SU1185484A1

SU1185484A1 - Device for protection of converter

Info

Publication number: SU1185484A1
Application number: SU833623984A
Authority: SU
Inventors: Владимир Федорович Худяков; Василий Арсеньевич Хабузов
Original assignee: Ленинградский Институт Авиационного Приборостроения
Priority date: 1983-07-21
Filing date: 1983-07-21
Publication date: 1985-10-15

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ с системой управлени , выполненной на фазосдвигающем блоке, подключенном к входу широтно-импульсного модул тора, снабженного источником питани , включающего двухтактные задающий и ведомый генераторы с выходными трансформаторами , содержащее диод, электронный ключ, предназначенный дл включени последовательно с одним из выводов источника питани широтно-импульсного модул тора , причем вход электронного ключа подключен к выходу порогового элемента, отличающеес тем, что, с целью повышени КПД преобразовател , оно снабжено параллельной RC-цепочкой и двухвходовым элементом ИЛИ-НЕ, входы которого предназначены дл подключени к началам первичных обмоток выходных трансформаторов задающего и ведомого генераторов, а выход через диод подключен к входу порогового элемента, зашунтированного параллельной RC-цепочкой.DEVICE FOR PROTECTION PROTECTION with a control system made on a phase-shifting unit connected to the input of a pulse-width modulator equipped with a power source including two-stroke master and slave generators with output transformers containing a diode, an electronic switch designed to be connected in series with one of the terminals the power source of the pulse-width modulator, the electronic switch input being connected to the output of the threshold element, characterized in that, in order to increase K D converter, it is provided with a parallel RC-chain and two-input NOR element, inputs of which are intended for connection to the beginnings of the primary winding of output transformers of the master and slave oscillators and output through a diode connected to the input of the threshold element shunted by a parallel RC-chain.

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты преобразователей энергии постоянного тока на входе в энергию постоянного тока на выходе.The invention relates to electrical engineering and can be used to protect DC power converters at the input of DC energy at the output.

Целью изобретения является повышение КПД преобразователя за счет исключения датчиков тока из силовой цепи постоянного или переменного тока преобразователя.The aim of the invention is to increase the efficiency of the Converter by eliminating the current sensors from the power circuit of a constant or alternating current Converter.

На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство.The drawing schematically shows the proposed device.

Устройство для защиты преобразователя 1 состоит из системы управления, выполненной на фазосдвигающем блоке 2, подключенном к входу широтно-импульсного модулятора (ШИМ) 3, включающего двухтактные задающий 4 и ведомый 5 генераторы, выполненные по двухтактной схеме на транзисторах 6—9, с выходными трансформаторами 10 и 11, начала первичных обмоток 12 и 13 которых подключены к входам элемента ИЛИ-НЕ 14, выход которого через диод 15 подключен к входу порогового элемента 16, зашунтированного параллельной RC-цепочкой 17, выход которого подключен к входу электронного ключа 18. Элемент ИЛИ-НЕ 14 выполнен в виде двух параллельно включенных транзисторов 19 и 20, базы которых образуют входы элемента 14, эмиттеры подключены к общей шине ШИМ 3, а коллекторы образуют выход элемента 14 и через резистор 21 подключены к плюсовой шине источника питания 22 ШИМ. Электронный ключ 18 выполнен на транзисторе 23, включенном между общей шиной ШИМ 3 и минусовой шиной источника питания 22, база которого через резистор 24 подключена к плюсовой шине источника питания 22 и через инвертирующий транзистор 25 — к выходу порогового элемента 16.The device for protecting the converter 1 consists of a control system made on a phase-shifting unit 2 connected to the input of a pulse-width modulator (PWM) 3, including push-pull master 4 and slave 5 generators, made by a push-pull circuit on transistors 6–9, with output transformers 10 and 11, the beginnings of the primary windings 12 and 13 of which are connected to the inputs of the OR-NOT 14 element, the output of which through the diode 15 is connected to the input of the threshold element 16, shunted by a parallel RC circuit 17, the output of which is connected to the input of the ele of the throne key 18. The OR-NOT 14 element is made in the form of two parallel-connected transistors 19 and 20, the bases of which form the inputs of the element 14, the emitters are connected to the common PWM bus 3, and the collectors form the output of the element 14 and through the resistor 21 are connected to the plus bus of the source power supply 22 PWM. The electronic key 18 is made on the transistor 23 connected between the common PWM bus 3 and the negative bus of the power supply 22, the base of which is connected through the resistor 24 to the positive bus of the power supply 22 and through the inverting transistor 25 to the output of the threshold element 16.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Задающий генератор 4 ШИМ 3 формирует ведущую последовательность прямоугольных импульсов, а ведомый генератор 5 — ведомую последовательность прямоугольных импульсов, сдвинутую во времени относительно ведущей последовательности на угол фазового сдвига с помощью фазосдвигающего блока 2. Преобразователь 1, управляемый от выходных трансформаторов 10 и. 11, осуществляет преобразование постоянного напряжения с одновременной его стабилизацией за счет регулирования величины фазового сдвига пропорционально сигналу обратной связи, причем величина выходного напряжения увеличивается с уменьшением фазового сдвига (с возрастанием ширины управляющих импульсов на входе преобразователя 1). Ширина управляющих импульсов определяется временем одновременного нахождения в насыщении транзистора 6 (7) задающего генератора 4 и транзистора 8 (9) ведомого генератора 5, а величина фазового сдвига — временем от момента включения транзистора 6 (7) до момента включения транзистора 8 (9).The PWM master oscillator 4 generates a leading sequence of rectangular pulses, and the slave 5 generates a driven sequence of rectangular pulses shifted in time relative to the leading sequence by the angle of the phase shift using the phase shifting unit 2. Converter 1 controlled from the output transformers 10 and. 11, carries out the DC voltage conversion while stabilizing it by adjusting the phase shift in proportion to the feedback signal, and the output voltage increases with decreasing phase shift (with increasing width of the control pulses at the input of the converter 1). The width of the control pulses is determined by the time at which the transistor 6 (7) of the master oscillator 4 and the transistor 8 (9) of the slave generator 5 are in saturation, and the phase shift is determined by the time from the moment the transistor 6 (7) is turned on until the transistor 8 (9) turns on.

При нормальном функционировании преобразователя 1 питающее напряжение поступает на ШИМ 3 через электронный ключ 18, в котором транзистор 23 включен за счет базового тока смещения, протекающего через резистор 24. При этом выключены транзис10 тор 25 и пороговый элемент 16, так как напряжение на параллельной RC-цепи 17 ниже порогового. Заряжается конденсатор РС-цепи 17 через резистор 21 и диод 15, если выключены оба транзистора 19 и 20 элемента ИЛИ-НЕ 14. При включении хотя бы одного ⁵ из транзисторов 19 и 20 выключается диод 15, прекращается заряд конденсатора RC-цепи 17, так как ток резистора 21 протекает по включенному транзистору 19 и 20. В связи с тем, что процессы переключения транзис2о торов 19 и 20 синхронизируются транзисторами 6 и 8, причем при включении транзистора 6 (8) выключается транзистор 19 (20), при выключении транзистора 6 (8) включается транзистор 19 (20), то величина среднего напряжения на конденсаторе RC²⁵ цепи 17, который разряжается только через резистор этой же цепи, пропорциональна ширине управляющих импульсов, поступающих с ШИМ 3 на преобразователь 1. При изменении питающего напряжения фазо, сдвигающее устройство 2 регулирует ширину управляющих импульсов таким образом, что выходное напряжение преобразователя 1 остается постоянным, а вместе с ним сохраняет свое постоянство и напряжение на RCцепи 17. В то же время напряжение на 35 RC-цепи 17 изменяется пропорционально току нагрузки преобразователя 1, у которого выходное напряжение из-за наличия внутреннего сопротивления зависит от тока нагрузки. Причем с увеличением тока нагрузки выходное напряжение уменьшается, поэтому 40 фазосдвигающее устройство 2 увеличивает ширину управляющих импульсов, поддерживая постоянной величину выходного напряжения. В то же время напряжение на RCцепи 17 возрастает. При возникновении токовых перегрузок напряжение на RC-цепи 17 ⁴⁵ достигнет предельно допустимой величины, включается пороговый элемент 16 (пробьется стабилитрон), откроется транзистор 25 электронного ключа 18 и зашунтирует управляющий переход транзистора 23, снимающего 50 напряжение питающее с ШИМ 3 и отключающее преобразователь 1. Выключение транзистора 25 и порогового элемента 16 не происходит, так как транзисторы 19 и 20 выключаются, а конденсатор RC-цепи 17 заряжается до величины питающего на55 пряжения.During normal operation of the converter 1, the supply voltage is supplied to the PWM 3 through an electronic switch 18, in which the transistor 23 is turned on due to the base bias current flowing through the resistor 24. At the same time, the transformer 25 and the threshold element 16 are turned off, since the voltage on the parallel RC chain 17 below the threshold. The capacitor of the PC circuit 17 is charged through the resistor 21 and the diode 15, if both transistors 19 and 20 of the OR-NOT element 14 are turned off. When at least one of the ⁵ transistors 19 and 20 is turned on, the diode 15 turns off, the capacitor of the RC circuit 17 stops, so how the current of the resistor 21 flows through the turned on transistor 19 and 20. Due to the fact that the switching processes of the transistors 19 and 20 are synchronized by transistors 6 and 8, moreover, when the transistor 6 (8) is turned on, the transistor 19 (20) turns off, when the transistor 6 turns off (8) turns on the transistor 19 (20), then the average voltage the capacitor RC ^{25 of} circuit 17, which is discharged only through a resistor of the same circuit, is proportional to the width of the control pulses coming from the PWM 3 to the converter 1. When the supply voltage changes, the phase shifting device 2 adjusts the width of the control pulses so that the output voltage of the converter 1 remains constant, and with it maintains its constancy and voltage on the RC circuit 17. At the same time, the voltage on 35 of the RC circuit 17 changes in proportion to the load current of the converter 1, for which the output voltage Due to the presence of internal resistance, voltage depends on the load current. Moreover, with increasing load current, the output voltage decreases, so 40 phase-shifting device 2 increases the width of the control pulses, maintaining a constant value of the output voltage. At the same time, the voltage on the RC circuit 17 increases. When current overloads occur, the voltage on the RC circuit 17 ⁴⁵ will reach the maximum permissible value, the threshold element 16 will turn on (the zener diode breaks), the transistor 25 of the electronic switch 18 will open, and the control transition of the transistor 23 will be removed, which removes the 50 voltage supply from the PWM 3 and disconnects the converter 1. Turning off the transistor 25 and the threshold element 16 does not occur, since the transistors 19 and 20 are turned off, and the capacitor of the RC circuit 17 is charged to the value of the supply voltage55.

ВНИИПИ Заказ 6384/52 Тираж 619 ПодписноеВНИИПИ Order 6384/52 Circulation 619 Subscribed

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4Branch of the PPP "Patent", Uzhhorod, st. Project, 4

Claims

DEVICE FOR PROTECTING THE CONVERTER with a control system made on a phase-shifting unit connected to the input of a pulse-width modulator equipped with a power source, including push-pull master and slave generators with output transformers, containing a diode, an electronic switch designed to be connected in series with one of the source terminals power supply of the pulse-width modulator, and the input of the electronic key is connected to the output of the threshold element, characterized in that, in order to increase the efficiency of photoelectret, it is provided with a parallel RC-chain and two-input OR element-HE, the inputs of which are intended for connection to the beginnings of the primary winding of output transformers of the master and slave oscillators and output through a diode connected to the input of the threshold element shunted by a parallel RC-chain.