовательно, на конденсаторе 25 неизменным , уменьшает врем накоплени энергии в магнитном поле трансформатора , 8. Вследствие уменьшени длительности от- рицательных импульсов обмотки управлени 14, выпр мленных диодом 1, абсолютное значение отрицательного напр жени на конденсаторе 3 уменьшаетс до значени , при котором диод б открывает- с иток разр да конденсатора 16 через резистор 5. диод 6 открывает тиристор 21, срыва тем самым блокинг-процесс на врем разр да конденсатора 16. Прерывный режим работы блокинг-генератора при хо- лостом ходе исключает перенапр жение на конденсаторах фильтров нагрузок.In idle mode, the comparison circuit, in order to maintain the output voltage on the capacitor 16 and, therefore, on the capacitor 25 unchanged, reduces the energy storage time in the magnetic field of the transformer, 8. Due to the reduction in the duration of the negative pulses of the control winding 14, rectifier pollen by diode 1, the absolute value of the negative voltage on the capacitor 3 is reduced to a value at which the diode b opens with the last bit of the capacitor 16 through the resistor 5. The diode 6 opens the thyristor 21, thereby disabling ing process at the time of discharge of the capacitor 16. Intermittent operation of blocking oscillator at ho- Lost during eliminates overvoltage loads on the capacitors filters.

Таким образом, использование изменени амплитуды отрицательных импульсовThus, the use of changing the amplitude of the negative pulses

обмотки обратной св зи трансформатора дл вы влени режима пониженного напр жени питани и изменени длительности этих импульсов дл определени режима холостого хода позвол ет повысить надежность работы блокинг-генератора и упростить его схему.The transformer feedback windings for detecting the undervoltage mode and changing the duration of these pulses to determine the idle mode can improve the reliability of the blocking generator and simplify its circuit.

Claims

Formula and sampling A stabilized blocking generator with protection, containing a transformer with control, excitation, collector and load windings, a key transistor, the collector of which is connected to the terminal through the collector winding of the transformer to connect the positive output of the source power supply, and the emitter is connected to a common bus and, through the control winding and the positive pulse rectifier of the control winding, is connected to one input of the comparison unit, to the other input of which the reference voltage, while the output of the comparison unit is connected to the control electrode of the thyristor, the anode of which is connected to the base of the key transistor through the first capacitor, and through the first diode it is connected to the beginning of the field winding connected to the cathode of the second diode, the anode of which is through the first a resistor of the keys to the emitter of the key transistor, the second diode being shunted by the second capacitor, and the end of the field winding connected directly to the base of the key transistor, and to the terminal for connecting the position a separate output of the power source through a starting resistor, characterized in that, in order to increase reliability by providing protection against lowering of the supply voltage, a second and third resistors are inserted into it, disconnecting the diode and integrator, including a series-connected diode, resistor and capacitor, free the output of which is connected to a common bus, and the cathode of the integrator diode is used as an integrator input and is connected to the beginning of the control winding, the common point of the integrator resistor and capacitor is used in the output of the integrator and is connected to one terminal of the second resistor, the other terminal of which is connected to one terminal of the third resistor and the anode that disconnects the diode, while the other terminal of the third resistor is connected to one input of the comparison unit, and the cathode of the disconnecting diode is connected to the control electrode of the thyristor, the cathode of which is connected to a common bus.