SU1617423A1

SU1617423A1 - Overcurrent-protected continuous pulsed voltage stabilizer

Info

Publication number: SU1617423A1
Application number: SU884495282A
Authority: SU
Inventors: Николай Афанасьевич Горяйнов; Александр Михайлович Одокиенко
Original assignee: Предприятие П/Я М-5156
Priority date: 1988-07-11
Filing date: 1988-07-11
Publication date: 1990-12-30

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в источниках электропитани . Цель изобретени - повышение надежности путем повышени эффективности защиты от перегрузок по току и уменьшени времени восстановлени работы после сн ти перегрузки, а также упрощение схемы. Устройство содержит два контура регулировани - непрерывный 1 и импульсный 7, включенных параллельно по входу и выходу. Цепь управлени контура 7 выполнена на ключе 18 и одновибраторе 19. Стабилизаци напр жени на нагрузке 20 осуществл етс контуром 1, а управление - контуром 7. Управление проходит по закону изменени тока нагрузки: при большом токе нагрузки регулирующий элемент контура 7 открываетс на более длительное врем и чаще, чем при малом. 1 ил.The invention relates to electrical engineering and can be used in power supplies. The purpose of the invention is to increase reliability by increasing the effectiveness of overcurrent protection and reducing the recovery time after removing the overload, as well as simplifying the circuit. The device contains two control loops - continuous 1 and pulse 7, connected in parallel along the input and output. The control circuit of circuit 7 is made on key 18 and one-shot 19. The voltage on load 20 is stabilized by circuit 1, and control is controlled by circuit 7. Control takes place according to the law of change of load current: at high current, the control element of circuit 7 opens for a longer time and more often than when small. 1 il.

Description

33

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в источниках электропитани The invention relates to electrical engineering and can be used in power supplies.

Цель изобретени - повышение надежности путем повьшени эффективноти защиты от перегрузок по току и уменьшени времени восстановлени работы после сн ти перегрузки, а также упрощение схемыThe purpose of the invention is to increase reliability by increasing the effectiveness of protection against overcurrent and reducing the recovery time of work after the removal of overload, as well as simplifying the circuit

На чертеже представлена блок-схема непрерьшно-импульсного стабилизатора с защитой по току оThe drawing shows a block diagram of a continuous-pulse stabilizer with current protection on

Стабилизатор содержит контур 1 непрерьгоного регулировани с регулирующим элементом 2, датчиком 3 тока перегрузки, делителем 4 цепи обратной св зи, узлом 5 сравнени и упралени и фильтром 6 выходного напр жени , контур 7 импульсного регулировани с регулирующим элементом 8, LCD-фильтром 9 с дросселем 10, конденсатором 11 и диодом 12, датчик 13 тока, включенный между выходом иточника 14 питани и входом контура 1 непрерывного регулировани , второй датчик 15 тока, включенный между выходом источника 14 питани и контуром 7 импульсного регулировани , первый пороговый элемент 16, подключенный к первому датчику 13 тока, второй пороговый элемент 17, подключенный к второму датчику 15 тока, ключ 18, выход которого подключен к управл ющему входу регулирующего элемента 8, а вход - к выходам первого порогового элемента 16 и од- новибратора 19, вход которого подключен к выходу второго порогового элемента 17, выходы контура 1 непре- рьшного регулировани и контура 7 импульсного регулировани объединены и подключены к нагрузке 20. Транзистор ключа 18 должен быть включен по схеме с открытым коллектороМо В качестве пороговых элементов 16 и 17 может быть использован триггерThe stabilizer contains a non-direct control circuit 1 with an regulating element 2, an overload current sensor 3, a feedback circuit divider 4, a comparison and control node 5 and an output voltage filter 6, a pulsed regulating circuit 7 with an regulating element 8, an LCD filter 9 with a choke 10, a capacitor 11 and a diode 12, a current sensor 13 connected between the output of the power source 14 and an input of the continuous control loop 1, a second current sensor 15 connected between the output of the power supply 14 and the pulse control loop 7, n The left threshold element 16 connected to the first current sensor 13, the second threshold element 17 connected to the second current sensor 15, the key 18, the output of which is connected to the control input of the regulating element 8, and the input to the outputs of the first threshold element 16 and one Novibrator 19, the input of which is connected to the output of the second threshold element 17, the outputs of the circuit 1 of the continuous control and the circuit 7 of the pulse control are combined and connected to the load 20. The transistor of the switch 18 must be switched on according to the open collector circuit stve threshold elements 16 and 17 may be used a trigger

ГОмитта. На выходе одновибратора 19 должен быть включен транзистор с открытым коллектором Цепи питани пороговых элементов 1R и 17, а также одновибратора 19 не показаны Питание указанных узлов может осуществитьс от источника 14 с необходимой стабилизацией напр жени или от отдельного источника питани .Gomitt The open-collector transistor must be turned on at the output of the one-shot 19 The power supply circuits of the threshold elements 1R and 17, as well as the one-shot 19 are not shown. These nodes can be supplied from source 14 with the necessary voltage stabilization or from a separate power source.

Стабилизатор работает следующим образом.The stabilizer works as follows.

При малых токах нагрузки стабили- затщ вькодного напр жени осущестAt low load currents, the stabilizer of the code voltage is

174234174234

вл етс контуром 1 непрерывного регулировани с высокой точностью При этом падение напр жени на датчике 13 тока недостаточно дл вклю- 5 чени (срабатывани ) порогового элемента 16. Управл ющее напр жение с порогового элемента 16 удерживает ключ 18 в закрьп-ом состо нии. Регулирующий элемент 8 контура 7 импульс- 0 ного регулировани закрыт„ Ток от источника 14 через датчик.15 тока через регулирующий элемент 8 и дрос- . сель 10 контура 7 импульсного регулировани в нагрузку 20 не протекает . Напр жение на датчике 15 тока отсутствует, пороговый элемент 17 выключено Одновибратор 19 находитс в ждущем режиме. При этом выходнсЛ транзистор одновибратора 19 закрыт 20 и не шунтирует вход управлени ютю- ча 18 и,соответственно, не измен ет его состо ни „is a continuous control loop 1 with high accuracy. In this case, the voltage drop across the current sensor 13 is not enough to turn on (trigger) the threshold element 16. The control voltage from the threshold element 16 keeps the key 18 in the locked state. The regulating element 8 of the circuit 7 of the pulse-regulating regulation is closed by the “Current from the source 14 through the current sensor.15 through the regulating element 8 and the dros-. Selle 10 circuit 7 pulse control in the load 20 does not leak. The voltage on the current sensor 15 is missing, the threshold element 17 is turned off. The single-oscillator 19 is in standby mode. At the same time, the output of the one-vibrator transistor 19 is closed 20 and does not bypass the control input of interface 18 and, accordingly, does not change its status.

При увеличении тока нагрузки 20 растет падение напр жени на датчике 13 тока и на определенном уровне приводит к срабатыванию порогового элемента 16„ На выходе порогового элемента 16 по вл етс управл ющее напр жение, которое открывает ключ 30 18, Ключ 18 открывает регулирующий элемент 8, ток от источника 14, протека через, датчик 15 тока, регулирующий элемент 8, дроссель 10 в нагрузку 20, начинает линейно нара- 35 стать„.As the load current 20 increases, the voltage drop across the current sensor 13 increases and, at a certain level, triggers the threshold element 16. At the output of the threshold element 16, a control voltage appears that opens the key 30 18, Key 18 opens the regulating element 8, the current from the source 14, flowed through, the current sensor 15, the regulating element 8, the choke 10 to the load 20, begins linearly in 35 to become.

Вследствие перераспределени токов, ток контура 1 непрерывного регулировани уменьшаетс , что приводит к уменьшению падени напр жени на 0 датчике 13 тока, возвращению в исходное состо ние порогового элемента 16, закрыванию ключа 18 и соответственно регулирующего элемента 8. Энерги , накопленна в дросселе 10, разр жа- 5 етс через диод 12 на нагрузку 20,Due to the redistribution of the currents, the current of the continuous control circuit 1 decreases, resulting in a decrease in the voltage drop at 0 of the current sensor 13, the reset of the threshold element 16, the closure of the switch 18 and, accordingly, the regulating element 8. The energy accumulated in the inductor 10, zha 5 5 through diode 12 to load 20,

Ток контура 1 непрерывного регулиро- вани снова увеличиваетс , что приводит к повторному срабатыванию порогового элемента 16, и далее процесс 0 повтор етс .The current of the continuous control loop 1 is increased again, which causes the threshold element 16 to re-activate, and then the process 0 is repeated.

Таким образом, стабилизаци напр жени на нагрузке 20 обеспечиваетс контуром 1 непрерывного регулировани , а управление контуром 7 импульс- 5 ного регулировани производитс в соответствии с законом изменени тока нагрузки так, что при большем токе нагрузки 20 регулирующий элемент 8 открываетс на более длительThus, the voltage on the load 20 is stabilized by the continuous control circuit 1, and the control loop 5 is controlled in accordance with the law of change of the load current so that with a higher load current 20 the control element 8 opens for a longer time.

5five

ное врем и чаще, а при меньшем токе - на более короткое врем и реже При номинальной нагрузке падение напр жени на датчике 15 тока не приводит к срабатыванию порогового элемента 17. При перегрузке по току увеличение падени напр жени на дачике 15 тока приводит к срабатьтани порогового элемента 17о На выходе прогового элемента 17 по вл етс управл ющее напр жение, которое поступает на одновибратор 19 и запускает его о Выходной транзистор одновибра- тора 19 открьшаетс и шунтирует вхо ключа 18, которьй закрываетс , что приводит к закрыванию регулирующего элемента 8, прекращению тока через датчик 15 тока, вследствие чего пороговый элемент 17 выключаетс с, Однако 1СЛЮЧ 18 остаетс загфытым, так как его вход шунтируетс открьп ым транзистором одновибратора 19 на врем , определ емое длительностью импульса одновибратора. Длительност импульса, формируема одновибрато- ром 19, посто нна и должна быть достаточной дл спада тока, протекающего через дроссель 10 до нул . При этом она должна быть не больше периода коммутации (преобразовани ) контура 7 импульсного регулировани при максимальной нагрузке 20. Это приводит к тому, что среднее значени тока в нагрузке 20 от контура 7 импульсного регулировани уменьшаетс Ток в контуре 1 непрерьшного регулировани при перегрузке возрастает до величины определ емой датчиком 3 тока контура 1 непрерывного регулировани . Характеристика токовой защиты контура 1 непрерывного регулировани обеспечивает ограничение его тока на заданном уровне тока срабатывани порогового элемента 16 и выбираетс такой, чтобы пороговый элемент 16 при токовой перегрузке бьт включенAt a nominal load, the voltage drop on the current sensor 15 does not trigger the threshold element 17. When the current is overloaded, an increase in the voltage drop on the current driver 15 causes the threshold element 17o At the output of the input element 17, a control voltage appears that goes to the one-shot 19 and starts it. The output one-word transistor 19 opens and shunts the input of the key 18, which closes of the damping element 8, the cessation of the current through the current sensor 15, as a result of which the threshold element 17 is turned off, However, the 1CLAY 18 remains engraved, as its input is shunted by the uni-transistor 19 of the transistor for the time determined by the single-pulse duration. The pulse duration, formed by the one-shot 19, is constant and should be sufficient to reduce the current flowing through the choke 10 to zero. At the same time, it should be no more than the switching period (conversion) of the pulse control loop 7 at the maximum load 20. This leads to the fact that the average value of the current in the load 20 from the pulse control loop 7 decreases The current in the continuous control loop 1 increases to detected by the sensor 3 of the current loop 1 continuous regulation. The characteristic of current protection circuit 1 of continuous regulation provides for the limitation of its current at a given level of current of operation of the threshold element 16 and is chosen so that the threshold element 16 with the current overload is on

По окончании действи импульса одновибратора 19 управл ющее напр жение с порогового элемента 16 снова открьгоает ключ 18, который открываетUpon termination of the action of the one-shot pulse 19, the control voltage from the threshold element 16 again opens the key 18, which opens

регулирующий элемент 8. Ток от источника 14, через датчик 15 тока, регулирующий элемент 8 и дроссель 10 вновь поступает в нагрузку.regulating element 8. The current from the source 14, through the current sensor 15, the regulating element 8 and the choke 10 again enters the load.

Таким образом, обеспечиваетс эффективна защита по току стабилизатора при переходных процессах, в том числе и в момент подачи на вход ста- билизатора питающего напр жени , а также самосто тельный выход стабилизатора на режим после сн ти перегрузки . Кроме того, повышаетс надежность устройстваThus, effective protection of the stabilizer current during transients is provided, including at the moment of supplying the supply voltage to the input of the stabilizer, as well as the independent output of the stabilizer to the mode after the overload is removed. In addition, the reliability of the device is improved.

Claims

Invention Formula

0

five

0

five

0

A continuous current regulator with two current control circuits: continuous and impulse, each of which includes a current sensor and a regulating element connected in series, as well as a threshold element whose input is connected to the output of the current sensor, wherein the output of both circuits are connected to the terminals for connecting the load, characterized in that, in order to increase reliability by increasing the effectiveness of overcurrent protection and reducing the time restored After removing the overload, as well as simplifying the circuit, in the pulse control loop, the upranpenie unit is made on a one-shot and key, while the one-shot input is connected to the output of the threshold element of its circuit, and the output to the control input of the key connected to the control input the regulating element of its circuit, and to the output of the threshold element of the continuous control loop, in addition, the mentioned serial circuits from the current sensor and the regulating element to the free output of the current sensor connected to the terminal for connecting the supply source voltage "