SU1429099A1 - Ключевой регул тор напр жени посто нного тока с защитой от перегрузки по току - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может найти применение в устройствах ключевых регул торов напр жени  посто нного тока. Цель изоб- ретени  - повьшение КПД и надежности . В базовую цепь силового транзистора I с пропорционально токовым управлением от согласующего трансформатора 7 включен резисторный датчик 18 тока. При перегрузках срабатьта- ет ключ 15, шунтиру  обмотки 6,14 трансформатора 7. Ключ 15. выключаетс  во врем  нерабочего такта силового транзистора I, т.е. если услови  перегрузки сохранены, то обеспечиваетс  мгновенное ограничение то- к.а в силовом транзисторе 1 за каждьй коммутационный период. 1 ил.

Description

(Л

1

Изобретение относитс  к электро- технике и может найти применение в устройствах ключевых регул торов нап- р жени  посто нного тока.с

Цель изобретени  - повышение коэффициента Полезного действи  и надежности .

На чертеже показана электричес- ка  схема ключевого регул тора напр - Q жени  посто нного тока с защитой от перегрузки по току.

Ключевой регул тор выполнен на силовом транзисторе I, в коллекторную цепь которого включена первична  обмотка 2 силового трансформатора 3. Его вторична  обмотка 4 подключена к выпр мителю 5, св занному с выходом ключевого регул тора. Переход база- эмиттер силового транзистора 1 св зан с выходной обмоткой 6 согласующего трансформатора 7 узла 8 пропорционально-токового управлени .Трансформатор 7 имеет обмотку 9 положительной обратной св зи по току. Св зь эмиттера силового транзистора 1 с выходной обмоткой 6 выполнена через входную и общую клеммы 10 и П узла 12 защиты по току. Дл  усилени 

15

20

25

1429

45

шунтирующего воздействи  со стороны узла 12 защиты по току на устройство 8 пропорционально-токового управлени  его выход (клеммы обща  11 и выходна  13) подключены к последовательно включенным выходной 6 и вольт добавочной . 14 обмоткам согласую-- щего трансформатора 7,

Исполнительным элементом защиты

12 вл етс  ключ 15, выполненный

на паре комплементарных транзисторов подключенный квыходным клеммам 11 и

13узла 12 через первый диод 16. Цепь управлени  ключа 15 подключена через токоограничива1ощий резис- тор 17 к резисторному датчику 18 тока , св занному с входными клеммами

10 и 11. (При наличии на переднем ф рон те сигнала, поступающего с датчика 18 тока, короткого коммутационного импульса повьгазенной амплитуды полезно ввести в состав узла 12 защиты конденсатор 19 малой емкости дл  слабого интегрировани  фронта сигнала).

Дл  обеспечени  эффекта защелки ключа 15 узел 12 зашиты имеет источник нормированной накопленной энергии , содержащий вспомогательную обмотку 20 в составе силового трансформатора 3, вьтр митель - третий

с

Q

15

20

25

ЗО

, ,Q

-

4290992

диод 21 и накопительный конденса- тор 22. Дополнительный резистор 23 выполн ет вспомогательную функцию - устран ет зар д накопительного конденсатора 22 до амплитуды короткого выброса напр жени ,  вл ющегос  продолжением фронта импульса напр жени , поступающего с обмотки 20. Первый резистор 24, св зьгоающий накопительный конденсатор 22 с ключом 15, нормирует величину тока разр да конденсатора 22 через ключ 5, а второй резистор 25 улучшает динамические параметры ключа 15 и совместно с токоог- раничительным резистором 17 определ ет величину тока выключенна  ключа 15 Второй диод 26,. включенный в цепь, св зывающую источник нормированной накопленной энергии с ключом 15, устран ет шунтирование выхода устрой- ,ства пропорционально-токового управлени  накопительным конденсатором 22.

Ключевой регул тор работает следующим образом.

При отпирании силового транзистора -1 сигналом, приход щим с узла 8 пропорционально-токового управлени , зар жаетс  накопительный конденсатор -22 до величины напр жени  на обмотке 20 силового трансформатора 3. В базу силового транзистора I (вследствие действи  положительной обратной св зи по току коллекторной цепи с базовой с помощью обмотки 9 в составе согласующего трансформатора 7) поступает ток, пропорциональный по величине току в коллекторной цепи. Если за врем  открытого состо ни  силового транзистора 1 его ток коллектора достигнет предельного значени , то падением напр жени  на резисторе датчика 18 тока будет включен ключ 15 узла 12 защиты по току, ко- 45 торый зашунтирует обмотки 6 и 4 уз- .ла 8 пропорционально-токового управлени  .

Силовой транзистор 1 запираетс , а ключ 15 продолжает шунтировать вы-( ход узла 8 с некоторым перекрытием оставшегос  времени рабочего такта силового транзистора 1 несмотр  на отсутствие управл ющего сигнала дл  ключа 15. Это исключает дребезг ключа, что обеспечиваетс  в результате защелкивани  ключа 15 на заданное врем  (примерно Т/2), которое определ етс  величиной тока выключени  ключа 1 5 и временем разр да на него на50

55

копительного конденсатора 22 через ограничивающий разр дный ток резистор 24. Выключаетс  ключ 15 в отрезок времени нерабочего такта силового транзистора 1, когда на его вход поступает с узла, 8 управлени  запирающее напр жение. Если к следующему рабочему такту силового транзистора 1 перегрузка не будет устране- на, VO вышеописанный процесс повтор етс . Таким образом, узел 12 защиты по току вьтолн ет задачу мгновенного ограничени  тока, тек тцего через силовой транзистор 1 ключевого регу- л тора в каждый коммутационньш период , не вызыва  при этом необратимого выключени  преобразовател  при кратковремнной перегрузке .

Дл  повышени  надежности зашиты ключевого регул тора от перегрузки целесообразно нар ду с рассмотренной защитой по току ввести в состав ключе-- вогр регул тора таймер допустимого времени перегрузки, выключающий ключевой регул тор при длительном .установившемс  режиме перегрузки .

Предлагаемое техническое решение . ключевого регул тора с защитой от перегрузки по току повышает КПД ключевого регул тора и его надежность, поскольку снижает внутренние тепловыделени , особенно если он питаетс  от низковольтной бортовой сети, например . 27 В, поскольку при переносе датчика тока защиты из эмиттерной цепи в базовую цепь силового транзистора мощность, рассеиваема  на нем, снижаетс  примерно в 12 раз, где р - коэффициент усилени  по току силового

25

30

35

40

Ключевой регул тор напр жени  посто нного тока с зашитой от перегрузки по току, содержащий силовой транзистор, силовой трансформатор, узел пропорционально-токового упраи- лени  с согласующим трансформатором, который имеет обмотку положительной обратном св зи по току и последовательно соединенные выходную и вольт- добавочную обмотки, и узел защиты от перегрузки по току, состо щий из ре- зисторного датчика тока, TOKOoi pa- ничительного резистора, ключа, выполненного на комплементарной паре транзисторов, рез1 стора, трех диодов, накопительного конденсатора и вспомогательной обмотки в составе силового трансформатора, первична  обмотка которого, переход коллектор-эмиттер силового транзистора и обмотка положительной обратной св зи по току согласующего трансформатора включень; последовательно между входньп-™ клеммами , база силового транзистора подключена к общему выводу выходной и во: ьтдобавочной обмоток согласующего трансформатора, выход ключа подк. чеи через первый диод к другому выводу вольтдобавочной обмотки согласующего трансформатора и через резистор и второй диод - к одним из вьгоодов накопительного конденсатора и третьего диода, другие вьшоды которых по отдельности подключены к вспомогательной обмотке силового трансформатора , причем указанный другой вывод накопительного конденсатора соединен с общим выводом ключа и одним из выводов датчика тока, который другим вьгоодом через токоограничительный резистор соединен с входом ключа, о тличающийс  тем, что, с транзистора ключевого регул тора. Тех-45 целью повышени  надежности и КПД, ническое рещение защиты по току уни- обмотка положительной обратной, св зи версально и не зависит от исполнени  схемы управлени , поскольку осуществл ет пр мое воздействие на сигнал уп- равлени  силовым транзистором, а не 50 на внутренние цепи устройства управлени .

по току согласующего трансформатора включена в цепь коллектора силового транзистора, а датчик тока включен между эмиттером силового транзистора и свободным вьшодом выходной обмотки согласующего трансформатора.

5 0

5

0

5

0

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Ключевой регул тор напр жени  посто нного тока с зашитой от перегрузки по току, содержащий силовой транзистор, силовой трансформатор, узел пропорционально-токового упраи- лени  с согласующим трансформатором, который имеет обмотку положительной обратном св зи по току и последовательно соединенные выходную и вольт- добавочную обмотки, и узел защиты от перегрузки по току, состо щий из ре- зисторного датчика тока, TOKOoi pa- ничительного резистора, ключа, выполненного на комплементарной паре транзисторов, рез1 стора, трех диодов, накопительного конденсатора и вспомогательной обмотки в составе силового трансформатора, первична  обмотка которого, переход коллектор-эмиттер силового транзистора и обмотка положительной обратной св зи по току согласующего трансформатора включень; последовательно между входньп-™ клеммами , база силового транзистора подключена к общему выводу выходной и во: ьтдобавочной обмоток согласующего трансформатора, выход ключа подк. чеи через первый диод к другому выводу вольтдобавочной обмотки согласующего трансформатора и через резистор и второй диод - к одним из вьгоодов накопительного конденсатора и третьего диода, другие вьшоды которых по отдельности подключены к вспомогательной обмотке силового трансформатора , причем указанный другой вывод накопительного конденсатора соединен с общим выводом ключа и одним из выводов датчика тока, который другим вьгоодом через токоограничительный резистор соединен с входом ключа, о тличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности и КПД, обмотка положительной обратной, св зи

   по току согласующего трансформатора включена в цепь коллектора силового транзистора, а датчик тока включен между эмиттером силового транзистора и свободным вьшодом выходной обмотки согласующего трансформатора.

   вш-шпи

   Заказ 5125/45 Тираж 866

   Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

   Подписное