Генератор пилообразного напряжения с изменяемой частотой при аварийных перегрузках по току
Полезная модель относится к области электротехники, в частности к устройствам преобразования напряжения и защиты от перегрузок по току.
Техническим результатом является расширение области применения устройства, заключающееся в возможности использования последнего в двухтактных преобразователях напряжения совместно с устройствами, обеспечивающими симметричный процесс перемагничивания сердечника трансформатора, а также повышении надежности ИВЭП за счет обеспечения защиты его элементов от аварийных перегрузок, связанных с эффектом интегрирования тока.
Для решения этой задачи в составе источника вторичного электропитания применен генератор пилообразного напряжения с изменяемой частотой, состоящий из резистора и конденсатора времязадающей R,С-цепочки, генератор зарядного тока и токозадающего резистора. Токозадающий резистор подключается одним контактом к выводу выходного напряжения источника вторичного электропитания, а другим к коллекторному выводу первого транзистора и базовым выводам первого и второго транзисторов, эмиттерные выводы которых подключены к заземленным резисторам. При этом коллекторный вывод второго транзистора подключается к резистору времязадающей R,С-цепочки, а пилообразное напряжение снимается с конденсатора времязадающей R,C-цепочки.
Техническое решение относится к области электротехники, в частности к устройствам преобразования напряжения и защиты от перегрузок по току.
Известен генератор пилообразного напряжения (ГПН) с изменяемой частотой при аварийных перегрузках по току в составе источника вторичного электропитания (ИВЭП), состоящий из времязадающей R,С-цепочки, генератора зарядного тока (ГЗТ), компаратора, разрядного ключа, времязадающего конденсатора, триггера, источника опорного напряжения и задающего резистора, подключаемого к конденсатору времязадающей R,C-цепочки и выводу выходного напряжения ИВЭП [1].
Недостатком такого технического решения является невозможность совместной работы такого блока с устройствами, обеспечивающими симметричный процесс перемагничивания сердечника трансформатора в двухтактных преобразователях напряжения из-за воздействия на длительность управляющих импульсов. Подобный недостаток ограничивает область применения этого технического решения лишь однотактными преобразователями напряжения.
Поэтому задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в расширение области применения устройства и повышении надежности ИВЭП за счет обеспечения защиты элементов от аварийных перегрузок, связанных с эффектом интегрирования тока.
Для решения этой задачи в составе ИВЭП применен ГПН с изменяемой частотой, состоящий из резистора и конденсатора времязадающей R,C-цепочки, ГЗТ и токозадающего резистора. Токозадающий резистор подключается одним выводом к выводу выходного напряжению ИВЭП, а другим к коллекторному выводу первого транзистора и базовым выводам первого и второго транзисторов, эмиттерные выводы которых подключены к заземленным резисторам. При этом коллекторный вывод второго транзистора подключается к резистору времязадающей R,С-цепочки, а пилообразное напряжение снимается с конденсатора времязадающей R,C-цепочки.
Техническим результатом является расширение области применения устройства, заключающееся в возможности использования последнего в ИВЭП с двухтактными преобразователями напряжения совместно с устройствами, обеспечивающими симметричный процесс перемагничивания сердечника трансформатора, а также повышение надежности ИВЭП за счет обеспечения защиты его элементов от аварийных перегрузок, связанных с эффектом интегрирования тока.
На фигуре представлена функциональная схема предлагаемого ГПН с изменяемой частотой.
ГПН с изменяемой частотой включает заземленные резистор 1 и конденсатор 2, образующие времязадающую R,С-цепочку, генератор зарядного тока 3, к которому подключены резистор 1 и конденсатор 2, токозадающий резистор 4, подключенный одним контактом к выводу выходного напряжения ИВЭП UИВЭП вых 5, а другим к коллекторному выводу первого транзистора 6 и базовым выводам первого транзистора 6 и второго транзистора 7, эмиттерные выводы которых подключены к заземленным резисторам 8 и 9, а коллекторный вывод второго транзистора 7 подключен к резистору 1 времязадающей R,С-цепочки.
ГПН с измененяемой частотой работает следующим образом. Частота пилообразного напряжения на выходе 10 генератора пилообразного напряжения определяется зарядным током IЗАР, при этом генератор зарядного тока 3 обеспечивает выполнение следующего соотношения: I ЗАР=IОСН+IДОП. Ток IОСН =const и задается резистором 1 времязадающей R,С-цепочки. В свою очередь ток IДОП задается следующим образом: ток I ЗАД, определяемый токозадающим резистором 4 и напряжением UИВЭП вых на выходе ИВЭП 5 протекает через коллектор-эмиттерный переход первого транзистора 6, при этом ток IДОП, протекающий через коллектор-эмиттерный переход второго транзистора 7 будет равен току IЗАД при условии равенства сопротивлений 8 и 9.
Поэтому при малом напряжении UИВЭП_вых на выходе ИВЭП 5, что соответствует пуску устройства или короткому замыканию нагрузки, как наиболее вероятным причинам возникновения эффекта интегрирования тока, ток IЗАД уменьшится, что приведет к пропорциональному уменьшению токов IДОП и IЗАР. Уменьшение тока IЗАР приведет к увеличению длительности заряда конденсатора 2 времязадающей R,С-цепочки и, следовательно, к уменьшению частоты пилообразного напряжения на выходе 10, что в свою очередь приведет к уменьшению частоты работы двухтактного преобразователя напряжения и исключит появление эффекта интегрирования тока.
Использование предлагаемого технического решения позволяет использовать ГПН с изменяемой частотой совместно с устройствами, обеспечивающими симметричный процесс перемагничивания сердечника трансформатора в двухтактных преобразователях напряжения, т.к. снижение частоты происходит без воздействия на длительности управляющих импульсов, а также защитить элементы ИВЭП от аварийных перегрузок, связанных с эффектом интегрирования тока.
Литература:
Шевцов Д.А., Машуков Е.В., Ульященко Г.М. Сетевой многоканальный источник питания импульсно-периодической нагрузки // Теория и практика силовых устройств. Тематический сборник научных трудов. / Под редакцией Машукова Е.В. - М.: ЭКОН, 2001. Стр.54-59.
Генератор пилообразного напряжения с изменяемой частотой, содержащий резистор, конденсатор, образующие времязадающую R,C-цепочку и генератор зарядного тока, отличающийся тем, что токозадающий резистор подключен одним контактом к выводу выходного напряжения источника вторичного электропитания, а другим - к коллекторному выводу первого транзистора и базовым выводам первого и второго транзисторов, эмиттерные выводы которых подключены к заземленным резисторам, при этом коллекторный вывод второго транзистора подключен к резистору времязадающей R,С-цепочки, а пилообразное напряжение изменяемой частоты снимается с конденсатора времязадающей R,С-цепочки.
