SU1261073A1 - Мостовой преобразователь посто нного напр жени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питани . Цепь изобретени  - повышение надежности путем сокращени  времени перегорани  предохранител  при отказе одного из транзисторов. Мостовой инвертор содержит ключи 1-4, вьшол- ненные на параллельно включенных транзисторах 5 с предохранител ми, задающий генератор 9, предохранительный усилитель 10, силовой трансформатор 11. Ввведены в устр-во трансформатор тока 12, цепь из двух включенных согласно-последовательно тиристоров 19 и 20 и формирователь импульсов 24. В устр-ве обеспечиваетс  уменьшение электрических и тепловых ударов в силовых элементах выжигани  предохранителей, что обеспечивает высокую надежность резервировани ; уменьшаетс  пр мое падение напр жени  на силовых полупроводниковых элементах выжигани  предохранителей с 400 до 2 В. 2 ил. (2 $ (Л

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питани ;систем радиотехники, автоматики и вычислительной техники.

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности мостового преобразовател  посто нного напр жени  путем сокращени  времени перегорани  предохранител  при отказе одного из транзисторов .

На фиг; 1 представлена электрическа  схема мостового преобразовател  посто нного напр жени j на фиг. 2- схема формировател  импульсов управлени  тиристорами, вариант исполнени .

Мостовой инвертор содержит полупроводниковые ключи 1-4, состо щие из параллельно соединенных транзисторов 5 с предохранител ми 6 в коллек-. торных цеп х и резисторами 7 и 8 в базовых и эмиттерных цеп х, задают щий генератор 9, выход которого соединен с предварительным усилителем 10, св занным выходными обмотками с базоэмиттерными переходами транзисторов 5 всех четырех плеч инвертора, силовой трансформатор 11, первична  обмотка которого имеет средний вывод, трансформатор 12 тока с двум  первичными обмотками, состо щими из -полуобмоток 13, 14 и 15, 16, и с двум  вторичными обмотками 17 и 18, последовательно соединенные тиристоры 19 и 20, анод первого из которых и катод второго св заны соответственно с точками соединени  первичных .полуобмоток 13, 14 и 15, 16 трансформатора 12 тока, а точка соединени  тиристоров 19 и 20- - со средним вьшодом первичной обмотки силр- вого трансформатора 11 через резистор 21, первичный источник 22, плюсова  клемма которого св зана с обще точкой полуобмоток 13 и 14 чевез дрос сель 23, а минусова  клемма соединена непосредственно с общей точкой полуобмоток 15 и 16, формирователь 24 управл ющих импульсов, входы которого соединены с задающим генератором .. и вторичными обмотками 1-7 и 18 трансформатора 12 тока, а выходы формировател  24 подключены к управл ющим электродам тиристоров 19 и 20 и к входу предварительного усилител  10.

Формирователь импульсов 24 (фиг.2 содержит генератор 25 тактовых импульсов , выход которого подключен к входу триггера. 26 , логический элемент 2И-2 ИПИ 27, входы которого соединены с выходами триггера 26 и

с вторичными обмотками 17 и 18 транс- Форматора 12 тока через выпр мительные диоды. Стабилитроны 28 и 29 предназначены дл  ограничени  напр жени  на входах логического элемен- та 27. Выходы элемента 27 подключены к предварительному усилителю 10 и оконечным каскадам 30 и 31 формировател  24 импульсов. Выходные выходы каскадов 30 и 31 подключены к управ5 л ющим переходам тиристоров 19 и 20. Устройство работает следующим образом .

В режиме нормальной работы, когда все транзисторы в ключах 1-4 исправ0 вы, происходит поочередна  коммутаци  диагонально противоположных ключей 1,3 и 2,4. Переменный ток, протекающий; через встречно соединенные полуобмотки 13, 16 и 14, 15 соответственно,

создает в магнитопроводе трансформатора 12 тока встречно направленные намагничивающие силы, вследствие чего суммарньй магнитный поток равен нулю. ,На вторичных обмотках 17 и 18 напр 0 жение райно нулю (что соответствует уровню ). В этом режиме работы мостового преобразовател  тиристоры 19 и 20 закрыты, так как на них не поступают управл ющие силы.

5 Выход из стро  транзисторов мостового преобразовател  происходит в момент их коммутации или в закрытом состо нии, так как в этих состо ни х на них воздействует максималь0 ный уровень коммутируемой импульсной мощности и Напр жени , при этом происходит короткое замыкание перехода коллектор - эмиттер (отказ типа КЗ).

Предположим, что после коммута- 5 ции, когда ключи 2,4 открываютс , а 1,3 закрываютс , произошел отказ . типа КЗ транзистора 5 в ключе 1. В этом случае образуютс  два контура, через которые протекают токи. 0 Первый контур: плюс источника 22 - дроссель 23 - обмотка 14 - ключ 2 - трансформатор 11 - ключ 4 - обмотка 15 - минус источника 22 - соответствует нормальному режиму работы мос- 55 тового преобразовател .

Второй контур: плюс источника 22 - дроссель 23 - обмотка 13 - предохранитель 6 - короткозамкнутый транзистор 5 - резистор 8 - ключ 4 - обмотка 15 - минус источника 22 - обусловлен аварийным состо нием транзистора 5 ключа 1.

В первом контуре обмотки 14 и 15 /включены встречно,что соответствует,

нормальному режиму, а во втором контуре обмотки 13, 15 оказываютс  соединенными согласно, поэтбму на вторичных обмотках 17 и 18 возбуждаетс  напр жение определенной величины, соответствующей , например, уровню 1. Формирователь 24 в соответствии с алгоритмом следовани  импульсов с обмоток 17 и 18 и с выхода генератор 9 вьщает сигнал на усилитель 10, который снимает управл ющие сигналы со всех четырех ключей 1-4, ключи запираютс , предотвраща  нарастание аварийного тока в схеме. После этого формирователь 24 подает отпирающий сигнал на управл ющий электрод тиристора 20, который отпираетс , образу  контур дл  протекани  тока: плюс иснитель 6 - короткозамкнутый тор 5 - резистор 8 - лева  мотки трансформатора 11 - р тор 21 - тиристор 20 - мину 5 ка 22. В первоначальный мом ограничиваетс  индуктивност сел  23, а после закрыти  к 4 - транзисторами 11. Затем матор 11 насыщаетс , вследс

10 г-о что к одной секции обмот . жено посто нное напр жение, туре, который ограничен рез резко возрастает, предохран перегорает, отключа  коротк

5 тый транзистор 5 и тиристор

Сигналы с обмоток 17 и 18 и и нормальна  работа схемы в ливаетс .,

20 Логическа  последовательн , боты функциональных элементо вого преобразовател  в норма жиме и при отказе, например торов 5 в любом из четырех п

точника 22 - дроссель 23 - предохра- ведена в таблице состо ний.

Режим работы

17

Сигналы 1 18 Т 26/Q Т 26/Q 1 19

Нормальный

Таким образом, предлагаемое уст- 45 ройство имеет следующие преимущества: уменьшены электрические и тепловые удары в силовых элементах выжигани  предохранителей, что обеспечивает высокую надежность устройства ре- 50 зервировани ; уменьшено пр мое падение напр жени  на силовых полупроводниковых элементах выжигани  предо сра- нителей с 400 до 2-3 В, что позвол ет без увеличени  установочной мощ- 55 ности элементов увеличить ток через предохранители в дес тки раз и уменьшить на пор док врем  ныгорани 

нитель 6 - короткозамкнутый транзистор 5 - резистор 8 - лева  секци  обмотки трансформатора 11 - резистор 21 - тиристор 20 - минус источнИ- ка 22. В первоначальный момент ток ограничиваетс  индуктивност ми дроссел  23, а после закрыти  ключей 2, 4 - транзисторами 11. Затем трансформатор 11 насыщаетс , вследствие тог-о что к одной секции обмотки прило- .жено посто нное напр жение, ток в контуре , который ограничен резистором 21 резко возрастает, предохранитель 6 перегорает, отключа  короткозамкнутый транзистор 5 и тиристор 20.

Сигналы с обмоток 17 и 18 исчезают, и нормальна  работа схемы восстанавливаетс .,

Логическа  последовательность ра- боты функциональных элементов мостового преобразовател  в нормальном режиме и при отказе, например, транзисторов 5 в любом из четырех плеч при20

1/0

0/1

предохранителей, а следовательно обеспечить сокращение времени отказа мостового преобразовател ; отсутствуют ограничени  в применении предлагаемого устройства по мощности, напр жению питани  и диапазону его изменени .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Мостоной преобразователь посто нного напр жени , содержащий св занные с входными выводами полупроводниковые ключи, каждый из которых выполнен из N параллельно соединенных транзисторов с предохранител ми в цепи коллектора , силовой трансформатор, первична  обмотка которого, выполненна  со средним выводом, крайними выьода- ми подсоединена к диагонали переменного тока мостового преобразовател , задающий генератор, выход которого соединен через предварительный усили тель с управл ющими входами полупроводниковых ключей, о т л и ч а ю- щ и и с   тем, что, с целью повышени  надежности путем сокращени  времени перегорани  предохранител  отказавшего транзистора, введен трансфер матор тока, цепь из двух включенных

   согласно-последовательно тиристоров,

   10736

   подключенных к входным выводам преобразовател , резистор и формирователь импульсов, первый вход которого подсоединен к вькоду задающего генерато5 ра, второй и третий вход подключены к ВТОРИЧНЫМ обмоткам трансформатора тока, -первичные обмотки которого d включены в силовые цепи полупроводни ковых ключей мостового преобразовав

   10 тел , средний вывод первичной обмотки силового трансформатора которого соединен через резистор с точкой соединени  двух тиристоров, управл ющие входы которых подключены

   15 соответственно к первому и второму выходу формировател  импульсов.

   Составитель В.Елов Редактор Л.Веселовска  Техред М.Ходаиич,

   Заказ 52А2/56Тираж 631 . Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   «..,«.«.«.,--«. .«;....«„« «-«-.

   .Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна , 4

   (р1/г. 2

   Корректор О.Лугова