SU1476574A2 - Стабилизированный преобразователь посто нного напр жени с защитой - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике. Целью изобретени   вл етс  повышение надежности при включении стабилизированного преобразовател  посто нного напр жени  с защитой на оборванную цепь обратной св зи. При включении преобразовател  на оборванную цепь обратной св зи дополнительный компаратор 30 шунтрует выход 34 первого делител  31 опорного напр жени , на выходе 33 которого напр жение уменьшаетс  до некоторого заданного значени . На выход усилител  мощности 2 поступают управл ющие импульсы, длительность которых равна меньшей по величине длительности импульсов, поступающих с выхода широтно-импульсного модул тора 1 и выхода дополнительного широтно-импульсного модул тора 29. Дополнительный широтно-импульсный модул тор 29 формирует импульсы, длительность которых посто нна и соответствует заданному уровню ограничени  выходного напр жени  преобразовател  при обрыве цепи обратной св зи, но всегда меньше, чем длительность управл ющих импульсов с выхода широтно-импульсного модул тора 1 при нормальной работе. 1 ил.

Description

делителю 11 напр жени  и служат вы- 25 которого подаетс  напр жение, пропорходом преобразовател . Выход делител  11 напр жени  подключен к одному входу 12 усилител  13 сигнала рассогласовани  и одному входу 14 блока

15защиты по напр жению, один выход

16которого подключен к одному входу

17широтно-импульсного модул тора 1, другой вход 18 которого подключен

к выходу усилител  13 сигнала рассогласовани , другой вход 19 которого подключен к другому входу 20 блока 15 защиты по напр жению, одному входу 21 компаратора 22 и выходу источника 23 опорного напр жени . Дополнительна  вторична  обмотка 24 трансформатора 5 через амплитудньй детектор 25 подключена к другому входу 26, компаратора 22, выход 27 которого подключен к выходу делител  11 напр жени . Другой выход 28 блока 15 защиты по напр жению предназначен дл  подключени  к цеп м контрол  и сигнализации,

В преобразователь введены дополнительные широтно-импульсный модул тор 29, дополнительный компаратор 30, первый 31 и второй 32 (R, R2) делители опорного напр жени . Выход дополнительного широтно-импульсного модул тора 29 подключен к выходу широтно-импульсного модул тора 1, а вход - к выходу 33 первого делител  31 опорного напр жени , выход 34 которого подключен к выходу дополнител

0

5

ционалыюе разности напр жений выхода преобразовател  и источника 23 опорного напр жени . В зависимости от значени  усиленного сигнала рассогласовани  широтно-импульсный модул тор 1 формирует управл ющие импульсы определенной длительности дл  управлени  усилителем 2 мощности. При этом с выхода дополнительного широтно-импульсного модул тора 29 управл ющие импульсы отсутствуют.

Присутствующие при работе преобразовател  импульсы напр жени  на вторичной обмотке 6 трансформатора 5 Q выпр мл ютс  выпр мителем 7, сглаживаютс  фильтром 8, в результате чего на выходные выводы 9, 10 преобразовател  поступает посто нное напр жение. При воздействии возмущающих факторов (изменение входного напр жени , тока нагрузки) и вызванном ими увеличении (уменьшении) выходного напр жени  увеличиваетс  (уменьшаетс ) разность значений напр жений на входах усилител  13 сигнала рассогласовани . Это в свою очередь приводит к уменьшению (увеличению) длительности управл ющих импульсов, формируемых широтно-импульсным модул тором 1, чем и осуществл етс  стабилизаци  выходного напр жени  преобразовател .

При увеличении (уменьшении) выходного напр жени  свыше заданных значений, выставл емых при настройке

5

0

блока 15 защиты по напр жению и определ емых конкретной нагрузкой, на одном выходе 16 блока 15 защиты по напр жению по вл етс  отрицательное напр жение, поступающее на один вход 17 широтно-импульсного модул тора 1. При этом широтно-импульсный модул тор 1 прекращает формирование управл ющих импульсов, что приводит К1за- пиранию усилител  2 мощности. Одновременно на другом выходе 28 блока 15 защиты по напр жению по вл етс  аварийный сигнал, который может использоватьс  дл  отключени  стабили- зированного преобразовател  или включени  аварийной сигнализации, л также дл  формировани  специального управл ющего сигнала.

При этом подаетс  сигнал неиспргш- ности преобразовател , включаетс  индикаци  АВАРИЯ и происходит отключение преобразовател  от питающего напр жени .

При включении преобразовател  на один вход 21 компаратора 22 поступает напр жение от источника 23 олор- ного напр жени . На другом входе

26компаратора 22 (в первый момент запуска преобразов.ател ) напр жение равно нулю, так как отсутствуют импульсы напр жени  на обмотках трансформатора 5. При этом компаратор 22 своим выходом 27 шунтирует выход делител  11 напр жени .

I

На врем  пусковых переходных процессов в самом преобразователе (на врем  достижени  напр жени ми питани  широтно-импульсного модул тора 1, усилител  13 сигнала рассогласовани  и дополнительного широтно-импульсного модул тора 29 своих установившихс  значений) компаратор 22 своим выходом

27шунтирует выход делител  11 напр - жени . При этом на одном входе 35 дополнительного компаратора 30 напр жение равно нулю, а на другой его

вход 36 поступает напр жение с выхода второго делител  32 опорного напр жени . Дополнительный компаратор 30 своим выходом шунтирует выход 34 первого делител  31 опорного напр жени . При этом напр жение на выходе 33 первого делител  31 опорного напр жени  уменьшаетс  до некоторого заданного значени , выставл емого при настройке преобразовател  в зависимости от того, на каком уровне

g 10 15

20 25

30 ,

.Q

.-

0

5

необходимо ограничить значение выходного напр жени  преобразовател .

В момент достижени  напр жени ми питани  широтно-импульсного модул тора 1, усилител  13 сигнала рассогласовани  и дополнительного широтно- импульсного модул тора 29 своих установившихс  значений широтно-им- пульсный модул тор 1 и дополнительный широтно-импульсный модул тор 29 начинают формировать управл ющие импульсы. На вход дополнительного широтно-импульсного модул тора 29 поступает напр жение с выхода 33 перг вого делител  31 опорного напр женно , поэтому дополнительный широтно- импульснмгЧ модул тор 29 формирует импульсы, длительность которых посте}-  нна и соответствует заданному уровню ограничени  выходного напр жени  преобразовател , но всегда меньше, чем длительность управл ющих импульсов с выхоца широтно-импульсного модул тора 1 при нормальной работе. При Э гм на вход усилител  2 мощности nocrivnaioT управл ющие импульсы, длительность которых равна меньшей по вочнчпне длительности импульсов, поступающих с выходов широтно-им- иульсного модул тора 1 и дополнительного широтно-импульсного модул тора 29 (логическое суммирование указанных импульсов происходит непосредственно в выходных каскадах модул торов 1 и 29). В результате этого на вторичных обмотках 6 и 4 трансформатора 5 по вл ютс  км- пульсы напр жени . По вл ющеес  напр жение на выходе амплитудного детектора 25 поступает на другой вход 26 компаратора 22. При этом компаратор 22 перестает шунтировать выход делител  11 напр жени . На один вход 12 усилител  13 сигнала рассогласовани , один вход 14 блока 15 защиты по напр жению и один вход 35 дополнительного компаратора 30 начинает поступать напр жение, значение которого пропорционально значению напр жени  с выхода преобразовател . При достижении данным напр жением значени , равного значению напр жени  с выхода второго делител  32 опорного напр жени , дополнительный компаратор 30 перестает шунтировать выход 34 первого делител  31 опорного напр жени . При этом напр жение на выходе 33 первого делител  3 I опорного напр жени  увеличиваетс , а дополнительный шкротно-импульсный модул тор 29 перестает формировать импульсы управлени . На вход усилител  2 мощности управл ющие импульсы поступают тольк с выхода широтно-импульсного модул тора I. Таким образом, при нормальной работе преобразовател  длительность управл ющих импульсов на входе усилител  2 мощности равна длительности импульсов, формируемых широт- но-импульсным модул тором 1.

При нормальном включении преобразовател  (при отсутствии обрыва цепи обратной св зи) дополнительный широтно-импульсный модул тор 29 должен прекратить формирование импульсов управлени  до момента времени , соответствующего достижению выходным напр жением преобразовател  своего номинального значени . Это св зано с необходимостью обеспечени  на нагрузке преобразовател  (по окончании переходного процесса установлени  выходного напр жени ) стабилизированного напр жени , что выполн етс  только при условии формировани  управл ющих импульсов с выхода широтно-импульсного модул тора .

Исход  из изложенного должно выполн тьс  следующее условие:

(О

ч г

напр жение на выходе делител  11 напр жени  при номинальном значении выходного напр жени  преобразовател ;

напр жение на выходе источника опорного напр жени ; значени  сопротивлений резисторов соответственно верхнего и нижнего плечей второго делител  опорного напр жени ,

После преобразований выражени  получаем

З где Ua

У on К 2.

R ГС

(0

t ОП .

Г

(2)

Таким образом, выбор значений сопротивлений резисторов второго делител  опорного напр жени  должен удовлетвор ть условию (2).

В случае одновременного запуска системы N параллельно работающих преобразователей посто нного напр жени  на общую магистраль нагрузки

5

0

5

0

5

0

5

0

5

в каждом из преобразователей происходит описанный выше процесс включени ,, При этом осуществл етс  независимый пуск преобразователей за счет отключени  соответствующих входов усилител  сигнала рассогласовани  и блока защиты по напр жению от выхода делител  напр жени  в каждом из преобразователей на врем  переходного процесса . Этим устран етс  ложное ера-1 батывание блока защиты по напр жению в момент пуска системы N параллельно включенных преобразователей.

При выходе из стро  преобразовател , работающего в системе N параллельно включенных преобразователей, пропадают импульсы напр жени  на вторичных обмотках трансформатора 5. Напр жение на выходе амплитудного де ектора 25 становитс  равным нулю, при этом компаратор 22 своим выходом 27 шунтирует выход делител  11 напр жени . Па одном входе 14 блока 5 защиты по напр жению устанавливаетс  напр жение, уровень которого соответствует логическому нулю. Это приводит к его срабатыванию.

Аварийный сигнал, по вл ющийс  на другом выходе 28 блока 15 защиты по напр жению, может использоватьс  в качестве сигнала на отключение, сигнала включени  аварийной сигнализации и специального упреждающего сигнала. При этом в систему электропитани  подаетс  информаци  о возник - новении неисправности преобразовател , включаетс  индикаци  АВАРИЯ и происходит отключение преобразовател  от питающего напр жени , что позвол ет оперативно вы вить неисправный преобразователь в системе N параллельно работающих преобразователей посто нного напр жени  на общую магистраль нагрузки.

При выходе из стро  стабилизированного преобразовател  посто нного напр жени  либо при внезапном и длительном пропадании питающего напр жени  пропадают импульсы налр же,. ни  на вторичных обмотках 6 и 24 трансформатора.5, Напр жение на выходе амплитудного детектора 25 становитс  равным нулю, при этом компаратор 22 своим выходом 27 шунтирует выход делител  1 напр жени .

На одном входе 14 блока 15 защиты по напр жению устанавливаетс  напр жение логического нул . Благодар 

7

присутствию на другом его входе 20 напр жени  источника 23 опорного напр жени  блок 15 защиты по напр жению срабатывает. По вление аварийного сигнала соответствует моменту пропадани  импульсов напр жени  на вторичных обмотках трансформатора 5 Тов, аварийный сигнал по вл етс  раньше, чем выходное напр жение преобразовател  достигнет порога срабатывани  блока защиты по минимальному уровню выходного напр жени

При включении преобразовател  на оборванную цепь обратной св зи (обрыв св зи делител  11 напр жени  с выходами 9, 10 преобразовател ) на один вход 21 компаратор а 22 нос пает напр жение от ш i . л опорного напр жени  k дру ом п 26 компаратора 22 (в первый мпмепi запуска преобразовател ) ь. пр л он , равно нулю, так как oicyrcruyioT импульсы напр жени  на обмотках трасформатора 5. При этом компаратор 22 своим выходом 27 шунтирует выход делител  11 напр жени .

На врем  пусковых переходных процессе; в самом преобразователе (на врем  достижени  напр жени ми питани  широтно-импульсного модул тора 1, усилител  13 сигнала рассогласовани  и дополнительного широтно-импульсного модул тора 29 своих установившихс  значений) компаратор 2 своим выходом 27 шунтирует выход делител  11 напр жени . При этом на одном входе 35 дополнительного компратора 30 напр жение равно нулю, а на другой его вход 36 поступает напр жение с выхода второго делител  32 опорного напр жени . Дополнительный компаратор 30 своим выходом шунтирует выход 34 первого делител  31 опорного напр жени . При этом напр жение на выходе 33 первого делител  31 опорного напр жени  уменьшаетс  до некоторого заданного значени , выставл емого при настройке преобразовател  в зависимости от того, на каком уровне необходимо ограничить значение выходного напр жени  преобразовател  при обрыве цепи обратной св зи.

В момент достижени  напр жени ми питани  широтно-импульсного модул тора 1, усилител  13 сигнала рассогласовани  и дополнительного широтно- импульсного модул тора 29 своих ус

8

10

15

75

5

0

5

0

5

тановившихс  значении широтно-импуль- сный модул тор 1 и дополнительный широтно-импульсный модул тор 29 начинают формировать управл ющие импульсы . При этом на вход усилител  2 мощности поступают управл ющие импульсы, длительность которых равна меньшей по величине длительности импульсов, поступающих с выходов широтно-импульсного модул тора 1 и дополнительного широтно-импульсного модул тора 29 (логическое суммирование указанных импульсов происходит непосредственно в выходных каскадах модул торов 1 и 29).

как на вход дополнительного -п i .i чгпульсного модул тора 29 м , . j i.. р жение с выхода 33

i (г ш:с л  31 опорного напр жени , кн орое  вл етс  заданным при ike, то дополнительный широт но-импульсный модул тор 29 формирует импульсы, длительность кото- j i i.v по о нна и соответствует задан- 1 Х урсчшю ограничени  выходного 1 t i., LHHH преобразовател  при обры- 1 . in обратной св зи. При этом длительность импульсов управлени  h чыходе дополнительного широтно- пгнульсного модул тора 29 всегда меньше, чем длительность управл ющих импульсов с выхода широтно-импульсного модул тора 1 при нормальной работе , т.е. на вход усилител  2 мощности поступают управл ющие импульсы , длительность которых равна длительности импульсов управлени  с выхода дополнительного широтно-импульсного модул тора 29.

В результате этого на вторичных обмотках 6 и 24 трансформатора 5 по вл ютс  импульсы напр жени . По вл ющеес  на выходе амплитудного детектора 25 напр жение поступает на другой вход 26 компаратора 22, При этом компаратор 22 перестает шунтировать выход делител  11 напр жени . Однако из-за отсутстви  св зи между делителем I1 напр жени  и выходом 9 (или 10) преобразовател  напр жение на выходе делител  11 напр жени  равно нулю. При этом дополнительный компаратор 30 своим выходом продолжает шунтировать выход 34 первого делител  31 опорного напр жени , а на выходе 33 первого делител  31. опорного напр жени  сохран етс  уменьшенное значение

у14

напр жени , определ ющее уровень ограничени  выходного напр жени  преобразовател . Длительность управл ющих импульсов на входе усилител  2 мощности определ етс  длительность импульсов с выхода дополнительного широтно-импульсного модул тора 29. При этом выходное напр жение преобразовател  нарастает до значени , определ емого данной длительностью управл ющих импульсов, т.е. производитс  ограничение значени  выходного напр жени  преобразовател  на любом уровне и прекращаетс  его нарастание свыше заданного предела, что повышает надежность.

По прошествии времени задержки срабатывани  блока 15 защиты по напр жению (в части защиты по понижению выходного напр жени  свыше заданного значени ) на одном выходе 16 блока 15 защиты по напр жению по вл етс  отрицательное напр жение, поступающее на один вход 17 широтно- импульсного модул тора 1. При этом широтно-импульсный модул тор 1 прекращает формирование управл ющих импульсов, что приводит к запиранию усилител  2 мощности. Одновременно на другом выходе 28 блока 15 защиты по напр жению по вл етс  аварийный сигнал, который может использоватьс  дл  отключени  стабилизированного преобразовател  или включени  аварийной сигнализации, а также дл  формировани  специального управл ю го сигнала. При этом подаетс  ,.игна неисправности преобразовател , включаетс  индикаци  АВАРИЯ и происходит отключение преобразовател  от питающего напр жени .

При обрыве обратной св зи в работающем преобразователе напр жение на выходе целител  11 напр жени  становитс  равным нулю. При этом дополнительный компаратор 30 своим выходом шунтирует выход 34 пер вого делител  31 опорного напр жени . Напр жение на выходе 33 первого делител  31 опорного напр жени  уменшаетс  до некоторого заданного значени , выставл емого при настройке преобразовател  в зависимости от того, на каком уровне необходимо ограничить выходное напр жение преобразовател  при обрыве цепи обратной св зи.

10

0

5

0

В результате производитс  ограничение значени  выходного напр жени  преобразовател  на заданном уровне при обрыве цепи обратной св зи, что повышает надежность.

Одновременно с этим срабатывает блок 15 защиты по напр жению (в части защиты по понижению выходного напр жени  свыше заданного значени ). При этом широтно-импульсный модул тор 1 прекращает формирование управл ющих импульсов, что приводит к запиранию усилител  2 мощности. Далее все процессы аналогичны описанным выше.

Предлагаемое техничедкое решение имеет технико-экономические преимущества перед известным техническим решением.

Таковыми  вл ютс  повышение надежности стабилизированного преобразовател  посто нного напр жени  с защитой при включении его на оборван- 25 ную цепь обратной св зи и обрыве цепи обратной св зи в работающем преобразователе. При указанном включении преобразовател  (ц при обрывч цепи обратной св зи в работающем преобразователе) производитс  ограничение значени  выходного напр жени  преобразовател  нь любом заданном уровне, безопасном дл  нагрузки. В результате этого устран етс  веро тность сбоев в работе нагрузки либо выход нагрузки из стро  при включении преобразовател  на оборванную цепь обратной св зи (или при обрыве цепи обратной св зи в работающем преобразователе ), что повышает надежность.

Кроме того устран ютс  критические режимы работы элементов преобразова- тел (например, конденсаторов фильтра , диодов выходного выпр мител ) при ук занном режиме работы преобразова- тег , что также повышает ность.

30

35

40

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Стабилизированный преобразователь посто нного напр жени  с защитой по авт. св. № 1367113, отличающийс  тем, что, с целью повы- шени  надежности при включении стабилизированного преобразовател  посто нного напр жени  с защитой на оборванную цепь обратной св зи, в него введены дополнительный широтно-им1114

   пульсный модул тор, дополнительный компаратор, первый и второй делители опорного напр жени , причем выход дополнительного широтно-импульсного модул тора подключен к выходу широтно-импульсного модул тора, а вход - к первому выходу первого делител  опорного напр жени , второй выход которого подключен к выходу дополнительного компаратора, один вход которого подключен к выходу делител  напр жени , а другой вход - к выходу второго делител  опорного напр жени , один вывод которого под- ключей к одному выводу первого делител  опорного напр жени  и выходу источника onopaoi т iraiqi iJ L-iiiiH, другой вывод ъ n , ; 1 напр жени  п1 «л т уток-, т,| - воду первого лел ь i i. ч T oi о naupt..

   4 2

   жени  и соответствующему выходу пре- образоватеп , при этом значени  сопротивлений резисторов второго делител  опорного напр жени  определ ют из услови 

   Li -, У°и |

   Р Г

   % UA где значени  сопротивлений

   резисторов соответствен™ но верхнего и нижнего плечей второго делител  опорного напр жени ;

   1)оп - напр жение на выходе источника опорного

   напр жени ; ид - напр жение на, выходе

   де тел  напр жени  при гииннальном значении выходного напр жени  преобразовател .