SU1439715A1

SU1439715A1 - Pulsed power supply unit

Info

Publication number: SU1439715A1
Application number: SU874296598A
Authority: SU
Inventors: Владимир Гутманович Левин
Original assignee: Предприятие П/Я А-1171
Priority date: 1987-06-30
Filing date: 1987-06-30
Publication date: 1988-11-23

Abstract

Изобретение относитс к преобразовательной технике и может быть использовано при разработке источников питани дл телевизоров. Цель изобретени - повышение надежности устройства путем обеспечени его защиты от перегорузок и перенапр жений на выходе и за счет оптимизации тока базы ключевого транзистора. Блок питани содержит сетевой выпр митель 1, автогенераторньй однотактный преобразователь напр жени с. тирис- торным выключателем, трансформатор с обмотками коллекторной 2, базовой 3, управлени 4 и нагрузки 5, ключевой транзистор 6, регулирующий транзистор 14 и узел управлени со схемой регулировани 16. В узел управлени вход т цепочка запуска 18-20, 23, включающий тиристор 8, конденса торы блокировки 9 ключевого транзистора и 12 тиристора, а также введенные электронные ключи 21 и 17, первый из которых шунтирует конденсатор 12 блокировки тиристора, а второй подсоедин ет цепочку запуска к коллектору регулирующего транзистора 14. При перегрузке и неисправности на выходе снижаетс напр жение на выходе, на конденсаторе 12 блокировки тиристора, что приводит к снижению тока базы регулирующего транзистора 14, дальнейшему снижению напр жени на выходе и т.д. Источник глохнет. Аналогично , при перенапр жении повышаетс напр жение на конденсаторе 12 блоки- ровки тиристора, что вызывает срабатывание первого электронного ключа 21, разр жающего зтот конденсатор, что приводит к снижению тока базы регулирующего транзистора 14, источник глохнет. Этим обеспечиваетс защита устройства от перегрузки и перенапр жений на выходе, т.е. попы-, шаетс надежность устройства. 1 ил. I (Л 00 со елThe invention relates to converter technology and can be used in the development of power supplies for televisions. The purpose of the invention is to increase the reliability of the device by ensuring its protection against overloads and overvoltages at the output and by optimizing the base current of the key transistor. The power supply unit contains a mains rectifier 1, an autogenerating single-ended voltage converter c. a thyristor switch, a transformer with collector windings 2, a base 3, a control 4 and a load 5, a key transistor 6, a control transistor 14 and a control unit with a control circuit 16. The control unit includes a trigger chain 18-20, 23 that includes a thyristor 8, the blocking capacitors 9 of the key transistor and the thyristor 12, as well as the introduced electronic switches 21 and 17, the first of which bypasses the thyristor blocking capacitor 12, and the second connects the start-up circuit to the collector of the control transistor 14. When overloaded fault output reduced voltage at the output, the capacitor 12 blocking the thyristor, which reduces the base current regulating transistor 14, a further reduction in voltage at the output etc. Source stalls. Similarly, during overvoltage, the voltage on the thyristor blocking capacitor 12 rises, which triggers the first electronic switch 21, discharging this capacitor, which leads to a decrease in the base current of the control transistor 14, the source stalls. This ensures the device is protected against overload and overvoltages at the output, i.e. the reliability of the device. 1 il. I (L 00 con

Description

1one

Изобретение относитс к области электротехники, в Частности преобразовательной техники, и может быть использовано при разработке блоков питани телевизионных приемников.The invention relates to the field of electrical engineering, in particular to converter equipment, and can be used in the development of power units for television receivers.

Целью изобретени вл етс повышение надежности устройства путем обеспечени его защит ы от перегрузок и перенапр жений на выходе и за счет The aim of the invention is to increase the reliability of the device by ensuring its protection against overloads and overvoltages at the output and due to

:оптимизации тока базы ключевого транзистора,: optimization of the current base of the key transistor,

: На чертеже приведена электрическа схема импульсного блока питани .: The drawing shows the electrical circuit of the switching power supply unit.

. . . .

Импульсный блок питани содержитPulse power supply contains

выпр митель 1 питани , трансформатор С обмотками коллекторной 2, базовой 3, управл ощей 4, нагрузочной 5, ключевой транзистор 6, эмиттер которого через резистор 7 подключен к минусу выпр мител 1 пит ани , а коллектор через коллекторную обмотку 2.к плюсу выпр мител 1 питани . Анод тиристора 8 соединен с конденсато- ром 9 блокировки ключевого транзистора 6, другой конец которого соединен с базой ключевого транзистора, а катод тиристора 8 соединен с минусом выпр мител 1 питани , Анед пер- вого Диода 10 соединен с началом базовой обмотки 3, а катод - с анодом тиристора I 8. Второй диод 11 катодом соединен с концом базовой обмотки 3 н базой ключевого транзистора 6, а анодом подключен к точке соединени конденсатора 12 блокировки тиристора и резистора 13, св занного с .управл ющим электродом тиристора 8, причем другой конец конденсатора 12 блоки- ровки тиристора соединен с эмиттером ключевого транзистора 6, Коллектор регулирующего р-п-р-транзистора 14 подключен к началу базовой обмотки 3, эмиттер - к эмиттеру ключевого транзистора 6, а база через резистор 15 соединена с минусом выпр мител 1 питани ,Начало управл ющей обмотки 4 св зано со схемой 16 регулировани , К коллектору транзистора 14 подклю- чен электронный кпюч: 17, другой конец которого череэ ограничительный резистор 18 подключен к конденсатору 19 другой конец которого Подключен к эмиттеру ключевого тран- зистора 6. Параллельно конденсатору 19 подключен диод 20, анод которого соединен с эмиттером транзистора 6, Параллельно конденсатору 12 включенpower supply rectifier 1, transformer C windings collector 2, base 3, control 4, load 5, key transistor 6, the emitter of which through resistor 7 is connected to the negative of rectifier 1 pit an, and the collector through collector winding 2. to positive rectifier 1 food. The anode of the thyristor 8 is connected to the blocking capacitor 9 of the key transistor 6, the other end of which is connected to the base of the key transistor, and the cathode of the thyristor 8 is connected to the minus of the power supply rectifier 1, the first diode 10 is connected to the beginning of the base winding 3, and the cathode - with the thyristor anode I 8. The second diode 11 is connected to the end of the base winding 3n by the base of the key transistor 6, and the anode is connected to the junction point of the thyristor blocking capacitor 12 and the resistor 13 connected to the thyristor control electrode 8, and the other end to The thyristor blocking capacitor 12 is connected to the emitter of the key transistor 6, the collector of the regulating pnp transistor 14 is connected to the beginning of the base winding 3, the emitter is connected to the emitter of the key transistor 6, and the base is connected to the power supply rectifier 1 through the resistor 15 The start of the control winding 4 is connected to the control circuit 16. An electronic capacitor is connected to the collector of transistor 14: 17, the other end of which is through the limiting resistor 18 connected to the capacitor 19 the other end of which is connected to the key transistor emitter torus 6. Parallel to the capacitor 19 is connected a diode 20, the anode of which is connected to the emitter of the transistor 6, Parallel to the capacitor 12 is turned on

152152

электронный ключ 21, один конец которого соединен с эмиттером ключевого транзистора 6, а другой через резистор 22 - с базой регулирующего транзистора 14. Резистор 23 запуска подключен между плюсом выпр мител 1 питани и точкой подключени электронного ключа 17 и резистора 18. Нагрузочна обмотка 5 гальванически изолирована от сети и соединена с выпр мителем 24 и нагружена на резистор 25.The electronic switch 21, one end of which is connected to the emitter of the key transistor 6, and the other through a resistor 22 to the base of the regulating transistor 14. The start-up resistor 23 is connected between the plus of the power supply rectifier 1 and the connection point of the electronic switch 17 and the resistor 18. The load winding 5 is galvanically isolated from the network and connected to the rectifier 24 and loaded on the resistor 25.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Выпр мленное напр жение сети через выпр митель 1 подаетс на одно- тактный самовозбуждающийс генератор на ключевом транзисторе 6. Стабилизаци выходного напр жени осуществл етс путем регулировани энергии, накопленной в магнитном поле трансформатора в течение фазы проводимости ключевого транзистора 6. Это обеспечиваетс управлением момента включени тиристора 8 при помощи схемы 16 регулировани и резистора 7, состо ние которых зависит от величины выходного надр жетш и от протнкающего через ключевой транзистор 6 тока. При включении тиристора 8 зар женный конденсатор 9 подключаетс между . базой и эмиттером ключевого транзистора 6 минусом к его базе, обеспечива надежное выключение генератора. При этом наступает фаза обратного хода, когда накопленна в магнитном поле трансформатора энергии в течение фазы проводимости ключевого транзистора 6 обеспечивает зар д емкостей вып- Ф мителей нагрузки.The rectified mains voltage through the rectifier 1 is fed to a one-time self-excitation generator at the key transistor 6. The output voltage is stabilized by controlling the energy accumulated in the magnetic field of the transformer during the conduction phase of the key transistor 6. This is ensured by controlling the thyristor on-time 8 by means of a control circuit 16 and a resistor 7, the state of which depends on the magnitude of the output voltage and on the current flowing through the key transistor 6. When the thyristor 8 is turned on, the charged capacitor 9 is connected between. the base and emitter of the key transistor 6 minus to its base, ensuring reliable generator shutdown. In this case, the reverse phase occurs, when the energy accumulated in the magnetic field of the transformer during the conduction phase of the key transistor 6 ensures the charge loading of the capacitors of the load.

Отрицательное напр жение на конденсаторе 12 напр жением блокировки тиристора 8 и преп тствует положительному напр жению, поступающему на управл ющий электрод тиристора со схемы 16 регулировани и с резистора 7, вплоть до достижени напр - . жени включени тиристора 8.The negative voltage on the capacitor 12 blocks the voltage of the thyristor 8 and prevents the positive voltage applied to the control electrode of the thyristor from the control circuit 16 and from the resistor 7 until it reaches the voltage. thyristor switch on 8.

Конденсатор 12 зар жаетс через диод II в течение фазы обратного хода отрицательным импульсом напр жени , возникающим на обмотке 3. В режиме стабилизации напр жени на конденсаторе 12 также стабилизированно. Падение напр жени на резисторе 7 от протекани линейно нарастающего коллекторного тока транзистора 6 вл UThe capacitor 12 is charged through diode II during the reverse phase by a negative voltage pulse appearing on the winding 3. In the voltage stabilization mode, the capacitor 12 is also stabilized. The voltage drop across the resistor 7 against the flow of the linearly increasing collector current of the transistor 6 vl U

етс управл ющим напр жением дл регулирующего транзистора 14, обеспечива изменение сопротивлени перехода коллектор-эмиттер транзистора 14 и соответственно базового тока транзистора 6 пропорционально изменению его коллекторного тока. Однако без начального смещени транзистор 14 начинает проводить не с нача- ла фазы проводимости ключевого транзистора , а по достижении определенного напр жени на резисторе 7, необходимого дл отпирани регулирующего транзистора 14. Поэтому дл обеспече- ни проводимости транзистора 14 с начала фазы проводимости ключевого транзистора 6 на базу транзистора 14 через резистор 22 с конденсатора 12 подаетс напр жение начального сме- щени .The control voltage for the control transistor 14, providing a change in the collector-emitter junction resistance of the transistor 14 and, accordingly, the base current of the transistor 6, is proportional to the change in its collector current. However, without the initial bias, the transistor 14 starts to conduct not from the beginning of the conduction phase of the key transistor, but when a certain voltage is reached on the resistor 7 necessary to unlock the control transistor 14. Therefore, to ensure the conductivity of the transistor 14 from the beginning of the conduction phase of the key transistor 6 An initial bias voltage is applied to the base of transistor 14 through resistor 22 from capacitor 12.

Первоначальный запуск блока питани от сети осуществл етс подачей напр жени на базу транзистора 6 с : выпр мител 1 питани через резистор : 23 запуска, В этот момент электронный ключ 17 замкнут, обеспечива протекание базового тока транзистора 6 через резистор 18 и параллельно включенные конденсатор 19 и диод 20, После самовозбуждени генератора напр жение на конденсаторе 12 начинает увеличиватьс по мере его зар да и достигает определенного уровн , соответствующего работе блока питани в режиме стабилизации напр жени , В этот момент ключ 17 размыкаетс и базовьш ток с этого момента протека-. ет только через регулирующий транзистор 14, который обеспечивает про- порционапьную зависимость базового тока транзистора 6 от его коллекторного тока. Таким образом ключ 17 замыкаетс только в момент включени блока питани в сеть, все остальное врем он разомкнут,The initial start-up of the mains power supply is carried out by applying voltage to the base of the transistor 6 s: power supply rectifier 1 through a resistor: 23 starts. At this moment, the electronic switch 17 is closed, allowing the base current of transistor 6 to flow through the resistor 18 and the connected parallel capacitor 19 and diode 20. After self-excitation of the generator, the voltage on the capacitor 12 begins to increase as it is charged and reaches a certain level, corresponding to the operation of the power supply in the voltage stabilization mode. At this moment the key 17 h the base current is disconnected from this moment on. It only flows through the control transistor 14, which provides the proportionality of the base current of the transistor 6 to its collector current. Thus, the key 17 is closed only when the power supply unit is turned on in the network, the rest of the time it is open,

В случае короткого замыкани или перегрузки, когда блок питани перестает стабилизировать напр жение, ко- торое в нагрузке начинает уменьшатьс , напр жение на конденсаторе 12 также уменьшаетс и напр жение смещени на базе транзистора 14 становитс недостаточным дл обеспечени его проводимости в начале фазы проводимости ключевого транзистора 6 и базова цепь транзистора 6 получаес разомкнутой В этом случае происходит выключение блока питани . При различных неисправност х в схеме 16 регулировани , обрыве диода 10, конденсатора 9, тиристора 8 блок питатш становитс неуправл емым и напр жени на нагрузке начинает расти, в том числе начинает расти и напр жение на конденсаторе 12. Как только напрп же1ше на конденсаторе 12 превысит заранее заданный порог, происходит включение электронного ключа 21 и напр жение смещени на базе регулирующего транзистора 12 резко уменьшаетс . При этом регулирук щш транзистор 14 находитс в непровод щем состо нии в начале фазы проводимости ключевого транзистора 6, В этом случае происходит выключение блока питани .In the event of a short circuit or overload, when the power supply unit ceases to stabilize the voltage that begins to decrease in the load, the voltage on the capacitor 12 also decreases and the bias voltage at the base of the transistor 14 becomes insufficient to ensure its conductivity at the beginning of the conduction phase of the key transistor 6 and the base circuit of the transistor 6 is half open. In this case, the power supply is turned off. For various malfunctions in the control circuit 16, the diode 10, the capacitor 9, the thyristor 8 is broken, the power supply unit becomes uncontrollable and the voltage on the load starts to increase, including the voltage on the capacitor 12. As soon as the voltage across the capacitor 12 exceeds the predetermined threshold, the electronic switch 21 is turned on, and the bias voltage at the base of the regulating transistor 12 decreases sharply. In this case, the controlled transistor 14 is in a non-conducting state at the beginning of the conduction phase of the key transistor 6. In this case, the power supply is turned off.

Таким образом, введение в схему двух электронных ключей и резистора позвол ет выключить блок питайи при превышении напр жени стабилизации заранее заданного порога в случае неисправностей, которые могут возникнуть в схеме регулировани , при обрыве тиристора, конденсатора блокировки базового тока и т,д., а также при перегрузках в выходных цеп х или цеп х нагрузки, когда он перестает отрабатывать увеличение мощности , и напр жение стабилизации уменьшаетс , а также обеспечивает оптимальную форму тока базы как функцию коллекторного тока ключевого транзистора, что ведет к снижению потерь мощности.Thus, the introduction of two electronic switches and a resistor into the circuit makes it possible to turn off the power unit when the stabilization voltage exceeds a predetermined threshold in case of faults that may occur in the control circuit, when the thyristor is broken, the base current blocking capacitor, and so on. also in case of overloads in output circuits or load circuits, when it ceases to work out an increase in power, and the stabilization voltage decreases, and also provides the optimum form of the base current as a function of the collector current and the key transistor, which leads to lower power losses.

Claims

Invention Formula

A pulsed power supply unit containing a power rectifier, an auto-oscillator voltage converter with a thyristor switch, a transformer with a collector ,, basic, control and load windings, a key transistor, whose emitter through a resistor is connected to the minus of the power supply rectifier, and the collector through collector winding - to the plus power supply rectifier, the thyristor, the anode of which is connected via the blocking capacitor of the key transistor to the base of the key transistor, and the cathode of the thyristor is connected to the minus of the rectifier l power supply, the first diode, the anode of which is connected to the beginning of the 51A

the base winding and the cathode with the anode of the thyristor, the second diode, the cathode of which is connected to the end of the base winding and the base of the key transistor, and the anode is connected to the junction point of the thyristor blocking capacitor and the resistor connected to the thyristor electrode, and the other end of the capacitor blocks - the thyristor is connected to the emitter of the key transistor, the control circuit connected to the control winding current and the control electrode of the thyristor, regulating the pnpr transistor, the collector of which is connected at the beginning of the base the winding, the emitter is to the emitter of the key transistor, and the base is connected to the minus of the power supply rectifier through a resistor;

a transistor consisting of a switch-on start-up resistor, a limiting resistor and a diode bridged by a capacitor, characterized in that, in order to increase the reliability of the device by providing protection against overloads and overvoltages at the output and by optimizing the base current of the key transistor, Two electronic switches and a resistor are inserted into it, the first electronic switch being connected in parallel. The thyristor interlock capacitor, the connection point of the starting resistor and the limiting resistor Startup plugs are connected to the collector of the control transistor through a second Electronic key, and a resistor connects the base of the control transistor to the anode of the second diode.