PL223181B1

PL223181B1 - Układ rozruchowy przetwornicy impulsowej

Info

Publication number: PL223181B1
Application number: PL401458A
Authority: PL
Inventors: Jerzy Chudorliński; Witold Kardyś
Original assignee: Inst Tele I Radiotechniczny
Priority date: 2012-11-05
Filing date: 2012-11-05
Publication date: 2016-10-31
Also published as: PL401458A1

Abstract

Układ rozruchowy przetwornicy impulsowej ma źródło prądowe (IS) połączone pierwszym zaciskiem z dodatnim zaciskiem napięcia zasilania (U ZAS) a drugim zaciskiem z dodatnim zaciskiem kondensatora napięcia pomocniczego (C1), katodą diody pierwszej (D1), wejściem zasilania układu sterującego (US) oraz wejściem detektora napięcia (DET). Wyjście detektora napięcia (DET) połączone jest z wejściem sterującym źródła prądowego (IS). Ujemny zacisk kondensatora napięcia pomocniczego (C1) połączony jest z masą strony pierwotnej przetwornicy. Anoda diody pierwszej (D1) połączona jest z jednym zaciskiem (3) uzwojenia pomocniczego transformatora impulsowego (TR) a drugi zacisk (4) tego uzwojenia połączony jest z masą strony pierwotnej przetwornicy. Pierwszy zacisk (1) uzwojenia pierwotnego transformatora impulsowego (TR) połączony jest z dodatnim zaciskiem napięcia zasilania (U ZAS), a drugi zacisk (2) z pierwszym zaciskiem (1) klucza półprzewodnikowego (Q), którego drugi zacisk (2) połączony jest z układem sterującym (US) a trzeci zacisk (3) połączony jest z masą strony pierwotnej przetwornicy. Jeden zacisk (5) uzwojenia wtórnego transformatora impulsowego (TR) połączony jest z anodą diody drugiej (D2), której katoda połączona jest z dodatnim zaciskiem kondensatora wyjściowego (C2) stanowiącego jednocześnie zacisk napięcia wyjściowego (U WY). Drugi zacisk (6) uzwojenia wtórnego transformatora impulsowego (TR) połączony jest z masą strony wtórnej przetwornicy, do której dołączony jest również ujemny zacisk kondensatora wyjściowego (C2).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest układ rozruchowy przetwornicy impulsowej.

Znane są z literatury rozwiązania układu rozruchowego przetwornicy impulsowej zawierające rezystor włączony pomiędzy dodatni zacisk napięcia zasilania a zacisk kondensatora napięcia p omocniczego. Układ taki pozwala na wstępne naładowanie kondensatora napięcia pomocniczego ze stałą czasową RC. Wadami układu są: brak możliwości wyłączenia układu rozruchowego po uruchomieniu przetwornicy, co powoduje ciągłe straty mocy w tym układzie podczas pracy przetwornicy, ograniczenie mocy rozruchowej przetwornicy z uwagi na konieczność ograniczenia strat mocy w układzie rozruchowym i wynikający z niego długi czas rozruchu, ograniczony zakres napięć wejściowych, dla których rezystorowy układ rozruchowy działa poprawnie.

Znane są z literatury rozwiązania układu rozruchowego wykorzystującego źródło prądowe zapewniające ładowanie kondensatora napięcia pomocniczego prądem o stałej wartości. Rozwiązanie takie posiada wady podobne do układu rezystorowego z uwagi na brak możliwości wyłączenia źródła prądowego po uruchomieniu przetwornicy.

Znany jest z polskiego zgłoszenia patentowego P.381286 układ rozruchowy przetwornicy zawierający sterowany tranzystor załączający rezystor ładujący kondensator napięcia pomocniczego oraz diak załączający napięcie pomocnicze. Wadą tego rozwiązania jest zastosowanie ładowania kondensatora napięcia pomocniczego za pomocą rezystora, co ogranicza zakres możliwych wejściowych napięć zasilających przetwornicy oraz brak mechanizmu całkowitego wyłączania układu rozr uchowego, co powoduje wydzielanie się w tym układzie strat mocy podczas pracy przetwornicy.

Układ według wynalazku posiada źródło prądowe połączone pierwszym zaciskiem z dodatnim zaciskiem napięcia zasilania a drugim zaciskiem z dodatnim zaciskiem kondensatora napięcia pomocniczego, katodą diody pierwszej, wejściem zasilania układu sterującego oraz wejściem detektora napięcia. Wyjście detektora napięcia połączone jest z wejściem sterującym źródła prądowego. Ujemny zacisk kondensatora napięcia pomocniczego połączony jest z masą strony pierwotnej przetwornicy. Anoda diody pierwszej połączona jest z jednym zaciskiem uzwojenia pomocniczego transformatora impulsowego, a drugi zacisk tego uzwojenia połączony jest z masą strony pierwotnej przetwornicy. Pierwszy zacisk uzwojenia pierwotnego transformatora impulsowego połączony jest z dodatnim zaciskiem napięcia zasilania, a drugi zacisk z pierwszym zaciskiem klucza półprzewodnikowego, którego drugi zacisk połączony jest z układem sterującym, a trzeci zacisk połączony jest z masą strony pierwotnej przetwornicy. Jeden zacisk uzwojenia wtórnego transformatora impulsowego połączony jest z anodą diody drugiej, której katoda połączona jest z dodatnim zaciskiem kondensatora wyjściowego stanowiącego jednocześnie zacisk napięcia wyjściowego. Drugi zacisk uzwojenia wtórnego transformatora impulsowego połączony jest z masą strony wtórnej przetwornicy, do której dołączony jest również ujemny zacisk kondensatora wyjściowego.

Sterowane źródło prądowe, włączone pomiędzy dodatni zacisk napięcia zasilania przetwornicy a dodatni zacisk kondensatora napięcia pomocniczego, ładuje kondensator stałym prądem w momencie włączenia napięcia zasilania. Do dodatniego zacisku kondensatora napięcia pomocniczego dołączony jest również detektor napięcia, którego wyjście steruje źródłem prądowym. W chwili po włączeniu zasilania detektor napięcia nie generuje sygnału wyłączenia źródła, co umożliwia ładowanie kondensatora napięcia pomocniczego. W momencie, w którym napięcie pomocnicze osiągnie z góry ust aloną wartość graniczną detektor napięcia generuje sygnał wyłączenia źródła prądowego. Wyłączenie źródła ogranicza napięcie na kondensatorze pomocniczym. Po uruchomieniu obwodów przetwornicy impulsowej stan naładowania kondensatora utrzymywany jest poprzez przepływ energii z uzwojenia pomocniczego transformatora impulsowego przez diodę do kondensatora napięcia pomocniczego. Podczas pracy przetwornicy detektor napięcia utrzymuje źródło prądowe w stanie wyłączonym.

Zaletą wynalazku jest poprawna praca układu rozruchowego w szerokim zakresie napięć zasilania dzięki zastosowaniu źródła prądowego, które może funkcjonować poprawnie przy niewielkim spadku napięcia na swoich zaciskach oraz zmniejszenie czasu uruchomienia przetwornicy z uwagi na liniowy charakter ładowania kondensatora napięcia pomocniczego w stosunku do ekspotencjalnego ładowania ze stałą czasową RC w rozwiązaniu zawierającym rezystor.

Zaletą jest również ograniczenie strat mocy w układzie rozruchowym, ponieważ jest on wyłączany po etapie rozruchu i pozostaje wyłączony podczas normalnej pracy przetwornicy. Dzięki temu zwiększona zostaje sprawność energetyczna przetwornicy oraz zmniejszone są gabaryty układu ro zruchowego.

PL 223 181 B1

Inną zaletą jest możliwość zastosowania tego układu w przetwornicy o wymaganej dużej mocy rozruchowej, a także zastosowanie dużej mocy rozruchowej w celu skrócenia czasu uruchomienia przetwornicy.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, który przedstawia schemat ideowy układu.

Źródło prądowe IS połączone jest pierwszym zaciskiem z dodatnim zaciskiem napięcia zasilania U ZAS a drugim zaciskiem z dodatnim zaciskiem kondensatora napięcia pomocniczego C1, katodą diody pierwszej D1, wejściem zasilania układu sterującego US oraz wejściem detektora napięcia DET. Wyjście detektora napięcia DET połączone jest z wejściem sterującym źródła prądowego IS. Ujemny zacisk kondensatora napięcia pomocniczego C1 połączony jest z masą strony pierwotnej przetwornicy. Anoda diody pierwszej D1 połączona jest z zaciskiem 3 uzwojenia pomocniczego transformatora impulsowego TR a zacisk 4 tego uzwojenia połączony jest z masą strony pierwotnej przetwornicy. Zacisk 1 uzwojenia pierwotnego transformatora impulsowego TR połączony jest z dodatnim zaciskiem napięcia zasilania U ZAS a zacisk 2 z zaciskiem 1 klucza półprzewodnikowego Q. Zacisk 2 klucza Q połączony jest z układem sterującym US a zacisk 3 połączony jest z masą strony pierwotnej przetwornicy. Zacisk 5 uzwojenia wtórnego transformatora impulsowego TR połączony jest z anodą diody drugiej D2, której katoda połączona jest z dodatnim zaciskiem kondensatora wyjściowego C2 stanowiącego jednocześnie zacisk napięcia wyjściowego U WY. Zacisk 6 uzwojenia wtórnego transformatora impulsowego TR połączony jest z masą strony wtórnej przetwornicy, do której dołączony jest również ujemny zacisk kondensatora wyjściowego C2.

Układ umożliwia uruchomienie przetwornicy impulsowej w momencie włączenia zasilania poprzez wytworzenie pomocniczego napięcia zasilania na czas uruchamiania głównych obwodów przetwornicy zwłaszcza dla przetwornicy sieciowej o szerokim zakresie napięć wejściowych.

Claims

Zastrzeżenie patentowe

Układ rozruchowy przetwornicy impulsowej składający się ze źródła prądowego, detektora napięcia, kondensatora napięcia pomocniczego, diody pierwszej, transformatora impulsowego, układu sterującego, klucza półprzewodnikowego, diody drugiej i kondensatora wyjściowego, znamienny tym, że źródło prądowe (IS) połączone jest pierwszym zaciskiem z dodatnim zaciskiem napięcia zasilania (U ZAS) a drugim zaciskiem z dodatnim zaciskiem kondensatora napięcia pomocniczego (C1), katodą diody pierwszej (D1), wejściem zasilania układu sterującego (US) oraz wejściem detektora napięcia (DET), wyjście detektora napięcia (DET) połączone jest z wejściem sterującym źródła prądowego (IS), ujemny zacisk kondensatora napięcia pomocniczego (C1) połączony jest z masą strony pierwotnej przetwornicy, anoda diody pierwszej (D1) połączona jest z jednym zaciskiem (3) uzwojenia pomocniczego transformatora impulsowego (TR) a drugi zacisk (4) tego uzwojenia połączony jest z masą strony pierwotnej przetwornicy, pierwszy zacisk (1) uzwojenia pierwotnego transformatora impulsowego (TR) połączony jest z dodatnim zaciskiem napięcia zasilania (U ZAS) a drugi zacisk (2) z pierwszym zaciskiem (1) klucza półprzewodnikowego (Q), którego drugi zacisk (2) połączony jest z układem sterującym (US) a trzeci zacisk (3) połączony jest z masą strony pierwotnej przetwornicy, jeden zacisk (5) uzwojenia wtórnego transformatora impulsowego (TR) połączony jest z anodą diody drugiej (D2), której katoda połączona jest z dodatnim zaciskiem kondensatora wyjściowego (C2) stanowiącego jednocześnie zacisk napięcia wyjściowego (U WY), drugi zacisk (6) uzwojenia wtórnego transformatora impulsowego (TR) połączony jest z masą strony wtórnej przetwornicy, do której dołączony jest również ujemny zacisk kondensatora wyjściowego (C2).