RU1791930C

RU1791930C - Secondary power supply

Info

Publication number: RU1791930C
Application number: SU904809307A
Authority: RU
Inventors: Виктор Григорьевич Павлов; Роман Давыдович Летичевский; Юрий Анатольевич Водолагин
Original assignee: Московский научно-исследовательский радиотехнический институт
Priority date: 1990-04-02
Filing date: 1990-04-02
Publication date: 1993-01-30

Abstract

Использование: стабилизированные импульсные источники вторичного Электропитани /ИВ ЭП/. С целью повышени надёжности введены элемент ИЛИ 15, дополнительный компаратор 16. токозадаю- щий резистор 17 и стабилитрон 18. Величина напр жени на минусовой шине питани -Е контролируетс с помощью элементов 17, 18 и 16. При наличии номинальной величины напр жени на минусовой шине-Ё знак напр жени на общем выводе токозадающё- iti резистора Л1 и стабилитронаi 18 относи- тгельно общей шины питани усилителей 3 и 6 будет отрицательным. При этом дополнит тельный KjdiiMnapaTOp 16 заперт и не вли ет на управл ющий вход блока запрета через элемент ИЛИ 15. При пропадании или понижении до определённой величины напр жени на минусовой шине питани -Е знак напр жени на общем выводе токбзадаю- щего резистора 17 и стабилитрон:а; 1 8 относительно общей шиШ питани усилителей 3 и 6 станет положительным. При этом дополнительный компаратор 16 вырабатывает напр жение; каг&amp;роё через элемент ИЛИ 15 воздействует на управл ющий вход блока 8 запрета и запирает его. В результате пр- ступленйё широтно-;модулированных им пул ьсой на вход управлени регулируемого импульсного преобразовател 1 прекращаетс , и ИВЭП выключаетс . 1 ил.Usage: stabilized pulsed sources of secondary power supply / IV EP /. In order to increase reliability, an OR 15 element, an additional comparator 16. a current-setting resistor 17 and a zener diode 18 are introduced. The voltage value on the negative supply bus -E is monitored using elements 17, 18 and 16. If there is a nominal voltage value on the negative bus - The voltage sign at the common terminal of the current-setting resistor L1 and zener diode 18 relative to the common power bus of amplifiers 3 and 6 will be negative. In this case, the additional KjdiiMnapaTOp 16 is locked and does not affect the control input of the inhibit block through the OR element 15. If the voltage on the negative supply bus disappears or decreases to a certain value, the voltage sign is on the common terminal of the current-generating resistor 17 and the zener diode :and; 1 8 with respect to the overall power supply of amplifiers 3 and 6 will become positive. In this case, an additional comparator 16 generates a voltage; kag &amp; swarm through the OR element 15 acts on the control input of block 8 of the ban and locks it. As a result, the occurrence of the pulse-width modulated by it by the pulses to the control input of the adjustable pulse converter 1 is stopped, and the IEPC is turned off. 1 ill.

Description

Изобретение относитс к электротехнике , в частности к стабилизированным импульсным источникам вторичного электропитани (ИВЭП).The invention relates to electrical engineering, in particular to stabilized pulsed secondary power sources (IWEP).

Наиболее близким техническим реще; нием к изобретению вл етс источник вторичного электропитани , недостаток которого состоит в невысокой надежности регулируемого импульсного преобразовател напр жени , про вл ющейс при парал- еоёдине,нии ЙВЭП в случае исчё&нрй|нй г напр жени на минусовой шине питани -Ё усилителей в результате неисправности во вспомогательном источнике напр жени .The closest technical solution; The invention is a secondary power supply, the disadvantage of which is the low reliability of the adjustable switching voltage converter, which manifests itself in the case of parallel connection, in the case of voltage loss in the case of loss of the voltage on the negative power bus of the amplifiers as a result faults in the auxiliary voltage source.

При пропадании напр жени на минусовой шине питани -Е усилители тер ют способность уменьшать длительность ши- ротно-модулированных импульсов. В результате на выходе ИВЭП начинает расти выходной ток до величины тока короткого заМыкани , при которой срабатывает защи- та источника от короткого замыкани . Далее источник подвергаетс периодической (период определ етс длительностью импульса одновибратора) токовой перегрузке, равносильной каждый раз мгновенному короткому замыканию на выходе ИВЭП.In the event of a loss of voltage on the negative supply bus, the -E amplifiers lose their ability to reduce the width of the pulse-width modulated pulses. As a result, the output current at the output of the IHEP begins to increase to the value of the short-circuit current at which the source is protected against short-circuit. Further, the source is subjected to periodic (the period is determined by the duration of the one-shot pulse) current overload, which is equivalent to an instantaneous short circuit at the output of the IVEC each time.

Аварийный режим периодического короткого замыкани дл прототипа вл етс более т желим, че10|нормальный режим стабилизации (ограничени ) выходного тока, и может приводить к выходу из стро силовых транзисторов импульсного преобразовател напр жени ,The intermittent short-circuit emergency mode for the prototype is more severe than the normal stabilization (limitation) mode of the output current, and may lead to the failure of the power transistors of the switching voltage converter;

Цель изобретени - повышение надежности источника вторичного электропитани . : - ; :v: - .. . ;. .. -. The purpose of the invention is to increase the reliability of a secondary power source. : -; : v: - ... ;. .. -.

Дл достижени поставленной цели в источник вторичного электропитани введены элемент ИЛИ, дополнительный компаратор и последовательно соединенные между плюсовой и минусовой шинами питани усилителей сигналов нестабильности выходного напр жени и перегрузки по току токоэадающий резистор и стабилитрон, при этом управл ющий вход блока запрета соединен через элемент ИЛИ с выходом однО- вибратора и выходом дополнительного компаратора, первый вход которого подключен к точке соединени токозадающего резистора и стабилитрона, а второй вход- к общей шине питани усилителей сигналов, нестабильности выходного напр жени и перегрузки по току.In order to achieve this goal, an OR element, an additional comparator, and a current-conducting resistor and a zener diode are connected in series between the plus and minus power buses of the amplifiers for the signals of instability of the output voltage and current overload, while the control input of the inhibit block is connected through the OR element to the output of a single-vibrator and the output of an additional comparator, the first input of which is connected to the junction point of the current-setting resistor and the zener diode, and the second the input to the power amplifiers shared bus signals instability of the output voltage and overcurrent.

На чертеже показана структурна схема источника вторичного электропитани , содержащего регулируемый импульсный преобразователь 1 напр жени , через усилитель 3 сигнала нестабильности выходного напр жени соединен с первым входом блока 4 выбора режима, выход которого соединен с входом широтно-импульсногр модул тора 5, усилитель б сигнала перегрузки по току, вход которого соединён с выходом датчика 2 тока, а выход подключен к первому входу дополнительного блока 7 выбора режима, блок 8 запрета включен выходом широтно-импульсного модул тора 5 иThe drawing shows a block diagram of a secondary power source containing an adjustable pulse voltage converter 1, through the amplifier 3 of the output voltage instability signal is connected to the first input of the mode selection unit 4, the output of which is connected to the input of the pulse-width modulator 5, the amplifier is an overload signal current, the input of which is connected to the output of the current sensor 2, and the output is connected to the first input of the additional mode selection unit 7, the inhibit unit 8 is turned on by the output of the pulse-width module ora 5 and

0 управл ющим входом регулируемого импульсного преобразовател 1 напр жени , последовательно соединенные компаратор 9, одновибратор 10, обнул ющий ключ 11 и емкостный накопитель 12, подключенный к0 control input of an adjustable pulse voltage converter 1, serially connected comparator 9, one-shot 10, resetting key 11 and capacitive storage 12 connected to

5 второму входу дополнительного блока 7 выбора режима. Источник порогового напр жени 13 соединен с первым входом компаратора 9, второй вход которого подключен к выходу датчика 2 тока. Зар дный5 to the second input of the additional block 7 mode selection. The threshold voltage source 13 is connected to the first input of the comparator 9, the second input of which is connected to the output of the current sensor 2. Dawn

0 элемент 14 соединен с емкостным накопителем 12. Управл ющий вход блока 8 запрета соединен через элемент ИЛИ 15 с выходом Одновибратора 10 и выходом дополнительного компаратора 16,первый вы5 ход которого подключен к общему выводу токозадающего резистора 17 и стабилитрона 18, последовательно соединенных между плюсовой +Е и минусовой -Е шинами питани усилителей 3 и 6. Второй вход дополни0 тельного компаратора 16 подключен к общей шине питани усилителей 3 и 6.0 element 14 is connected to the capacitive storage 12. The control input of the inhibit block 8 is connected through the OR element 15 to the output of the Single Vibrator 10 and the output of the additional comparator 16, the first output of which 5 is connected to the common output of the current-setting resistor 17 and the zener diode 18, connected in series between the positive + E and negative -E are the power supply buses of amplifiers 3 and 6. The second input of the additional comparator 16 is connected to the common power bus of amplifiers 3 and 6.

Источник вторичного электропитани работает следующим образом.The secondary power source operates as follows.

Напр жение на выходе импульсногоPulse output voltage

5 преобразовател 1 и на выходе датчика 2 тока анализируетс соответственно усилителем сигнала нестабильного выходного напр жени 3 и усилителем 6 сигнала перегрузки по току.5 of the converter 1 and at the output of the current sensor 2 is analyzed respectively by an amplifier of a signal of an unstable output voltage 3 and by an amplifier 6 of an overcurrent signal.

0 Если величина тока преобразовател 1 меньше предельно допустимого значени , то напр жение на выходе усилител сигнала нестабильности выходного напр жени 3 меньше, чем напр жение, поступающее от0 If the current value of the converter 1 is less than the maximum permissible value, then the voltage at the output of the amplifier of the signal of instability of the output voltage 3 is less than the voltage coming from

5 дополнительного блока 7 выбора режима.5 additional block 7 mode selection.

При этом блок 4 выбора режима, реализаци которого, в частности, может быть в виде вентил , обеспечивает управление ши- ротно-импульсным модул тором 5 от усили0 тел 3 сигнала нестабильности выходного напр жени . Широтно-импульсный модул тор 5 вырабатывает импульс такой длительности , котора необходима дл стабилизации выходного напр жени пре5 образовател 1. . In this case, the mode selection unit 4, the implementation of which, in particular, may be in the form of a valve, provides control of the pulse-width modulator 5 from the amplifiers 3 of the output voltage instability signal. Pulse width modulator 5 generates a pulse of such a duration that is necessary to stabilize the output voltage of converter 5 of converter 1.

Управление преобразователем 1 производитс широтно-модуЛированными импульсами через блок 8 запрета, который в этом режиме работы находитс в отпертом состо нии;The converter 1 is controlled by pulse-width modulated pulses through a prohibition unit 8, which is in the unlocked state in this operating mode;

Если величина выходного т Ока преобразовател 1 достигает предельно допустимого значени , то напр жение, пдступающее от дополнительного блока 7 выбора режима, оказываетс меньше, чем напр жение на выходе усилител 3 нестабильности выходного напр жени . При этом блок 4 выбора режима обеспечивает управление широтно- импульсным мрдул тбром 5 от усилител б сигнала перегрузи по току через дополнительный блок 7 выбора режима. При дальнейшем уменьшений сопротивлени нагрузки ЙВЭП широтно-импульсный модул тор 5 вырабатывает импульсы такой длительности , котора необходима дл ограничени (стабилизации) на предельно допустимом уровне выходного тока преобразовател 1,If the output current of the Inverter 1 reaches the maximum permissible value, then the voltage coming from the additional mode selection unit 7 is lower than the voltage at the output of the output voltage instability amplifier 3. In this case, the mode selection unit 4 provides control of the pulse width direction of the bromine 5 from the amplifier b of the overcurrent signal through an additional mode selection unit 7. With further reductions in the load resistance of the UHEC, the pulse-width modulator 5 generates pulses of such a duration that is necessary to limit (stabilize) at the maximum permissible output current level of the converter 1,

При мгновенном коротком замыкании на выходе преобразовател на датчике 2 тока образуетс перепад напр жени , величина которого превышает напр жение порогового источника 13. При этом на выходе компаратора 9 формируетс скач0к напр жени с крутым фронтом, который запускает одновибратор 10. Последний формирует импульс заданной длительности, передний фронт которого совпадает с фронтом скачка напр жени компаратора 9. Блок 8 запрета во врем действи через элемент ИЛИ 15 импульса одновибратора 10 запрещает поступление широтно-модулироват.ых импульсов на вход управлени регулируемого импульсного преобразовател 1.. В результате достигаетс безынерционное запирание силовых ключей регулируемого преобразовател 1 по сигналу перегрузки по току. Длительность импульса одновибратора 10 выбираетс достаточно большой, чтобы з течение этого импульса выходной ток преобразовател уменьшилс практически до нул . Одновременно импульс одно- вибратора 10 поступает на управл ющий вход обнул ющего ключа 11, который разр жает емкостной накопитель 12.With an instantaneous short circuit at the output of the converter, a voltage drop is formed on the current sensor 2, the value of which exceeds the voltage of the threshold source 13. In this case, a voltage jump with a steep edge is triggered at the output of the comparator 9, which triggers a one-shot 10. The latter generates a pulse of a given duration, the leading edge of which coincides with the front of the voltage jump of the comparator 9. The prohibition unit 8 during operation through the element OR 15 of the pulse of the one-shot 10 prohibits the arrival of the modulated mpulsov to the control input of the adjustable pulse transducer 1 .. As a result, the locking is achieved inertialess power switches controlled by a signal transducer 1 overcurrent. The pulse width of the one-shot 10 is selected large enough so that during this pulse the output current of the converter decreases to almost zero. At the same time, the pulse of the single-vibrator 10 is supplied to the control input of the zeroing key 11, which discharges the capacitive storage 12.

Низкий уровень напр жени разр женного емкостного накопител 12 через дополнительный блок 7 выбора режима и блок 4 выбора режима поступает на вход широтно- импульсного модул тора 5.The low voltage level of the discharged capacitive storage 12 through the additional mode selection unit 7 and the mode selection unit 4 is input to the pulse width modulator 5.

При этом под действием напр жени емкостного накопител 12 блоки 7 и 4 выбора режима Запирают соответственно выход усилител 6 сигнала нестабильности выходного напр жени . Импульсы широтно-им- пульсного модул тора 5 уменьшаютс до нул при разр женном емкостном накопителе 12. После окончани импульса одно- вибратора 10 блок 8 запрета отпираетс , обнул ющий люч 11 запираетс , и напр жение на ёмкостном накопителе 12 начинает плавно увеличиватьс за счёт зар да его током зар д ШШ элёме нта 14.In this case, under the action of the voltage of the capacitive storage device 12, the mode selection blocks 7 and 4 lock the output of the amplifier 6 of the output voltage instability signal accordingly. The pulses of the pulse-width modulator 5 are reduced to zero when the capacitive storage device 12 is discharged. After the end of the pulse of the single-vibrator 10, the inhibit unit 8 is unlocked, the resetting gate 11 is locked, and the voltage on the capacitive storage 12 starts to increase smoothly due to charging Yes, its current is charged by a ШШ elementa 14.

Если короткое замыкание на выходе 5 преобразовател продолжает присутствовать , то после окончани импульса одновиб- ратора ТО выходной ток ИВЭП начнет нарастать со скоростью, определ емой скоростью увеличени напр жени на емкост0 ном накопителе 12.If a short circuit at the output 5 of the converter continues to be present, then after the end of the pulse of the one-shot TO, the output current of the IEDS will begin to increase at a speed determined by the rate of increase in voltage on the capacitive storage 12.

Скорость нарастани выходного тока ИВЭП выбираетс такой величины, чтобы она могла быть отслежена ограниченным по быстродействию усилителем 6 сигнала пе5 регрузки по току.The slew rate of the output current of the IVEC is selected so that it can be monitored by the speed-limited amplifier 6 of the over-current signal 5.

При выполнении такого услови цепь обратной св зи по току, образованна усилителем 6 сигнала перегрузки потоку, ограничивает рост выходного тока прёоёWhen this condition is met, the current feedback loop formed by the overload signal amplifier 6 limits the growth of the output current

0 разовател и стабилизирует его на предельно допустимом уровне.0 developed and stabilizes it at the maximum permissible level.

Если короткие замыкание прекратитс , то напр жение на выходе ИВЭП достигает своего нбмйнальнбго значени со скоро5 стыд, также определ емой скоростью нарастани напр жени на ёмкостном накопителе 12.;If the short circuit stops, the voltage at the output of the IHEP reaches its initial value with a shame of 5, also determined by the rate of rise of voltage on the capacitive storage 12;

Как видно из реализаций блоков 4 и 7 выбора режимов, широтно-импульсный мо0 дул тор 5 управл етс тем усилителем, на выходекоторого напр жение ниже по уровню , т.е. сущность воздействи усилителей 3 и 6 на аналоговый вход широтно-импульсно- го модул тора 5 заключаетс в уменьшенииAs can be seen from the implementations of the mode selection blocks 4 and 7, the pulse-width modulator 5 is controlled by the amplifier whose output voltage is lower in level, i.e. the essence of the effect of amplifiers 3 and 6 on the analog input of a pulse-width modulator 5 is to reduce

5 длительности шйротнб-модулированных импульсов.5 duration shirotnb-modulated pulses.

При пропадании (неисправности ) напр жени на минусовой шине питани -Ё усилители 3 и 6 утрачивают способность уп0 равл ть длительностью импульсов широт- но-импульсного модул тора 5. При этом в прототипе наступает Перегрузка, эквивалентна периодическому короткому замыканию на выходе ИВЭП.In the event of a voltage failure (malfunction) on the negative supply bus, the amplifiers 3 and 6 lose their ability to control the pulse width of the pulse-width modulator 5. In this case, overload occurs in the prototype, which is equivalent to a periodic short circuit at the output of the IEDP.

5 В предлагаемом ИВЭП величина напр жени на минусовой шине питани -Ё контролируетс с помощью элементов 17, 18 и 16.5 In the proposed IWEP, the voltage value on the negative supply bus -E is controlled by elements 17, 18 and 16.

Пои наличии номинальной величины на0 пр жени на минусовой шине-Е знак напр жени на общем выводе токозадающего резистора 17 и стабилитрона 18 относительно общей шины питани усилителей 3 и 6 будет отрицательным. При этом дополни5 тельный компаратор 16 заперт и не вли ет на управл ющий вход блоков запрета через элемент ИЛИ 15.Given the nominal value of the 0 voltage across the negative bus-E, the voltage sign at the common terminal of the current-sensing resistor 17 and the zener diode 18 relative to the common power bus of amplifiers 3 and 6 will be negative. In this case, the additional comparator 16 is locked and does not affect the control input of the prohibition blocks through the OR element 15.

При пропадании или понижении до определенной величины напр жени на минусовой шине питани -Е знак напр жени наIf the voltage on the negative busbar disappears or decreases to a certain value, the voltage sign is E

общем выводе то коза дающего резистора 17 и стабилитрона 18 относительно общей шины питани усилителей 3 и б станет положительным . При этом дополнительный компаратор 16 вырабатывает напр жение, которое через элемент ИЛИ 15 воздействует на управл ющий вход блока 8 запрета иthe overall conclusion is that the goating resistor 17 and the zener diode 18 with respect to the common power bus of amplifiers 3 and b will become positive. In this case, the additional comparator 16 generates a voltage which, through the OR element 15, acts on the control input of the prohibition unit 8 and

з йт т ёгр. ;.;; ; - : -.V .: ;....:: .. 1 6 результате поступление шйротно-мо- дулированных импульсов на вход управле- ни регулируемого импульсного преобразовател 1 прекращаетс и ИВЭП вы1 к чаеТс . ;:-.; ;; .:. ::.; : . .,;. ,;.. г Фор мул а и з 6 б р е z yt t ogr. ;. ;; ; -: -.V.:; .... :: .. 1 6 as a result of the receipt of the pulse-width-modulated pulses at the control input of the adjustable pulse converter 1, the IHEP is turned off and switches on. ;: - .; ;; .:. ::.; :. .,;. ,; .. r Formula a and z 6 b e

Источник вторичного электррпитами rio автОйв № 1252876. от л и ч а к щи The source of the secondary power supply rio autOyve No. 1252876. from l and h to cabbage

тем, что, с целью повышени надежности, введены элемент ИЛИ, дополнительный компаратор и последовательно соединенные между плюсовой и минусовой шинами питани усилителей сигналов нестабильности выходжргб Шпр1 жени и перегрузки по току то ко за дающий резистор и стабилит- рдн, при этом управл ющий вход блока за- njjefia боёдйнён через элемент ИЛИ с выходом дополнительного компаратора, первый вход которого подключен к точке соединени токозадающего резистора и стабилитрона, а второй вход к общей шине питани усилителей сигналов нестабильности выходного напр жени и перегрузки по Toky.: ; ::D;:;: ... :;../ : V-. - / : in order to increase reliability, an OR element is introduced, an additional comparator and connected in series between the plus and minus power buses of the amplifiers of the signals of instability of output signals of overload and current overload, as well as a driving resistor and a stabilization factor, while the control input of the unit njjefia is connected via an OR element with the output of an additional comparator, the first input of which is connected to the junction point of the current-setting resistor and the zener diode, and the second input to the common power bus of signal amplifiers is unstable STI output voltage, and overload Toky .:; :: D;:;: ...:; ../: V-. - /: