SU1062834A1 - Преобразователь посто нного напр жени - Google Patents

Abstract

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, выполненный по полумостовой схеме инвертора с трансформаторным выходом, содержащий в одной из стоек транзисторы, последовательно .с которыми включена по меньшей мере одна первична  обмотка трансформаторного датчика токов г вторичные обмотки которого св заны с блоком защиты , подключенным к блоку управлени , соединенному с управл к дими вхо .дами силовых транзисторов; о т л и чающий с   тем, что, с целью повышени  надежности, последовательно первично обмотке выходного трансформатора включена цепочка, содержаща  две параллельные ветви с диодами , направлени  проводимости которых в каждой ветви противоположны один другому, при этом часть первичных обмоток датчика токов включена пос-Q ледовательно этим диодам, а дру1а  часть первичных обмоток датчика токов включена последовательно силовЕлл цеп м транзисторов инвертора«

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть применено во вторичных источниках электропитани  радиоэлектронной аппаратуры и устройств вычислительной техники.

Р звестны инверторы с усилителем мощности на транзисторах, выполненнне по полумостовей (или мостовой) схеме, первична  обмотка трансформатора тока датчика токовперегрузки которых включена последовательно первичной обмотке выходного трансформатора ll и 2 .

Однако при этом датчик не реагирует на по вление сквозных токов через транзисторы.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  преобразователь посто нного напр - . жени  , выполненный по полумостовой .. схеме инвертора с трансформаторным выходом, содержащий в одной из стоек транзисторы, последовательно с которыми включена по меньшей мере одна первична  обмотка трансформатор ,ного датчика токов, вторичные обмотки которого св заны с блоком защиты подключенным к блоку управлени , соединенному еуправл ющими входами биловых транзисторов Щ .

Недостатком известного устройства  вл етс  низка  надежность схемы, обусловленна  тем, что при двух возможных вариантах фазировки первичных обмоток датчика тока (согласно-последовательно или встречно-последовательно друг относительно дpyгa J датчик тока работает либо с посто нным подмагничиванием , либо не реагирует на сквозные токи.

Цель изобретени  - повышение надежности путем обеспечени  защиты от сквозных токов при отсутствии посто нного подмагничивани  обмоток датчика токов.

Поставленнаг) цель достигаетс  тем, что в преобразователе посто нного напр жени , вьтолненном по полумостовой схеме инвертора с трансформаторным выходом, содержащем в одной из стоек дгранзисторы, последовательно с которыми включена по меньшей мере одна первична  обмотка трансформаторного датчика токов, вторичные обмотки которого св заны с блоком защиты, подключенным к блоку управлени , соединенному с управл ющими входами силовых транзисторов, последовательно первичной обмотке выходного трансформатора включена цепочка, содержаща  две параллельные ветви с диодами, направлени  проводимости которых в каждой ветви противоположны один другому, при этом часть первичных обмоток датчика токов вkлючeнa последовательно этим диодам, а друга  часть первич -шх обмоток датчика токов включена последовательно силовым цеп м транзисторов инвертора.

На фиг, 1 представлена принципиальна  схема включени  датчикИ токов в инверторе; на фиг.2 и 3 - варианты подключени  датчика токов.

Преобразователь содержит инвертор

1,выполненный по полумостовой схеме на транзисторах 2 и 3, конденсаторах 4 и 5 и выходном трансформаторе 6, блок 7 управлени , соединенный с выходом блока 8 защиты, трансформаторы 9 и 10 управлени , диоды 11 и 12, св занные с первичными обмотками датчика 13 токов, выполненного на трансформаторе тока. Нагрузка инвертора 14 подсоединена к выходному трансформатору. Между вторичной обмоткой 15 датчика 13 токов и входом блока 8 защиты включены выпр митель 16 и резистор 17 нагрузки трансформатора датчика 13 токов. Трансформатор датчика 13 токов содержит ,цве первичные обмотки 18 и 19

на схеме (фиг.1) или три первичные обмотки 20-22 (фиг.2) и 23-25 (фиг.З) .

Первична  обмотка выходного трансформатора б шунтирована цепочкой из последовательных конденсатора 26 и резистора 27.

Блок 7 управлени  вырабатывает импульсы управлени , привод щие через трансформаторы 9 и 10 к попеременному открыванию транзисторов 2 и 3. При этом между импульсами управлени  транзисторов 2 и 3 имеютс  паузы, минимальные длительности которьж обеспечивают отсутствие сквозных токов через транзисторы 2 и 3 в ислравной.схеме.

Обозначим количество ВИТРСОВ первг чных обмоток 18 и 19 трансформатора 13 схемы (фиг.1) через Wig и Wiq соответственно. Предположим, что оно равно числу Д| :

В нормальном рабочем режиме в момент проводимости транзистора 2 ток протекает по цепи: конденсатор 4.коллектор-эмиттер транзистора

2,обмотка 18, диод 11, первична  обмотка трансформатора б,конденсатор 4. При этом ток втекает в вывод обмотки 18 без обозначени  точкой.

В момент проводимости транзистора 3 ток протекает в контуре: конденсатор 5, перви.чна  обмотка трансформатора 6, диод 12, обмотка 19, коллектор-эмиттер транзистора 3, конде исатор 5. Ток при этом втекает в вывод обмотки 19, обозначенный точкой. Таким образом, направление магнитного потока в сердечнике трансформатора 13 каждый полупериод работы инвертора мен етс  и в результате этого подмагничивание сердечника посто нной составл ющей отсутствует, В случае возникновени  сквозного тока через транзисторы 2 и 3 этот ток протекает по цепи: коллектор-эмиттер транзистора 2, обмотка 19 трансформатора датчика, коллектор-эмиттер транзистора 3. Таким образом, датчик токовых перегрузок первичной цепи схемы (фиг.1) реагирует как на величину тока первичной обмотки трансформатора 6, так и на сквозные токи через транзисторы 2 и 3 с одновременным обеспечением отсу стви  подмагничивани  рабочими тока ми сердечника трансформатора датчик 13 тока. Блок 8 защиты реагирует на велич ну падени  напр жени  на резисторе 17. При превышении этим напр жением определенного порогового уровн  за1ци та срабатывает. Падение напр жени  на резисторе 17 создаетс  выпр млен ным током вторичной обмотки 15 трансформатора. Ток вторичной обмот ки 15 пропорционален суммарным ампер виткам его первичных обмоток. Таким образом, защита срабатывает при пре вышении суммарными ампервитками первичных обмоток датчика 13 тока определенного значени . В схеме (фиг.1) суммарные ампер витки первичных обмоток трансформатора 13 пропорциональны числу N как дл  токов перегрузки со стороны первичной обмотки трансформатора 6/ так и дл  сквозных токов. Чувствительность датчика 13 схемы (фиг.1) одинакова  ,как к токам перегрузки, так и к сквозным токам. На схемах на фиг,2 и 3 приведены варианты исполнени  схем инвертора, в которых, как и в схеме на фиг.1, получаетс  совмещение функций датчи ка тока перегрузки первичной обмотки выходного трансформатора и датчика сквозных токов при обеспечении отсутстви  посто нной составл ющей подмагничивани  в сердечнике трансформатора датчика из-за рабочих токов инвертора. Отличие схем на фиг.2 и 3 в том, что в них достигаетс  повышение чувствительности датчика к сквозным токам по сравнению с чувствительностью к токам перегруз ки. Обозначим количество витков первичных обмоток 20-22 трансформатора 13 схемы на фиг.2 через , N( и 21 соответственно. Если количество витков обмотки 20 прин ть равньм числу N , то количество витков обмотк 21 выбираетс  кратной числу Н ( ctnN, гдeп1il), а количество витков обмотки 22 выбираетс  из г отношени  W,j (rn+DN. в нормальном рабочем режиме при проводимости транзистора 2 TOIC протекает по цепи: конденсатор 4, коллектор-эмиттер транзистора 2, обмотка 20, диод 11, первична  обмотка трансформатора б, конденсатор 4. При проводимости транзистора 3 ток протекает по цепи: конденсатор 5, первична  обмотка трансформатора 6, диод 12, обмотка 21, обмотка 22, коллектор-эмиттер транзистора 3, конденсатор 5. Так как количество витков обмотки 22 превьтает количестчо витков обмотки 21, то направление намагничивани  сердечника трансформатора 13 при проводимости транзистора 3 определ етс  пол рностью включени  обмотки 22. Суммарные ампервитки первичных обмоток трансформатора 13 при проводимости транзистора 2 пропорциональны числу Ц , а при проводимости транзи&тора 3 числу А1 {rri4l N- rnN Н. Благодар  этому в сердечнике трансформатора 13 схемы (фкг.2) обеспечиваетс  отсутствие подмагничивани  посто нной составл ющей,. В случае возникновени  сквозного тока этот ток протекает по цепи: коллектор-эмитт ер транзистора 2, обмотка 22 трансформатора 13, коллектор-эмиттер транзистора 3. При этом суммарные ампервитки первичных обмоток трансформатора 13 дл  сквозного тока пропорциональны числу W,i « m-H) N . Так как в схеме -фиг.2) количество витков в цепи сквозного тока Cm+l)N превыииет эквивалентное количество витков в цеп х тока перегрузки со стороны выходного трансформатора, то и чувствительность датчика токовых перегрузок к сквозным токам выше чувствительности к токам перегрузки со сторЬны выходного трансформатора . Обозначим количество витков первичных обмоток 23-25 трансформатора 13 схемы (фиг.З) через , VV24 и V/(j5 соответственно. Если количество витков обмотки 23 прин ть равным ЧИСЛУ Н ( W5} N ) , то количество витков обмотки 24 выбираетс  кратной числу К ( 24 - /. где т т- 1) , а количество витков обмотки 25 выбираетс  из соотношени  W,25 ( + ) J В нормальном рабочем режиме при проводимости транзистора 2 ток протекает по цепи: конденсатор 4 коллектор-эмиттер транзистора 2, обмотка 23, диод 11, первична  обмотка трансформатора 6, конденсатор 4. При этом ток втекает в вывод обмотки .2.3, обозначенный точкой. При проводимости транзистора 3 токпротекает по цепи: конденсатор 5, п -рвична  обмотка трансформатора 6, диод 12,

обмотка 25, обмотка 24, коллекторэмиттер транзистора 3, конденсатор 5. При этом ток втекает в вывод .обмотки 25 без обозначени  и в вывод обмотки 24, обозначенный точкой Так как количество витков обмотки 2 превышает количество витков обмотки

24,то направление намагничивани  сердечЕ1ика трансформатора 13 при прводимости транзистора 3 определ етс  пол рностью включени  обмотки

25,Суммарные ампервитки первичных обмоток трансформатора. 13 при проводимости транзистора 2 пропорциональны числу Wj-j Z , а при проводимости транзистора 3 - числу -25 2 ° -(г +1)Н- . Так как при этом направление намагничивани  сердечника трансформатора 13 каждый полупериод работы инвертора мен етс  на обратный, а суммарные е-мпервитки в оба полупериода пропорциональны той же величине Н/ то в сердечнике трансформатора 13 посто нна  составл юща  намагничивани  отсутствует В случае возникновени  сквозного тока этот ток протекает по цепи: коллектор-эмиттер транзистора 2, обмотка 23, обмотка 24, коллекторэмиттер транзистора 3. При этом дл  обеих обмоток ток втекает в выводы, обозначенные точками. Поэтому суммарные ампервитки первичных обмоток трансформатора 13 дл  сквозного тока пропорциональны числу Wi) 4- -24

(т4)м..

Так как в схеме (фиг. 3) эквиваленное количество витков первичных обмоток датчика токовых перегрузок в цепи сквозных токов равно (m+l)N, а в цепи рабочих токов и токов перегрузки со стороны выходного трансформатора б равно N , то чувствительност датчика к сквозным токам выш  чувствительности к токам перегрузки со сторо ны выхода,

В качестве диодов 11 и 12 в схемах (фиг„1-3) используютс  импульсные диоды, способные работать на частотах инвертора.

Возможны модификации скегл {фиг.1 и 2) с включением одной из первичных обмоток трансформатора датчика 13 не в цепи транзистора 3, а цепи транзистора 2, Возможен вариант схемы (фиг.З), при котором обмоткй 23 и 24 ь ен ютс  местами. При этом может потребоватьс  изменение фазировки обмоток трансформатора 13 и изменение направлений проводимости диодов 11 и 12.

Предложенна  схема особенно целесообразна к применению во вторичных источниках электропитани  с бестрансформаторньз входом и промежуточньм пов1ашением частоты, в которых в качестве напр жени  питани  инвертора используетг  выпрж ленное г аггр жение пpo ffiaIШeннoй сети.

Раким образом, изобретение позвол ет повысить надежность схемы.

4-0;г9

3

к

п

Claims (1)

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, выполненный по полумостовой схеме инвертора с трансформаторным выходом, содержащий в одной из стоек транзисторы, последовательно с которыми включена по меньшей мере одна первичная обмотка трансформаторного датчика токов, вторичные обмотки которого связаны с блоком защиты, подключенным к блоку управления, соединенному с управляющими входами силовых транэистороЕ, о т л и чающий с я тем, что, с целью ' повышения надежности, последовательно первичной обмотке выходного трансформатора включена цепочка, содержащая две параллельные ветви с диодами, направления проводимости которых в каждой ветви противоположны один другому, при этом часть первичных обмоток датчика· токов включена пос-q ледовательно этим диодам, а другая часть первичных обмоток датчика токов включена последовательно силовым цепям транзисторов инвертора.

   ΐ