SU1737681A1 - Transistor voltage converter - Google Patents

Transistor voltage converter Download PDF

Info

Publication number
SU1737681A1
SU1737681A1 SU894739455A SU4739455A SU1737681A1 SU 1737681 A1 SU1737681 A1 SU 1737681A1 SU 894739455 A SU894739455 A SU 894739455A SU 4739455 A SU4739455 A SU 4739455A SU 1737681 A1 SU1737681 A1 SU 1737681A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
transistors
current
transformer
resistors
transistor
Prior art date
Application number
SU894739455A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Никитич Шмыков
Original Assignee
Специальное Проектно-Конструкторское Бюро Электротермического Оборудования Производственного Объединения "Сибэлектротерм"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Специальное Проектно-Конструкторское Бюро Электротермического Оборудования Производственного Объединения "Сибэлектротерм" filed Critical Специальное Проектно-Конструкторское Бюро Электротермического Оборудования Производственного Объединения "Сибэлектротерм"
Priority to SU894739455A priority Critical patent/SU1737681A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1737681A1 publication Critical patent/SU1737681A1/en

Links

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к преобразовательной технике, в частности к преобразовател м посто нного напр жени  в переменное. Цель изобретени  - повышение надежности путем защиты транзисторов преобразовател  от коротких замыканий . В преобразователь, содержащий транзисторный мост на транзисторах 1...4, трансформатор 9 с управл ющими токовыми обмотками введены резистор 11, RC- цепь 13, 14, токоограничивающие резисторы 15, управл ющие транзисторы 16, 17, дополнительный источник питани  18, запирающие резисторы 20. В трансформатор 9 введена запускающа  обмотка. Схема позвол ет повысить надежность преобразовател  в работе путем предохранени  его т ранзисторов от всех видов коротких замыканий за счет рационального расположени  токовых и запускающей обмоток трансформатора, а также выбором номиналов токоограничивающих резисторов 2 ил. (Л СThe invention relates to a converter technique, in particular to converters of direct voltage to alternating voltage. The purpose of the invention is to increase reliability by protecting the transistors of the converter against short circuits. A resistor 11, an RC circuit 13, 14, current limiting resistors 15, control transistors 16, 17, an additional power supply 18, locking resistors are inserted into the converter containing the transistor bridge with transistors 1 ... 4, the transformer 9 with the control current windings. 20. A start winding is inserted in transformer 9. The circuit makes it possible to increase the reliability of the converter in operation by protecting its T ranzistors from all types of short circuits due to the rational arrangement of the current and starting windings of the transformer, as well as by choosing the values of current-limiting resistors 2 or less. (Ls

Description

Изобретение относитс  к преобразовательной технике, в частности к преобразовател м посто нного напр жени  в переменное.The invention relates to a converter technique, in particular to converters of direct voltage to alternating voltage.

Известны схемы коммутации с защитой от перегрузки индуктивно-емкостной нагрузки . Дл  реализации защитных функций в устройство коммутации, содержащее коммутирующие транзисторы, включенные по мостовой схеме, в одну из диагоналей моста включена нагрузка, а в другую - источник питани . Данное устройство содержит также два вспомогательных источника питани  и дополнительные резисторы, по которым протекает ток нагрузки. Напр жение, снимаемое с них в момент превышени  допустимого тока нагрузки, закрывает дополнительные транзисторы защиты по току.Known switching circuits with overload protection inductive-capacitive load. In order to implement protective functions, a switching device containing switching transistors connected via a bridge circuit includes a load in one of the bridge diagonals and a power source in the other. This device also contains two auxiliary power supplies and additional resistors through which the load current flows. The voltage taken from them at the moment when the permissible load current is exceeded closes the additional current protection transistors.

Известны также схемы транзисторных преобразователей напр жени , содержащее силовой транзисторный мост, задающий генератор на базе транзисторного моста, где управление всеми транзисторами обоих мостов осуществл етс  через управл ющие обмотки трансформатора, включенные между базой и эмиттером транзистора за счет трансформаторной св зи с током нагрузки, проход щим через токовую обмотку трансформатора. Данна  схема проста, позвол ет работать на высоких питающих напр жени х.Also known are transistor voltage converter circuits containing a power transistor bridge, a master oscillator based on a transistor bridge, where all transistors of both bridges are controlled through the control windings of the transformer connected between the base and the emitter of the transistor through a transformer connection with the load current, passage through the current winding of the transformer. This circuit is simple; it allows operation at high supply voltages.

Недостатком этой схемы  вл етс  отсутствие защиты от токов перегрузки при коротких замыкани х.The disadvantage of this circuit is the lack of protection against overload currents during short circuits.

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности преобразовател  в работеThe aim of the invention is to improve the reliability of the converter in operation.

СОWITH

XIXi

оabout

0000

путем защиты транзисторов от коротких замыканий .by protecting transistors against short circuits.

Предложенна  схема позвол ет повысить надежность работы преобразовател  путем защиты силовых транзисторов от всех видов коротких замыканий.The proposed scheme makes it possible to increase the reliability of the converter operation by protecting the power transistors from all types of short circuits.

Сущность изобретени  заключаетс  в способах защиты от двух видов коротких замыканий.The essence of the invention lies in the methods of protection against two types of short circuits.

При межвитковых замыкани х, когда увеличиваетс  скорость нарастани  тока в нагрузке, увеличиваетс  падение напр жени  на индуктивност х токовых обмоток, что приводит к кратковременному запиранию транзисторов, к эмиттерам которых токовые обмотки подключены, а благодар  наличию положительной обратной св зи запираютс  транзисторы, к которым подключены обмотки управлени , и ток через нагрузку прекращаетс .When inter-turn closures, when the rate of current increase in the load increases, the voltage drop on the inductances of the current windings increases, which leads to short-term locking of the transistors to which the emitters of the current coils are connected, and due to the positive feedback locks the transistors to which control windings, and the current through the load ceases.

При наличии коротких замыканий в нагрузке на землю, котора  соединена с нулевой точкой, ток начинает протекать от источника питани  через место замыкани , шунтиру  токовые обмотки. Благодар  наличию положительной обратной св зи ток, поступающий в транзисторы через обмотки управлени , прекращаетс  и транзисторы оп ть-таки запираютс , таким образом обеспечиваетс  защита транзисторов от коротких замыканий.In the presence of short circuits in the load on the ground, which is connected to the zero point, the current begins to flow from the power source through the place of the circuit, to shunt the current windings. Due to the presence of positive feedback, the current entering the transistors through the control windings is stopped and the transistors are again locked, thus protecting the transistors from short circuits.

На фиг. 1 представлена электрическа  схема преобразовател  напр жени ; на фиг. 2-диаграмма работы преобразовател  напр жени .FIG. 1 shows the electrical circuit of the voltage converter; in fig. 2-diagram of the operation of the voltage converter.

Транзисторный преобразователь напр жени  содержит транзисторный мост с транзисторами 1-4, с разр дными диодами 5-8, трансформатора 9 с обмотками управлени , включенными разнопол рно к базам и эмиттерам первой пары транзисторов 1,2, подсоединенных коллекторами к источнику 10 питани . Параллельно транзисторам первой пары включены резисторы 11. В диагональ моста подключена нагрузка 12, имеюща  индуктивный характер. Параллельно нагрузке подсоединена последовательна  цепь, состо ща  из запускающей обмотки трансформатора 9, емкости 13 и резистора 14.The transistor voltage converter contains a transistor bridge with transistors 1-4, with discharge diodes 5-8, a transformer 9 with control windings connected in opposite directions to the bases and emitters of the first pair of transistors 1.2 connected by collectors to the power supply 10. In parallel with the transistors of the first pair, resistors 11 are connected. A load 12 of inductive nature is connected to the bridge diagonal. A parallel circuit is connected in parallel to the load, consisting of the starting winding of the transformer 9, the capacitor 13 and the resistor 14.

Запускающа  обмотка включена разно- пол рно с одной из обмоток управлени , имеющей с ней общую точку. Токовые обмотки трансформатора включены между эмиттерами второй пары транзисторов 3, 4 и нулевой точкой источников питани  10(18) разнопол рно по отношению к нулевой точке , но однопол рно с обмотками управлени , подключенными к транзисторам 1, 2 первой пары в противоположных плечах моста , Базы второй пары транзисторов соединены с токоограничивающими резисторами 15, вторые концы которых подключены к коллекторам управл ющих транзисторовThe starting winding is connected differently to one of the control windings having a common point with it. The transformer current windings are connected between the emitters of the second pair of transistors 3, 4 and the zero point of the power sources 10 (18) with opposite polarity to the zero point, but unipolarly with the control windings connected to the transistors 1, 2 of the first pair in opposite arms of the bridge, Base the second pair of transistors are connected to current-limiting resistors 15, the second ends of which are connected to the collectors of control transistors

16, 17, эмиттеры которых соединены с дополнительным источником питани  18, а базы - с схемой 19 управлени . Запирающие резисторы 20 включены между базами транзисторов второй пары 3, 4 и нулевой точкой16, 17, the emitters of which are connected to an additional power source 18, and the bases to the control circuit 19. The locking resistors 20 are connected between the bases of the transistors of the second pair 3, 4 and the zero point

0 схемы,0 schemes

Устройство работает следующим образом , При открывании во врем  ti (фиг. 2) схемой 19 управлени  одного из транзисторов , например транзистора 16, протекаетThe device operates as follows. When opening at time ti (Fig. 2) by the control circuit 19 of one of the transistors, for example, transistor 16, flows

5 базовый ток ез (фиг, 2 а) к нулевой точке. Транзистор 3 отпираетс  и через запускающую обмотку трансформатора 9 начинает протекать ток 114(фиг. 2 г, ж)от источника 10 питани  через резисторы 11,14, емкость 13,5 base current ez (FIG. 2 a) to the zero point. The transistor 3 is unlocked and a current 114 (FIG. 2 g, g) starts flowing from the power source 10 through resistors 11, 14, capacitance 13, through the starting winding of the transformer 9,

0 транзистор 3. Врем  и величина этого тока определ етс  параметрами элементов 11, 14, 13, 9. Благодар  наличию трансформаторной св зи между запускающей и управл ющей обмотками транзистор 20 transistor 3. The time and magnitude of this current is determined by the parameters of the elements 11, 14, 13, 9. Due to the presence of a transformer connection between the starting and control windings, transistor 2

5 открываетс , шунтиру  резистор 11, и начинает протекать ток 112 (фиг. 2 з) через нагрузку 12, открыв транзисторы 2, 3 и токовую обмотку трансформатора 9, Пол рность напр жени  на-обмотках трансформатора дл 5 opens the resistor 11 to the shunt, and a current 112 (Fig. 2h) begins to flow through the load 12, opening the transistors 2, 3 and the current winding of the transformer 9, the polarity of the voltage on the transformer windings

0 этого режима указана на фиг. 1.0 of this mode is indicated in FIG. one.

Ток через нагрузку 12, имеющую индуктивный характер, начинает нарастать и благодар  положительной обратной св зи между токовой обмоткой, подключенной кThe current through the load 12, having an inductive nature, begins to increase due to the positive feedback between the current winding connected to

5 транзистору 3, и обмоткой управлени  транзистора 2, последний остаетс  в открытом состо нии из-за роста тока 1б2 (фиг. 2 г). В нормальных режимах схема управлени  открывает транзистор 2 на врем  меньше, чем5 to the transistor 3, and the control winding of the transistor 2, the latter remains in the open state due to an increase in current 1b2 (Fig. 2g). In normal modes, the control circuit opens the transistor 2 for a time less than

0 врем  достижени  током через индуктивную нагрузку 12 величины, при которой удерживаетс  положительна  обратна  св зь (уд фиг. 2 з) из-за короткого переднего фронта тока 1ез, проход щего через токовую0 is the time when the current through the inductive load 12 reaches the value at which the positive feedback is maintained (beats Fig. 2h) due to the short leading edge of the current Id passing through the current

5 обмотку.5 winding.

При запирании во времени t2 (фиг. 2) схемой управлени  19 транзистора 16 закрываетс  и транзистор 3 через свой запирающий резистор 20. ЭДС самоиндукцииWhen locked in time t2 (Fig. 2) by the control circuit 19 of the transistor 16, the transistor 3 also closes through its own closing resistor 20. self-induction EMF

0 трансформатора 9 мен ет пол рность на противоположную и происходит резкое запирание транзистора 2, но запирающее напр жение на его переходе база - эмиттер не достигает опасных значений из-за шунтиру5 ющего действи  перехода база - эмиттер транзистора 1, по которому протекает ток 1б1 (фиг, 2 м) в пр мом направлении, открыва  его, но ток через него не проходит, так как ток нагрузки протекает от нагрузки через диод 5 Is (фиг. 2 н), источник питани  и0 of the transformer 9 reverses the polarity and sharp locking of the transistor 2 occurs, but the blocking voltage at its base – emitter junction does not reach dangerous values due to the base – emitter junction of the transistor 1, through which current 1b1 flows (Fig , 2 m) in the forward direction, opening it, but the current does not pass through it, since the load current flows from the load through the 5 Is diode (Fig. 2n), the power source and

токовую обмотку трансформатора 9 и диод 8 (Is фиг. 2 л), постепенно уменьша  свое значение. При этом ЭДС самоиндукции токовой обмотки, подключенной к диоду 8, наводитс  с обратным знаком (относительно обозначений на фиг. 1), в запирающем дл  транзистора 2 направлении. При открытии во врем  t2 транзистора 17 схема работает аналогично до времени ts (фиг. 2), но ток через нагрузку мен ет свое направление.the current winding of the transformer 9 and the diode 8 (Is Fig. 2 l), gradually reducing its value. In this case, the self-induced EMF of the current winding connected to the diode 8 is induced with the opposite sign (relative to the symbols in Fig. 1), in the direction blocked by transistor 2. When opened at time t2 of transistor 17, the circuit operates similarly up to time ts (Fig. 2), but the current through the load changes its direction.

В случае возникновени  короткого замыкани  во врем  Хкз (фиг. 2), когда открыты транзисторы 2, 3, в точке 21 транзистор 2 не выходит из стро , так как прекращаетс  протекание тока через токовую обмотку, а емкость 13 разр жаетс  током 1-й через место короткого замыкани , нулевую точку, диод 7 и запускающую обмотку трансформатора , причем формируетс  импульс, запирающей пол рности дл  транзистора 2. Если точка короткого замыкани  возникает на другом конце нагрузки, то транзистор 2 также запираетс  из-за прекращени  протекани  тока через токовую обмотку, подключенную к транзистору 3.In the event of a short circuit during XKz (Fig. 2), when transistors 2, 3 are open, at point 21, transistor 2 does not fail because the current through the current winding stops and the capacitance 13 is discharged by current 1 through the short circuit, the zero point, the diode 7 and the starting winding of the transformer, and a pulse is formed, the locking polarity for the transistor 2. If a short circuit point occurs at the other end of the load, then the transistor 2 is also locked due to the current flowing through the current weave connected to the transistor 3.

Еще одним видом коротких замыканий  вл ютс  межвитковые, вследствие которых уменьшаетс  индуктивность нагрузки и следовательно возникает быстрый рост тока через нее.Another type of short circuit is interturn, due to which the inductance of the load decreases and consequently there is a rapid increase in the current through it.

Дл  защиты от межвитковых коротких замыканий напр жение источника питани  18 и величина токоограничивающих резисторов 15 выбираетс  так, что при нормальных величинах тока и скорости его нарастани , когда уменьшение базового тока транзисторов 3, 4 вследствие роста напр жени  на токовых обмотках трансформатора не выводит транзисторы 3, 4 из насыщени .To protect against inter-turn short-circuits, the voltage of the power source 18 and the value of the current-limiting resistors 15 are chosen so that at normal values of the current and its rise rate, when the base current of the transistors 3, 4 decreases, the voltage of the transformer does not lead to the output voltage 4 of saturation.

В случае возрастани  скорости изменени  тока через нагрузку вследствие коротких замыканий возрастает напр жение на эмиттере транзистора 3 (4). Он начинает выходить из насыщени , ограничива  рост тока через нагрузку и, если ток прекращает свой рост, обрываетс  положительна  обратна  св зь между токовой и управл ющей обмотками трансформатора, ЭДС самоиндукции мен ет свой знак, что приводит к запиранию транзистора 2 (1). В этом случаеIn the case of an increase in the rate of change of current through the load due to short circuits, the voltage across the emitter of transistor 3 (4) increases. It begins to go out of saturation, limiting the increase in current through the load and, if the current stops rising, the positive feedback between the current and control windings of the transformer is cut, the self-induced EMF changes its sign, which causes the transistor 2 (1) to lock. In this case

выход из стро  транзистора 3 (4) не происходит , так как запирание может происходить при малых токах через него и при высокой скорости изменени  этих токов. Иthe failure of transistor 3 (4) does not occur, since the locking can occur at low currents through it and at a high rate of change of these currents. AND

активный режим при малых токах дл  транзистора не опасен. Далее, если ZH скачком станет равным нулю, все напр жение будет прикладыватьс  к токовой обмотке и произойдет кратковременное запирание транзистора 3 (4) и вследствие положительной обратной св зи закрываетс  также транзистор 2 (1), причем последний так и остаетс  в запертом состо нии, так как запускающа  обмотка не сможет сформировать ему импульс управлени , будучи закороченной через ZH.active mode at low currents for the transistor is not dangerous. Further, if ZH abruptly becomes equal to zero, the entire voltage will be applied to the current winding and transistor 3 (4) will be momentarily locked and transistor 2 (1) will also close due to positive feedback, and the latter will remain in the locked state since the triggering winding will not be able to form a control pulse for it, being short-circuited through ZH.

Claims (1)

Формула изобретени  Транзисторный преобразователь напр жени , содержащий транзисторныйClaims of the Transistor Voltage Converter Containing a Transistor мост, входом подключенный к входным выводам , а выходом - к цепи нагрузки, трансформатор , имеющий токовые обмотки, обмотки управлени  которого подключены к управл ющим переходам верхних транзисторов моста, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности путем защиты транзисторов от коротких замыканий, в него введены RC-цепь, два резистора, два управл ющих транзистора, два токоограничивающих и два запирающих резистора и дополнительный источник питани , а в трансформатор введена запускающа  обмотка , причем запускающа  обмотка и RC- цепь соединены последовательно иa bridge connected to the input terminals, and an output to a load circuit; a transformer having current windings, the control windings of which are connected to the control transitions of the bridge's upper transistors, characterized in that, in order to increase reliability by protecting transistors against short circuits, it has an RC circuit, two resistors, two control transistors, two current-limiting and two locking resistors, and an additional power source, and a start winding is inserted in the transformer, with the start winding and RC l connected in series and подключены параллельно цепи нагрузки, токовые обмотки трансформатора включены последовательно с эмиттерами нижних транзисторов преобразовател , однопол р- но с обмотками управлени , подключенными к верхним транзисторам синфазных плеч, запирающие резисторы подключены соответственно между базами нижних транзисторов и общей точкой соединени  токовых обмоток трансформатора, базы нижнихconnected in parallel with the load circuit, the current windings of the transformer are connected in series with the emitters of the lower transistors of the converter, uniformly connected to the control windings connected to the upper transistors of the common-mode arms, the locking resistors are connected respectively between the bases of the lower transistors and the common point of the current windings of the transformer, the bases of the lower ones транзисторов через соответствующие токо- ограничивающие резисторы и управл ющие транзисторы подключены к клеммам дополнительного источника питани , а введенные резисторы - параллельно силовым переходам соответствующих верхних транзисторов моста.The transistors are connected through the corresponding current-limiting resistors and control transistors to the terminals of the additional power source, and the resistors introduced are parallel to the power transitions of the respective upper bridge transistors. Ули/лUli / l П// P// -# Я-# I dtdt г„/гg „/ g -шьyou Zi Zi 00 DD 16sixteen 18 п ол/}уа} 12.18 p ol /} ya} 12. мm 19nineteen СРиг1SRG1 DffDff Нормаль ь/а режим PaSoma после короткогоNormal / PaSoma mode after short
SU894739455A 1989-09-21 1989-09-21 Transistor voltage converter SU1737681A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894739455A SU1737681A1 (en) 1989-09-21 1989-09-21 Transistor voltage converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894739455A SU1737681A1 (en) 1989-09-21 1989-09-21 Transistor voltage converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1737681A1 true SU1737681A1 (en) 1992-05-30

Family

ID=21470753

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894739455A SU1737681A1 (en) 1989-09-21 1989-09-21 Transistor voltage converter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1737681A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 569028, кл. Н 03 К 13/60, 1975. Авторское свидетельство СССР Ms 342271, кл. Н 02 М 7/537, 1969. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4748532A (en) Transformer coupled power switching circuit
US4947309A (en) Method and means for controlling a bridge circuit
EP0371928B1 (en) Protection of power converters from voltage spikes
US4658203A (en) Voltage clamp circuit for switched inductive loads
US6603647B2 (en) Method for controlling freewheeling paths in a matrix converter
US20030156365A1 (en) Method for recognition and/or limiting the short-circuit state of a switching converter and switching converter
SU1737681A1 (en) Transistor voltage converter
EP0140851B1 (en) Magnetization arrangement for transformers
SU1663605A1 (en) Switching dc voltage regulator
SU773861A1 (en) Stabilized converter
US3424949A (en) High-speed overload circuit
SU613458A1 (en) Thyristor control device
SU1485281A1 (en) Synchronous generator excitation winding model
SU1686571A1 (en) Device for protecting load against overvoltage
SU961068A1 (en) Voltage converter
SU1522345A2 (en) Converter control and protection device
SU1534622A1 (en) Device for protection of inverter
SU1748225A2 (en) Pulse power amplifier
RU2214645C2 (en) Dc hybrid switching device
CA1291530C (en) Switch circuit
SU1427476A2 (en) User overvoltage protection arrangement
SU1403281A2 (en) Converter control and protection device
SU1698962A1 (en) Pulse former for controlling transistorized inverter
SU1605302A1 (en) D.c. to d.c. voltage converter
SU550741A1 (en) Constant voltage regulator