SU981977A2

SU981977A2 - Converter input voltage stabilizer

Info

Publication number: SU981977A2
Application number: SU813313715A
Authority: SU
Inventors: Александр Васильевич Горбач
Original assignee: Предприятие П/Я В-8466
Priority date: 1981-07-08
Filing date: 1981-07-08
Publication date: 1982-12-15

Description

Изобретение относитс к электротехнике , а именно к преобразовател м электрической энергии, и может быть использовано в устройствах вторичных напр жений пл электропитани различных приборов. По основному авт.св. № 264484 известен стабилизатор входного напр жени , содержащий регулирующий транзистор , фильтр и усилитель посто нного тока, причем к базе регулирующего транзистора через параллельную стабилитронно-емкостную цепочку подключен своим коллектором управл емый транзистор, база которого одновремен но св зана через резистор с усилителем посто нного тока и через параллельно соединенные диод и конденсатор с дифференцирующей цепочкой, при этом конденсатор последней соединен с преобразователем напр жени 1. Недостатками устройства вл ютс перенапр жени и токовые перегрузки которые возникают на выходах преобразовател и подключенных к ним электропотребител х, например, при обрыве цепи усилител посто нного тока или цепи управл ющего транзистора , при пробое перехода коллекторэмиттер регулирующего транзистора, а также при динамическом изменении напр жени электропитани из-за резонансных свойств фильтра, так как в этих случа х напр жение первичного источника практически полностью поступает на вход преобразовател , привод к отказам электропотребителей. При действии на шинах первичного источника электрической помехи, привод щей к изменению знаков напр жени на них (переполюсовке) или при ошибочной подаче на входы устройства напр жени обратной пол рности, во входных цеп х преобразовател также возникают токовые перегрузки, которые привод т к короткому замыканию первичного источника электропитани . Цель изобретени - защита от перенапр жений и перегрузки по току. Цель достигаетс тем, что в стабилизатор входного напр жени преобразовател введены диоды, у которых электрод одного диода соединен с одноименным электродом другого диода и подсоединен к входу фильтра, другой электрод первого диода подсоединен к силовому электроду регулирующего транзистора, подключенного к шине первичного источникаThe invention relates to electrical engineering, namely, to converters of electrical energy, and can be used in devices for the secondary voltage of electrical power supply of various devices. According to the main auth. No. 264484 is known an input voltage regulator containing a regulating transistor, a filter and a DC amplifier, the control transistor being connected to the base of the regulating transistor through a parallel Zener-diode capacitance circuit, the base of which is simultaneously connected through a resistor with a DC amplifier and through a parallel-connected diode and a capacitor with a differentiating chain, while the capacitor of the latter is connected to the voltage converter 1. The drawbacks of the device are overvoltage and current overloads that occur at the outputs of the converter and the power consumers connected to them, for example, if the DC amplifier circuit or the control transistor circuit breaks, the control transistor collector ejects, and also the dynamic voltage variation of the power supply due to the resonant properties of the filter, since in these cases the voltage of the primary source is almost completely supplied to the input of the converter, leading to the failure of electrical consumers. When the tires are exposed to the primary source of electrical interference, which causes a change in the voltage signs on them (polarity reversal) or if the reverse polarity voltage is incorrectly applied to the inputs of the device, current overloads also occur in the input circuits of the converter, resulting in a short circuit. primary power source. The purpose of the invention is protection against overvoltages and overcurrent. The goal is achieved in that diodes in which the electrode of one diode is connected to the same electrode of another diode and connected to the filter input are inserted into the input voltage regulator of the converter, the other electrode of the first diode is connected to the power electrode of the regulating transistor connected to the primary source bus

,электропитани , а другой электрод второго диода соединен с од им из выходов посто нного тока преобразовател , другой выход которого подсоединен к другому силовому электроду регулирующего транзистора.The power supply and the other electrode of the second diode are connected to one of the DC outputs of the converter, the other output of which is connected to another power electrode of the control transistor.

На фиг.} изображена схема устройства; на фиг.2 - осциллограммы, по сн ющие принцип работы устройстваIn Fig.} Shows a diagram of the device; figure 2 - waveforms, explaining the principle of operation of the device

Устройство содержит регулирующий транзистор 1, подключенный одним силовым электродом к одному выходу посто нного тока преобразовател 1. Другой выход посто нного тока преобразовател 2 подключен через диод 3 к входу фильтра 4. К входу фильтра 4 подключен диод 5, другой электрод которого соединен с силовым электродом регулирующего транзистора 1 и с шиной первичного источника электропитани . При этом база регулирующего транзистора 1 через параллельную цепочку из стабилитрона 6 и конденсатора 7 подключена к коллектору управл ющего транзистора 8, база которого через резистор 9 св зана с усилителем посто нного тока 10, а база эмиттера через параллельную цепочку из диода 11 и конденсатора 12 и через дифференцирующую цепочку из резистора 13 диодного моста 14 и конденсатора 15 св зана с выходами переменного тока преобразовател 2.The device contains a regulating transistor 1 connected by one power electrode to one DC output of converter 1. Another DC output of converter 2 is connected via diode 3 to filter 4 input. A diode 5 is connected to filter 4 input, another electrode of which is connected to power electrode control transistor 1 and the primary power supply bus. The base of the regulating transistor 1 through a parallel chain of Zener diode 6 and a capacitor 7 is connected to the collector of the control transistor 8, the base of which through a resistor 9 is connected to a DC amplifier 10, and the base of the emitter through a parallel chain from diode 11 and a capacitor 12 and through a differentiating chain from the resistor 13 of the diode bridge 14 and the capacitor 15 is connected to the alternating current outputs of the converter 2.

В предлагаемом устройстве стабилизированное входное напр жение преобразовател 2, Vgy рр , формируетс как интегрированна фильтром 4 сумма напр жени первичного источника электропитани Е и выходного напр жени Vg(,y с преобразовател 2. При открытом состо нии регулирующего транзистора 1 за врем . к входам сз - 5 фильтра 4 прикладываетс напр жение Е, а при закрытом регулирующем транзисторе 1 за врем Т , где Т - период переключени регулирующего транзистора 1, к входам фильтра 4 прикладываетс напр жение (Е + Vg, ) - . При этом величина входного напр жени преобразовател 2 равнаIn the proposed device, the stabilized input voltage of the converter 2, Vgy pp, is formed as an integrated by the filter 4 the sum of the voltage of the primary power source E and the output voltage Vg (, y from the converter 2. With the open state of the control transistor 1 over time to the inputs cz - 5 of filter 4 applies voltage E, and with closed control transistor 1 at time T, where T is the switching period of control transistor 1, voltage (E + Vg,) is applied to the inputs of filter 4. the voltage of converter 2 is

Vnp..v,,,;-(.и может быть выбрана равной или больше максимального значени напр жени питани E iciKt. В частном случае , если V,Vnp..v ,,, ;-(. And can be chosen equal to or greater than the maximum value of the supply voltage E iciKt. In the particular case of V,

Е E

тоthat

6ЫХ6S

-мин-min

м«ксm "cop

при Т, Vg пр. Е,„кс и приat T, Vg pr. E, „kc and at

. о, V. oh v

б/.пр- ин вых b /. pr-in

-ОТКр-CLAIN

(Va-c от t) .(Va-c from t).

В результате при любой неисправности , привод щей к посто нному открытому состо нию регулирующего тразистора 1, или при пробое перехода As a result, in case of any malfunction that leads to a constant open state of the regulating transistor 1, or during the breakdown of the transition

коллектор-эмиттер этого транзистора перенапр жени и перегрузки по току на выходах преобразовател 2 исключаютс , так как входное напр жение преобразовател всегда равно или меньше максимальной величины напр жени питани .the collector-emitter of this transistor overvoltage and current overload at the outputs of converter 2 are excluded, since the input voltage of the converter is always equal to or less than the maximum value of the supply voltage.

При изменении знаков (пол рности) напр жени Е на входных шинах питани устройства прохождение этого напр жени на входы и выходы преобразовател 2 блокируетс запиранием диодов 3 и 5, что преп тствует шунтированию шин первичного источника малыми величинами сопротивлений иWhen changing the signs (polarity) of the voltage E on the input power supply buses of the device, the passage of this voltage to the inputs and outputs of the converter 2 is blocked by locking the diodes 3 and 5, which prevents shunting of the primary source tires by small values of resistors and

развитию токов короткого замыкани . К дополнительным положительным свойствам устройства следует отнести уменьшение габаритов фильтра, так как в нем реализуетс принципdevelopment of short-circuit currents. The additional positive properties of the device include the reduction of the filter dimensions, since it implements the principle

частичной модул ции, и уменьшение остаточных потерь мощности путем лучшего использовани транзисторов, так как увеличение уровн входного напр жени преобразовател дл заданной мощности ведет к уменьшению коммутационных токов в них.partial modulation, and reducing residual power losses by better utilizing transistors, since increasing the input voltage level of a converter for a given power leads to a decrease in switching currents in them.

Предлагаемое устройство обладает повышенной надежностью, благодар реализации в нем защитных свойствThe proposed device has high reliability due to the implementation of its protective properties

от перенапр жений в нагрузках и от переполюсовки напр жени электропитани , способному привести к перегрузкам по току и отказу устройства; повышенным КПД, например,до 75% наovervoltages in loads and from polarity reversal of power supply voltage, which can lead to overcurrent and device failure; increased efficiency, for example, up to 75% on

выходную мощность 40 Вт (5В, 8 А) при электропитании напр жением 20..., 32 В, благодар переходу к входному напр жению преобразовател от 18 В в известном устройстве к 30 В вoutput power of 40 W (5V, 8 A) with power supply voltage of 20 ..., 32 V, due to the transition to the input voltage of the converter from 18 V in the known device to 30 V

предлагаемом устройстве и снижению, соответственно, коммутационных токов в 1,6-1,7 раза.the proposed device and reduce, respectively, switching currents in 1.6-1.7 times.

Применение предлагаемого устройства , например, дл вычислительных комплексов автономных объектов позвол ет обеспечить их бесперебойное электропитание посредством параллельного соединени выходов резервных и основных преобразователей без дополнительных защитных устройств.The use of the proposed device, for example, for computing complexes of autonomous objects, allows ensuring their uninterrupted power supply by parallel connection of the outputs of the backup and main converters without additional protective devices.

Claims

1. USSR author's certificate O 264484, cl. H 02 M 1/14, 1968.

Esr