SU1081731A1 - Ограничитель пускового тока - Google Patents

Abstract

1. ОГРАНИЧИТЕЛЬ ПУСКОВОГО ТОКА, содержащий последовательно соединенные резистор и регулирующий транзистор, последовательную цепь из управ л ющего тpaнзиctopa и резистора, включенную параллельно входным клеммам ограничител , и два резистора, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности и КПД, в него введены дополнительный транзистор, конденсатор, диод, врем задающий элемент и управл емый щунт, при этом база дополнительного транзистора подключена к коллектору управл ющего транзистора, эмиттер дополнительного транзистора - к эмиттеру управл ющего транзистора , а коллектор дополнительного транзистора соединен с базой регулирующего транзистора, база управл ющего транзистора соединена с коллектором регулирующего транзистора через первый резистор и с эмиттером регулирующего транзистора через последовательно соединенные второй резистор и конденсатор, эмиттер регулирующего транзистора соединен через дроссель с выходной клеммой и через диод, включенный встречно, с общей щиной, коллектор регулирующего транзистора соединен через резистор с входной клеммой, параллельно выходу включены врем задающий элемент и конденсатор, параллельно цепи резистор - регулирующий транзистор подключен управл емый щучт, управл ющий вход которого подключен к выходу врем задающего элемента. 2. Ограничитесь по п. 1, отличающийс  тем, что врем задающий элемент содержит однопер.еходный транзистор, перва  база которого подключена через резистор к общей щине и управл ющему электроду тиристора , подключенного анодом к входу управл емого щунта, а катодом - к общей шине, втора  база однопереходного транзистора подключена через резистор к выходному контакту, а эмиттер соединен через резистор с выходной клеммой и через конденсатор с общей щиной.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в цеп х питани  посто нным током приборов, требующих ограничени  пусковых токов при включении , в частности дл  питани  накалов мощных электровакуумных приборов в радиолокационной станции. Известно устройство ограничени  тока переходного процесса в момент включени , содержащее тиристор, включенный последовательно с нагрузкой, параллельно которому включено несколько ветвей, кажда  из которых содержит балластный резистор, диоды и тиристор, управл ющий электрод которого соединен с эмиттером транзистора , коллектор которого соединен с положительной шиной, а база подключена к врем задающей цепочке, состо щей из конденсатора и резистора 1. Однако при пуске сначала включаетс  одна ветвь с большим сопротивлением, затем друга  и т.д, Устройство измен ет пусковой ток ступен ми, но не осуществл ет стабилизацию уровн  ограничени , что приводит к снижению надежности. Кроме того, параллельные ветви содержат балластные резисторы и другие элементы, на которых рассеиваетс  мощность, что приводит к снижению КПД. Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  ограничитель пускового тока, содержащий последовательно соединенные резистор и регул рующий транзистор,, последовательную цепь из управл ющего транзистора и резистора , включенную параллельно входным клеммам устройства, и два резистора. При достижении током уровн  ограничени  регулирующий транзистор, соединенный последовательно с нагрузкой, частично закрываетс  - ограничивает ток нагрузки и поддерживает этот уровень, пока ток не снизитс  ниже уровн  ограничени , при этом транзистор переходит в режим насыщени . Уровень ограничени  зависит от величины падени  напр жени  на транзисторе и падени  напр жени  на резисторе, соединенном последовательно с ним, с которых снимаетс  сигнал обратной св зи 2 Недостатком известного устройства  вл етс  то, что при изменении температуры измен етс  падение напр жени  на регулирующем транзисторе, что приводит к нестабильности нагрузки в режиме ограничени , так и в установившемс  режиме, и, еледовательно , к повышению коэффициента загрузки элементов схемы и к снижению надежности устройства. Кроме того, на транзисторе . в режиме ограничени  большее падение напр жени , чем в режиме насыщени  и, следовательно, выдел етс  больша  мощность, что приводит к снижению надежности ограничител  и КПД всей цепи в режиме ограничени . Целью изобретени   вл етс  повышение надежности и КПД. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в ограничитель пускового тока, содержащий последовательно соединенные резистор и регулирующий транзистор, последовательную цепь из управл ющего транзистора и резистора, включенную параллельно входным клеммам ограничител , и два резистора , введена дополнительный транзистор, конденсатор, диод, врем задающий элемент и управл емый шунт, при этом база дополнительного транзистора подключена к коллектору управл ющего транзистора эмиттер дополнительного транзистора - к эмиттеру управл ющего транзистора, а коллектор дополнительного транзистора соединен с базой регулирующего транзистора, база управл ющего транзистора соединена с коллектором регулирующего транзистора через первый первый резистор и с эмиттером регулирующего транзистора через последовательно соединенные второй резистор и конденсатор, эмиттер регулирующего транзистора соединен через дроссель с выходной клеммой и через диод, включенный встречно, с обшей шиной, коллектор регулирующего транзистора соединен через резистор с входной клеммой, параллельно выходу включены врем задающий элемент и конденсатор , параллельно цепи резистор- регулирующий транзистор подключен управл емый шунт, управл ющий вход которого подключен к выходу врем задающего элемента. Кроме того, врем задающий элемент может содержать однопереходный транзистор , перва  база которого подключена через резистор к общей шине и одновременно к управл ющему электродутиристора, подключенного анодом к входу управл емого шунта, а катодом - к обшей шине, втора  база однопереходного транзистора подключена через резистор к выходному контакту, а эмиттер соединен через резистор с выходной клеммой и через конденсатор с общей шиной. На чертеже изображено предлагаемое устройство. Ограничитель содержит резистор 1, регулирующий транзистор 2, управл ющий транзистор 3, резистор 4, дополнительный транзистор 5, резисторы б и 7, конденсатор 8, Дроссель 9, конденсатор 10, врем задающий элемент И, управл емый шунт 12, диод 13, однопереходный транзистор 14, резистор 15, конденсатор 16, резисторы 17 и 18, тиристор 19 и реле 20. Резистор 1 подключен одним выводом к входному контакту, а вторь(м - к колектору регулирующего транзистора 2, подключенные между входными контактами правл ющий транзистор 3 и резистор 4 соединен последовательно, коллектор транистора 3 соединен с базой дополнительного транзистора 5, эмиттер которого соединен с входной клеммой устройства, а коллектор - с базой регулирующего транзистора 2, база управл ющего транзистора 3 соединена с коллектором регулирующего транзистора 2 через первый резистор бис эмиттером через последовательно соединенные второй резистор 7 и конденсатор 8, эмиттер регулирующего транзистора 2 через дроссель 9 соединен с положительной выходной клеммой и через диод 13, вклюленный встречно, с общей шиной, параллельно выходу подключен конденсатор 10 и врем задающий элемент 11, а параллельно цепи резистор 1 - регулирующий транзистор 2 подключен управл емый шунт 12. Врем задающий элемент 11 включает однопереходный транзистор 14, перва  база которого соединена через резистор 18 с общей шиной и одновременно с управл ющим электродом тиристора 19, анод которого соединен с входом управл емого шунта 12, а катод - с общей шиной, втора  база однопереходного транзистора подключена через резистор к выходной клемме, а эмиттер соединен через резистор с выходным контак;том и через конденсатор с общей щиной. Ограничител( работает следующим образом . При включении ток нагрузки протекает по цепи резистор 1 - регулирующий транзистор 2. Так как ток при включении превышает допустимое значение, падение напр жени  на резисторе 1 достаточно дл  того, чтобы открыть управл ющий транзистор 3. Транзистор 3 открываетс  полностью и шунтирует переход база-эмиттер транзистора 5, что приводит к запиранию транзистора 5, а следовательно, и транзистора 2. Транзистор 3 поддерживаетс  в насыщенном состо нии током зар да конденсатора 8. Когда конденсатор 8 зар дитс , транзистор 3 закроетс , а следовательно, транзистор 2 откроетс . Через резистор 1 потечет ток, и. когда этот тод достигнет пЪрога ограничени , процесс повторитс . Таким образом, транзистор 2 будет работать в ключевом режиме, причем частота включени  зависит от величины перегрузки и при уменьшении перегрузки уменьшаетс . При снижении тока ниже уровн  ограничени  регулирующий транзистор 2 открываетс  полностью. Фильтр, состо щий из дроссел  9 и конденсатора .10, служит дл  сглаживани  пульсаций на выходе ограничител , диод 13 - дл  замыкани  коммутационных токов. Если на выходе ограничител  или в цепи нагрузки нет короткого замыкани , то на выходе ограничител  сразу после включени  по витс  напр жение, которое запускает врем задающий элемент 11, который через заданный промежуток времени, достаточный дл  пуска или, в частности, дл  разогрева нити накала, включит управл емый щунт 12, который защунтирует резистор 1 и регулирующий транзистор 2, и ток нагрузки начнет протекать через щунт 12. Если на выходе ограничител  или в цепи нагрузки есть короткое замыкание, то на врем задающем устройстве недостаточно питание и оно не включит шунт, поэтому ограничитель будет поддерживать ток, близкий к номинальному, что обеспечивает защиту цепей питани , Врем задающий элемент выполнен на однопереходном транзисторе 14. При поступ лении на него напр жени  с выхода ограничител  конденсатор 16 начнет зар жатьс  через резистор 15. Когда уровень напр 1жени  на конденсаторе 16. достигнет уровн  отпирани  однопереходного транзистора 14, конденсатор 16 быстро разр дитс  по цепи первой базы транзистора 14, т.е. через резистор 18 и управл ющий электрод тиристора 19 протечет импульс тока, что приведет к включению тиристора 19, а следовательно , к включению реле 20, контакты которого шунтируют регулирующий транзистор 2 и резистор 1. Резистор 17 служит дл  ограничени  тока второй базы транзистора 14. Врем  срабатывани  врем задающего элемента 11 задаетс  резистором 15 и может быть от единиц миллисекунд до нескольких минут. Управл емый щунт 12 выполнен, например , на реле 20, но может б1ыть выполнен на тиристоре, транзисторе, оптроне или на другом коммутирующем элементе. Регулирующий транзистор 2 при пуске работает в ключевом режиме, т.е. он периодически переходит из полностью открытого состо ни  в закрытое с частотой, завис щей от степени перегрузки, поэтому на транзисторе минимальные потерн, что позвол ет получить высокий КПД и применить транзисторы небольшой мощности дл  ограничени  больших токов. При работе транзистора в таком режиме снижаетс  коэффициент загрузки транзистора, что к повышению надежности. В установившемс  режиме регулирующий транзистор 2 и резистор 1 закорочены шунтом 12, и весь ток нагрузки протекает через шунт 12, на резисторе 1 и транзисторе 2 не рассеиваетс  мощность, что приводит к повышению КПД и надежности, Кроме того, устройство не требует внешнего источника питани , не св зано с корпусом и может находитьс  под высоким потенциалом, что позвол ет использовать ограничитель в радиолокационных станци х дл  ограничени  токов накала клистронов , катоды которых и св занные с ними 56

нити накала наход тс  под потенциалом ограничени  пускового тока, так и надежнесколько киловольт.ность всей цепи питани , а также КПД.

Использование изобретени  позволит вает повышение надежности в 2 раза и повысить надежность как самого устройства КПД на 9,7%.

1081731

Предложенный ограничитель обеспечи

Claims (2)

1. ОГРАНИЧИТЕЛЬ ПУСКОВОГО ТОКА, содержащий последовательно соединенные резистор и регулирующий транзистор, последовательную цепь из управ ляющего транзистора и резистора, включенную параллельно входным клеммам ограничителя, и два резистора, отличающийся. тем, что, с целью повышения надежности и КПД, в него введены дополнительный транзистор, конденсатор, диод, времязадающий элемент и управляемый шунт, при этом база дополнительного транзистора подключена к коллектору управляющего транзистора, эмиттер дополнительного транзистора — к эмиттеру управляющего транзистора, а коллектор дополнительного транзистора соединен с базой регулирующего транзистора, база управляющего транзис тора соединена с коллектором регулирующего транзистора через первый резистор и с эмиттером регулирующего транзистора через последовательно соединенные второй резистор и конденсатор, эмиттер регулирующего транзистора соединен через дроссель с выходной клеммой · и через диод, включенный встречно, с общей шиной, коллектор регулирующего транзистора соединен через резистор с входной клеммой, параллельно выходу включены времязадающий элемент и конденсатор, параллельно цепи резистор — регулирующий транзистор подключен управляемый шунт, управляющий вход которого подключен к выходу времязадающего элемента.

2. Ограничитесь по π. 1, отличающийся тем, что времязадающий элемент содержит однопереходный транзистор, первая база которого подключена через резистор к общей шине и управляющему электроду тиристора, подключенного анодом к входу управляемого шунта, а катодом — к общей шине, вторая база однопереходного транзистора подключена через резистор к выходному контакту, а эмиттер соединен через резистор с выходной клеммой и через конденсатор с общей шиной. ·<

SU „„ 1081731