SU1302408A1 - Транзисторный инвертор - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к злектро- технике и может быть использовано во вторичных источниках питани . Цель изобретени  - повыр1ение надежности путем обеспечени  защиты транзисторов преобразовательных  чеек от перегрузки по току, перенапр жений по току и перенапр жений при коммутации . Инвертор содержит N преобразовательных  чеек (ПЯ) 1, выходной трансформатор 7, блок 16 управлени . Введение параллельно входам ПЯ1 ограничителей 17 напр жени , а последовательно в цепь питани  инвертора-датчика 18 тока, дроссел  19, диода 20 обеспечивает равномерность делени  напр жени  и ограничение возникающих /.; S (Л с ОС 1чЭ 4 О ОС Sn «Pk/4.-/

Description

при коммутационных перенапр жени х токов. Длительность импульсов тока, протекающего через ограничители 1 7 ,, не превьшает разброса времени выключени  с;иловых транзисторов. При перегрузке или коротком замь кании на выходе напр жение на датчике 8 то ,

1

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может быть использовано в устройствах вторичного электропитани , в частности при высоком напр жении первичного источника питани .

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности путем обеспечени  защиты транзисторов преобразователь- ных  чеек от перегрузки по току и пе ренапр жений при коммутации.

На фиг.1 приведена схема транзисторного инвертора; на фиг.2 - вариант вьшолнени  ограничител  напр жен на фиг,3 - диаграммы напр женки„

Инвертор содержит преобразовательные  чейки 1.1 - 1.п, входы 2 и 3 питани  которых соединены последовательно , а выходы А и 5 подключены к обмоткам 6.1-6.П выходного трансформатора 7, а входы 8-11 управлени  к выходам )2 - 15 блока 16 управлени Параллельно входам 2 и 3 питани  каждой  чейки I подключен ограничитель 17.1-17.П напр жени , а последовательно в цедь питани  инвертора включены датчик 18 тока и дроссель 19,. шунтированный обратным диодом 20. К датчику 18 тока подключена своим входом схема 21 защиты, соединенна  выходом 22,23 с блокировочным входом 24, 25 блока 16 управлени .

Ячейки 1 содержат силовые транзис торы 26 - 29, соединенные по мосто-- вой схеме; трансформатор 30 управлени , подключенньй первичной обмоткой к входу 8,9  чейки, а вторичными обмотками к управл ющим переходам транзисторов 26 - 29; импульсньш трансформатор 31, у которого вторична  обмотка через РСД-пепь соединена с управл ющими переходами транзисто

302408

ка увеличиваетс , срабатывает сх€;ма 21 защиты, котора  запрещает работу блока 16 управлени . В случае зькода из стро  одной из  чеек остальные сохран ют работоспособность, т.к. выход т из стро  ограничители 17. 3 з.п.ф-лы, 3 ил.

fO

)5

20

5

 

,, 35 40

25

30

ров 27 и 29, а первична  обмотка - с входом 10, 11  чейки.

Схемное решение  чеек 1 может отличатьс  от описанного.

Ограничитель напр жени  (фиг.2) содержит последовательно включенные конденсатор 32 и диод 33, зашунтиро- ванный резистором 34. Параллельно конденсатору может быть включен билитрон,

На диаграммах фиг.3 и схеме фиг.1 обозначено:

35- напр жение управлени  на выходе 12,13 блока 16;

36- запирающее напр жение на выходе 14,15 блока 16;

37- напр жение на выходе 22, 23 схемы 21 защиты;

38- выходное напр жение датчика 1 В тока;

39- пороговосЕ напр жение схемы 2 защиты;

40- высоковольтный источник питани  с напр жением Е;

t - врем  выключени  транзистора; t - момент короткого замьжани ; t - момент срабатьшани  схемы

защиты.

Схема 21 защиты может быть выполнена на основе оптотиристорной пары, входной фотодиод которой через пороговый стабилитрон соединен с входом ;хемы, а вьжодной фототиристор - с выходом 22 ,23 .

Блок I6 управлени  может быть выполнен по схеме, котора  содержит задающий генератор, вырабатьшающий короткие и пyльcы, и триггер, счетный вход, которого св зан с выходом задающего генератора. В такой схеме напр жение 35 управлени  формируетс  путем усилени  выходного напр жени  триггера, а запирающее напр жение 36 - путем усилении выходного напр жени  задающего генератора. Устройство работает следующим образом.

Под действием напр жени  35 управ- ко к рабочему напр жению  чейки.

Ленин силовые транзисторы 26 - 29  чеек 1 подиагонально переключаютс  из открытого состо ни  в закрытое и наоборот. При этом посто нное нап

Оба рассмотренных типа ограни телей не обладают способностью о вать энергию в цепь питани   чее Поэтому при перегрузке или корот замыкании на выходе инвертора (м

р жение, действующее на питающих входах 2,3  чеек 1, преобразуетс  в переменное напр жение и через выход 4,5 поступает на обмотки 6 выходного трансформатора, 7. Запирающее напр жение 36 через импульсный трансформатор 31 и РСД-цепь обеспечивает форсированное запирание транзисторо 27 и 29, а также предупреждает проткание через  чейки инвертора сквозного тока. Райномерное деление напр жени  между  чейками обеспечиваетс  за счет равенства трансформаторной ЭДС, наводимой в обмотках 6 выходного трансформатора 7.

Однако во врем  переключени   чеек равномерность делени  нарушаетс  из-за разброса времен  выключени  силовых транзисторов. Ограничение возникающих при этом коммутационных перенапр жений осуществл етс  посре ством ограничителей 17 напр жени , выполненных в простейшем случае в вде одного или нескольких стабилитронов . В этом случае напр жение ограничени   вл етс  фиксированным и равным напр жению стабилизации. Его величина должна превыпшть рабочее напр жение  чейки. При переключении  чеек работают только те ограничители напр жени , которые подключены к  чейкам с наименьшим временем выключени . Длительность импульсов тока, протекающего через эти ограничители не превышает разброса времени выключени  силовых транзисторов.

Дл  уменьшени  мощности, рассеиваемой на стабилитроне, параллельно .ему может быть включен конденсатор небольшой емкости.

При использовании ограничител  по фиг.2 во врэм  действи  импульса коммутационного перенапр жени  конденсатор 32 ограничител  через пр мое сопротивление диода 33 подключаетс  к питаюп;ему входу  чейки, уменьша  коммутационный выброс. В течение последующего полупериода конденсатор разр жаетс  через резистор

34, который ограничивает величтшу разр дного тока. При достаточно большой емкости конденсатора 32 напр жение ограничени  в эт ом случае блиэко к рабочему напр жению  чейки.

Оба рассмотренных типа ограничителей не обладают способностью отдавать энергию в цепь питани   чеек. Поэтому при перегрузке или коротком замыкании на выходе инвертора (мо

нием

мент t на фиг.З) его первичный ток нарастает с ограниченной скоростью, завис щей от индуктивности дроссел  19. Когда падение напр жени  38 на датчике 18 тока увеличиваетс  до порога срабатывани  39 схемы 21 защиты , последн   срабатьтает и своим выходным напр жением 37 запрещает работу блока 16 управлени  (мойент t на фиг.З). При этом по фронту напр жени  37 блокируетс  напр жение 35 управлени  и вырабатьшаетс  внеочередной импульс запирающего напр жени  36.

Превьпиение током инвертора порогового значени  обусловлено инерционностью транзисторов при выключении. Величина л.1 этого превьшени  во всех аварийных режимах ограничена значед1

, LJ .

0 нием

где Е 5

0

5

0

5

напр жение питани . В; Т - максимальное врем  выключени  транзистров,с; L - индуктивность дроссел  19,

Гн.

В случае выхода из стро  одной из  чеек остальные  чейки сохран ют работоспособность , а выход т из стро  стабилитроны. Благодар  этому свойству повьтаетс  ремонтоспосрбность инвертора, так как замена стабилитронов менее трудоемка, чем транзисторов . Чтобы сохранить это свойство при использовании ограничител  по фиг.2, параллельно конденсатору 21 следует включить стабилитрон, как показано на фиг.2 пунктиром.

Таким образом, в предложенном инверторе обеспечиваетс  защита транзисторов от коммутационных выбросов напр жени  и от токовых перегрузок, вследствии чего повьш1аетс  его надежность .

Claims (3)

1.Транзисторный инвертор, содержащий п преобразовательных  чеек, вхоДЫ питани  которых соединены последовательно , а выходы подключены к первичным обмоткам выходного- трансформатора , блок управлени , выходы которого подключены к управл ющим входам  чеек, отличающийс  тем, что, с целью повьшени  надежности путем обеспечени  защиты транзисторов преобразовательных  чеек от перегруз- .ки по току и перенапр жений при ком- мутации, в него введены п ограничителей напр жени , подключенных параллельно входу питани  каждой  чейкиs датчик тока и дроссель, шунтированный обратным -диодом,- включенные по- гпедовательно в цепь питани , и схема защиты, соединенна  входом с выходом датчика тока, а выходом - с; блокировочным входом блока управлени  .

2.Инвертор ПОП.1, отличающийс  тем, что ограничитель напр жени  вьтолнен в виде стабилитрона .

3.Инвертор по п.1, о т л и ч а ю- щ и и с   тем, что ограничитель напр жени  вьтолнен в виде конденсатора , и диода, шунтированного резистором .

4о Инвертор) по пп. и 3, о т л и- ч а ю щ и и с и тем, что конденсатор зашунтирован стабилитроном.

.2

Составитель К.Войтов1ГЧ Редактор А.Шандор Техред А.Кравчук КорректорМ.Шароши

Заказ 1222/54 Тираж 66 Подписное

ВНИШИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий N3035, Москва, Ж-35, Раушска  наб. , д. 4/5

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