SU1157626A1

SU1157626A1 - Voltage converter with overload protection

Info

Publication number: SU1157626A1
Application number: SU823481403A
Authority: SU
Inventors: Сулейман Владимирович Левинзон; Владимир Иванович Голубин
Original assignee: Предприятие П/Я В-8835
Priority date: 1982-08-17
Filing date: 1982-08-17
Publication date: 1985-05-23

Abstract

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ С ЗАЩИТОЙ ОТ ПЕРЕГРУЗОК, содержащий транзисторный инвертор с трансформаториьм выходом, управл ющие переходы транзисторов которого через узлы управлени соединены с выходами селекторов импульсов, первые входы которых объединены и подключены к выходу RS-триггера узла защиты от перегрузок, S-входом соединенного с выходом формировател импульса перегрузок который по входу подключен к датчику тока, включенному в цепи транзисторов инвертора, при этом R-вход RS-триггера подключен к одному из выходов узла управлени , парафазные выходы которого соединены с вторыми входами селекторов импульсов, отличающийс тем, что, с целью расширени функциональных возможностей путем контрол тока каждого транзистора любого типа усилител мощности, формирователь импульсов перегрузки вьтолнен в виде оптоэлектронного прибора светоизлучатель которого подключен через токоограничительные резисторы к датчикам тока, а фотоприемник одним выводом через токоограничительный резистор - к дополнительному источнику, другим - к S-входу триггера. 2. Преобразователь по п.1, о т личающийс тем, что, с цес/ лью повышени надежности и быстродействи срабатывани защиты, в него введен дополнительный источник смещени , подключенный одним полюсом к базам транзисторов инвертора непосредственно шти через диодную разв зку, а другим через дополнительны фотоприемник и ограничительный резистор св зан с эмиттерами транел зисторов инвертора. | О5 ьэ о:1. VOLTAGE CONVERTER WITH OVERLOAD PROTECTION comprising transformatorim transistor inverter output controlling guides transitions through the control transistors which nodes are connected to the outputs of the pulse selector, the first inputs of which are combined and connected to the output of RS-trigger node overload protection, S-input coupled with the output of the overload pulse generator, which is connected to the current sensor connected to the inverter's transistor circuits, the R-input of the RS flip-flop is connected to one of the outputs of the node y The paraphase outputs of which are connected to the second inputs of pulse selectors, characterized in that, in order to expand the functionality by controlling the current of each transistor of any type of power amplifier, the overload pulse driver is optoelectronic device whose light emitter is connected through current limiting resistors to current sensors, and a photodetector with one output through the current-limiting resistor - to an additional source, the other - to the S-input trigger. 2. The converter according to claim 1, which is characterized by the fact that, with a process to increase the reliability and speed of protection operation, an additional bias source is introduced into it, connected by one pole to the bases of the inverter transistors directly through the diode and an additional photoreceiver and a limiting resistor are connected to the emitters of the inverter transistors. | O5 e about:

Description

Изобретение относитс к преобразовательной технике и может быть использовано при разработке источников вторичного электропитани с защитой от перегрузок,The invention relates to converter equipment and can be used in the development of secondary power sources with overload protection,

Известен преобразователь напр сени , содержащий усилитель мощности , .устройство управлени с широтно-импульсным модул тором длительности , узел защиты, содержащий датчик перегрузки в цепи питани ,, блок управлени дл задиты, ДС-цепь, два.элемента ИЛИ-НЕ fl .A known voltage converter containing a power amplifier, a control device with a pulse width modulator, a protection node containing an overload sensor in the power supply circuit, a control unit for the set, a DC circuit, two elements OR-NOT fl.

Недостатками такого устройства вл ютс отсутствие защиты каждого из транзисторов усилител мощности и возможность использовани устройства только дл двухтактных схем.The disadvantages of such a device are the lack of protection of each of the transistors of the power amplifier and the possibility of using the device only for push-pull circuits.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности вл етс пре образователь с зшцитой от перегрузок содержащш транзисторньп инвертор с трансформаторным выходом,.управл ющие переходы транзисторов которого через узлы управлени соединены с вы ходами селекторов импульсов, первые входы которых объединены и подключены к выходу RS-триггера узла защиты от перегрузки, S-входом соединенного с вьпсодом формировател импульса перегрузки , который по входу подключен к датчику тока, включенному в цепи транзисторов инвертора, при этом К-вход триггера подключен к тактовому входу задающего генератора, парафазные выходы которого соединены с вторыми входами селекторов импульсов .2 .The closest to the invention according to the technical essence is a converter with overloading containing a transistor inverter with a transformer output, whose control transitions of transistors are connected to the outputs of the pulse selectors through the control nodes, the first inputs of which are combined and connected to the output of the RS trigger node protection against overload, S-input connected to the output of the overload pulse former, which is connected to the current sensor included in the inverter transistor circuit, the K-input rigger is connected to the clock input of the master oscillator, paraphase outputs are connected to second inputs of selectors pulses .2.

Недостатками такого преобразовател вл ютс невозможнрсгь защиты каждого из транзисторов любого типа усилител мощности (мостового, полумо .стового, двухтактного, однотактного ), а также отно.сительно длительное врем срабатыв.ани защиты, что особенно принципиально дл высокочастотных преобразователей напр жешш .The disadvantages of such a converter are the impossibility of protecting each of the transistors of any type of power amplifier (bridge, half-wall, two-stroke, single-ended), as well as the relatively long response time of the protection, which is especially important for high-frequency converters.

Цель изобретени - расширение функциональйых возможностей, повьдиение надежности и быстродействи срабатывани защиты путем контрол ток каждого транзистора любого типа усилител мощности.The purpose of the invention is to expand the functional possibilities, increase reliability and speed of protection operation by controlling the current of each transistor of any type of power amplifier.

Поставленна цель достигаетс тем, что в преобразователе напр жени , содержащем транзисторньй инвертор с трансформаторным выходом, упрал ющие переходы транзисторов которог через узлы управлени соединены с выходами селекторов импульсов, первые входы которых объединены и подключены к выходу RS-триггера узла защиты от перегрузок, S-входом соединенного с выходом формировател импульсов перегрузок, который по входу подклзочен к датчику тока, включенному в цепи транзисторов инвертора, при-этом R-вход RS-триггера подключен к одному из выходов узла управлени , парафазные выходы которого соединены с вторыми входами селекторов импульсов, формирователь импульсов перегрузки выполнен в виде оптоэлектронного прибора, светоизлучатель „ которого подключен через токоограничительные резисторы к датчикам тока, а фотоприемник одним выводом через токоограничительньй резистор - к дополнительному источнику, другим к S-входу триггера.The goal is achieved by the fact that in a voltage converter containing a transistor inverter with a transformer output, the guiding transitions of the transistors of which through the control nodes are connected to the outputs of the pulse selectors, the first inputs of which are combined and connected to the output of the RS-trigger of the overload protection node, S- the input connected to the output of the pulse driver overload, which is connected to the current sensor included in the inverter transistor circuit at the input, the R-input of the RS flip-flop connected to one of the outlets odes of the control unit, the paraphase outputs of which are connected to the second inputs of the pulse selectors, the overload pulse shaper is designed as an optoelectronic device, the light emitter of which is connected through current limiting resistors to current sensors, and the photodetector is connected to an additional source through another current source to the S source trigger input.

Кроме того, в преобразователь введен дополнительный источншс смещени , подключенньй одним полюсом к базам транзисторов инвертора непосредственно или через диодную разв зку , а другим через дополнительный фотоприемник и ограничительный резистор св зан с эмиттерами транзисторов инвертора.In addition, an additional bias source is added to the converter, connected by one pole to the bases of the inverter transistors directly or through a diode, and the other through an additional photo detector and a limiting resistor connected to the emitters of the inverter transistors.

На фиг. 1-3 показаны различные схемы преобразовател напр жени с защитой от перегрузок.FIG. 1 to 3, various voltage converter circuits with overload protection are shown.

Преобразователь содержит инвертор на силовых транзисторам 1 и 2 с выходным трансформатором 3, выходным вьшр мителем 4 с фильтром 5, управл ющие переходы транзисторов через узлы 6 и 7 управлени , содержащие формирователи, разв зывающие трансформаторы 8 и 9 и предварительные усилители 10 и 11 подключены к выходам двух селекторов,которые могут быть выполнены на логических элементах ИЛИ-НЕ 12 и 13, первые входы которых объединены и подключены к выходу RS-триггера 14.The converter contains an inverter on power transistors 1 and 2 with an output transformer 3, output converter 4 with filter 5, control transitions of transistors through control nodes 6 and 7, containing drivers, isolation transformers 8 and 9, and preamplifiers 10 and 11 are connected to the outputs of the two selectors, which can be performed on the logic elements OR NOT 12 and 13, the first inputs of which are combined and connected to the output of the RS-flip-flop 14.

Формирователь, импульса перегрузки выполнен на оптоэлектронном приборе 15, один из вьшодов фотоприемникаShaper, pulse overload is performed on an optoelectronic device 15, one of the photodetector outputs

16которого через токоограничитель16 which through current limiter

17подключен- к S-входу триггера,17 is connected to the S-input trigger,

а другой - к вьшоду дополнительного источника 18, светоизлучатель 19 через токоограничительные резисторы 20 и 21 подключен к датчикам 22 и 23 тока, установленным в цепи транзисторов . R-вход триггера подключен к тактовому входу задающего генератора 24, парафазные выходы которого подключены к вторым входам сёлекторов импульсов. Дополнительньй источник смещени U одним полюсом подключен к базам транзисторов инвертора через диодную разв зку 25 и 26 (фиг.1) или непосредственно (фиг.З) другой полюс через дополнительный фотоприемник 27 и токоограничительный резистор 28 св зан с цепью эмиттеров транзисторов. В случае установки датчиков тока в цепи эмиттеров транзисторов полумостового инвертора (фиг.З) используетс второй оптоэлектронный прибор 29, первьм фотоприемник 30 которого подключен параллельно первому фотоприемнику 16 прибора 15, светоизлучатель 31 через токоограничитель ный резистор 21 - параллельно датчику 23 тока, а его второй фотоприемник 32 через резистор - к источнику смещени Uf.. . Устройство (фиг.1) работает следующим образом. В нормальном режиме работы, т.е. при отсутствии перегрузок в любом из транзисторов 1 и 2 усилител мощности , преобразователь выполн ет сво основные функции, т.е. сигналом рассогласовани , поступающим от нагрузки (фильтра) 5 на узел 6, он управл етс (преобразователь может быть как стабилизированным, так и нестаби лизированным) . Каждый из транзисторор 1 и 2 управл етс по одному из входов узла (генератора). 24 через схемы ИЛИ-НЕ 12 и 13, ключевые усили тели to и 11, трансформаторы 8 и 9 и узлы 6 и 7. Напр жение, снимаемое каждые полпериода с датчиков 22 и 23, через резисторы 20 и 21, недостаточно дл вкл1рчени светоизлучател 19 оптрона 15, фотоприемник 16, включенньвЧ S цепь дополнительного источника 18, не вли ет на рдботу схем 12 и 13. При перегрузке по току в любом из транзисторов увеличиваетс напр жение на резисторах (датчиках тока) 22 или 23 (фиг.1 и фиг.2) в зависимости от того, в каком плече произошла перегрузка, энерги светоизлучател 19 становитс достаточной дл включени фотоприемника 16 оптропа 15, и через резистор 17 поступает сигнал на S-вход триггера 14, который блокирует работу-схем 12 и 13, ключевые усилители 10 и 11 закрываютс , тем самым отключа транзисторы 1 и 2 источника питани преобразовател . Дл повышени быстродействи срабатывани защиты используетс источник . При перегрузке по току включаетс второй фотоприемник 27 оптрона 15 и подключает через ограничительный ре.зистор 28, датчики 22 и 23 перегрузки и разв зывающие диоды 25 и 26 (источник запирающего смещени подсоединен непосредственно к входам транзисторов 1 и 2). Если усилитель мощности выполнен по полумостовой . схеме (фиг.З), то при перегрузке по току сигнал на закрывание транзисторов поступает через фотоприемники 27 оптрона 15 и 32 оптрона 29 непосредственно к каждому из транзисторов 1 и 2 усилител мощности. Таким образом, предложенное устройство обеспечивает защиту любого транзистора усилител мощности и повышенное быстродействие защиты независимо от типа схемы инвертора.and the other to the output of the additional source 18, the light emitter 19 through the current-limiting resistors 20 and 21 is connected to current sensors 22 and 23 installed in the transistor circuit. The R-input of the trigger is connected to the clock input of the master oscillator 24, the paraphase outputs of which are connected to the second inputs of the pulse collectors. An additional bias source U is connected by one pole to the bases of the inverter transistors through the diode isolation 25 and 26 (Fig. 1) or directly (Fig. 3) to the other pole through an additional photoreceiver 27 and a current limiting resistor 28 connected to the transistor emitter circuit. In case of installation of current sensors in the emitter circuit of the half-bridge inverter transistors (Fig. 3), the second optoelectronic device 29 is used, the first photodetector 30 of which is connected parallel to the first photodetector 16 of the device 15, the light emitter 31 through the current limiting 23, and its second photodetector 32 through a resistor to the bias source Uf ... The device (figure 1) works as follows. In normal operation, i.e. in the absence of overloads in any of the transistors 1 and 2 of the power amplifier, the converter performs its main functions, i.e. the error signal coming from the load (filter) 5 to node 6 is controlled (the converter can be either stabilized or non-stabilized). Each of the transistor 1 and 2 is controlled by one of the inputs of the node (generator). 24 through OR-NOT circuits 12 and 13, key amplifiers to and 11, transformers 8 and 9, and nodes 6 and 7. The voltage taken every half period from sensors 22 and 23, through resistors 20 and 21, is not enough to turn on the light emitter 19 the optocoupler 15, the photodetector 16, the included S circuit of the auxiliary source 18, does not affect the circuitry of circuits 12 and 13. When overcurrent in any of the transistors, the voltage across the resistors (current sensors) 22 or 23 increases (Fig. 1 and Fig. 2) depending on the shoulder in which the overload occurs, the energy of the light emitter 19 becomes sufficient to turn on the photodetector 16 of the optocoupler 15, and through the resistor 17, a signal is sent to the S input of the trigger 14, which blocks the operation of the circuits 12 and 13, the key amplifiers 10 and 11 are closed, thereby disconnecting the transistors 1 and 2 of the converter power supply. A source is used to increase the response speed of the protection. In case of current overload, the second photoreceiver 27 of the optocoupler 15 is turned on and connects through the limiting resistor 28, overload sensors 22 and 23, and isolating diodes 25 and 26 (the source of the blocking bias is connected directly to the inputs of transistors 1 and 2). If the power amplifier is made on half bridge. the circuit (FIG. 3), then in case of current overload, the signal for closing the transistors goes through the photo detectors 27 of the optocoupler 15 and 32 of the optocoupler 29 directly to each of the transistors 1 and 2 of the power amplifier. Thus, the proposed device provides protection for any transistor power amplifier and increased protection performance regardless of the type of inverter circuit.

0Ut.l0Ut.l

Claims

1. VOLTAGE CONVERTER PROTECTED FROM OVERLOADS, containing a transistor inverter with a transformer output, the control transitions of the transistors of which are connected via the control nodes to the outputs of the pulse selectors, the first inputs of which are connected and connected to the output of the RS-trigger of the overload protection unit, S-input connected to the output of the overload pulse generator, which is connected via an input to a current sensor connected to the inverter transistor circuit, while the R-input of the RS-trigger is connected to one of the outputs of the control unit I, whose paraphase outputs are connected to the second inputs of the pulse selectors, characterized in that, in order to expand the functionality by monitoring the current of each transistor of any type of power amplifier, the overload pulse shaper is made in the form of an optoelectronic device, the light emitter of which is connected through current limiting resistors to current sensors , and the photodetector with one output through a current-limiting resistor - to an additional source, with the other - to the trigger S-input.

2. The Converter according to claim 1, characterized in that, in order to increase the reliability and speed of operation of the protection, an additional bias source is introduced into it, connected by one pole to the inverter transistor bases directly or through a diode isolation, and the other through an additional photodetector and a limiting resistor connected to the emitters of the inverter transistors.

SU .... 1157626>