SU1713057A1 - Преобразователь посто нного напр жени в посто нное - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитани . Устр-во содержит транзисторный инвертор 2, трансформатор 3, узел управлени  7 и узел запуска 9. При включении питающего напр жени  происходит запуск преобразовател  с использованием энергии накопительного конденсатора 11. При отключении питающего напр жени  в зависимости от времени отключени  происходит либо, форсированный повторный запуск узла управлени  7, либо возврат к начальным услови м и повторный запуск с использованием энергии накопи- тельного-конденсатора 11. 4 з.п, ф-лы, 2 ил.С!^^cpus. iСА) Ос  VJ

Description

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может быть использовано во вторичных источниках питани .

Известен источник питани  посто нного тока, содержащий последовательно соединенные выпр митель, инвертор и выходной выпр митель, а также блок управлени , соединенный выходом с инвертором, цепь запуска, состо щую из последовательно соединенных блокинг-генератора с зар дной RC-цепью на входе инвертора и выпр мител  питани  блока управлени . .

Недостатками этого источника  вл етс  то, что при выключении преобразовател  конденсатор RC-цепи может остатьс  зар женным до напр жени , немногим ниже порогового, тогда повторный пуск преобразовател  может осуществитьс  с минимальной выдержкой времени, недостаточной дл  окончани  переходных процессов во входном выпр мителе, что снижает надежность преобразовател . Кроме того, функциональные возможности ограничены из-за того, что он не позвол ет контролировать кратковременное исчезновение сетевого напр жени  и осуществл ть мгновенный повторный автоматический запуск преобразовател  при исчезновении сети в течение фиксированного времени.

Известен мостовой преобразователь напр жени , содержащий последовательно соединенные сетевой выпр митель, инвертор , узел управлени  инвертором, трансформаторы управлени  и узел запуска,

Недостатком этого преобразовател   вл ютс  пониженные функциональные возможности из-за того, что он не позвол ет контролировать кратковременное исчезновение сетевого напр жени  и осуществл ть мгновенный повторный автоматический запуск преобразовател  при исчезновении сети в течение фиксированного времени.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  преобразователь посто нного напр жени  в посто нное, содержащий соединенные последовательно сетевой выпр митель с фильтром, транзисторный инвертор с силовым трансформатором, выходной выпр митель с фильтром и дополнительный выпр митель с фильтром дл  питани  узла управлени , а также узел запуска преобразовател .

Однако этот преобразователь не позвол ет контролировать кратковременное исчезновение сетевого напр жени  и осуществл ть мгновенный повторный автоматический запуск преобразовател  при исчезновении сети в течение фиксированного времени.

Цель изобретени  - расширение области применени  путем снижени  времени выхода на режим при провалах питающего напр жени .

5В преобразователе посто нного напр жени  в прсто нное, содержащем транзисторный инвертор, вторична  обмотка трансформатора которого соединена через выпр митель и фильтр с выходными выводами, а друга  вторична  обмотка соединена через дополнительный выпр митель и фильтр с входом питани  узла управлени , выход которого присоединен к входу управлени  транзисторного инвертора, вход питани  которого подключен через сетевой трехфазный выпр митель с фильтром к входным выводам, узел запуска, состо щий из параме1;рического стабилизатора, вход которого присоединен к выходу сетевого

0 трехфазного выпр мител  с фильтром, а выход - к входам питани  первого элемента совпадени  и первого порогового элемента, вход которого присоединен к выводам первого врем задающего конденсатора, а выход св зан с входом электронного ключа, присоединенного к накопительному конденсатору через первичную обмотку импульсного трансформатора, вторична  обмотка которого соединена через пусковой

0 выпр митель с входом питани  узла управлени  транзисторного инвертора, первого,, второго и третьего резисторов и балластного резистора, включенного между входом сетевого трехфазного выпр мител  и накопительным конденсатором, в узел запуска введены первый, второй и третий транзисторные ключи, дифференцирующа  цепь, первый и второй логи.ческие инверторы, второй пороговый элемент, второй врем зада0 ющий конденсатор и второй элемент совпадени , выход которого св зан с входом электронного ключа, первый вход соединен с выходом второго порогового элемента и через первый логический инвертор с первым входом первого элемента совпадени , выход которого подключен к входу первого транзисторного ключа, шунтирующего первый врем задающий конденсатор, соединенный через первый резистор с вы0 ходрм параметрического стабилизатора, подключенного к входам питани  первого и второго логических инверторов и второго элемента совпадени , второй вход которого соединен через второй логический

5 инвертор с вторым входом первого элемента совпадени  и со средним выводом последовательной цепи из второго резистора и второго транзисторного ключа, подключенный к выходу параметрического стабилизатора напр жени , к которому присоединен через третий резистор второй вре1и| задающий конденсатор, подключенный к входу второго порогового элемента, шунтированного третьим транзисторным ключом, вход которого соединен через дифференцирующую цепь с выходом второго транзисторного ключа, вход которого подключен к нейтрали входной трехфазной сети ,

Сетевой выпр митель с фильтром снабжен двум  дополнительными выходами, образованными выводами конденсаторов фильтра.

Св зь выходов второго элемента совпадени  и первого порогового элемента с входом электронного ключа, шунтированного диодом, осуществл етс  через разделительные цепи. Последовательно с первым и третьим транзисторными ключами включены токоограничивающие резисторы.

Разделительные цепи состо т из последовательно соединенных диода и резистора , подключенных к входу разделительной цепи, точка соединени  которых соединена через конденсатор с выходом разделительной цепи.;

На фиг. 1 представлена функциональна  схема преобразовател  напр жени ; на фиг. 2 - временные диаграммы, по сн ющие работу устройства.

Преобразователь напр жени  содержит сетевой выпр митель 1 с фильтром, подключенный к входным выводам транзисторного инвертора 2, соединенного через силовой трансформатор 3 с выходным выпp миteлeм 4 с фильтром 5 и дополнйтельным выпр мителем 6, а управл ющими входами соединенного с выходами узла 7 управлени , выводы,дл  подключени  источника электропитани  которого подключены к выходу дополнительного выпр мител  б с фильтром 8.

Узел 9 запуска состоит из последовательной цепочки из балластного резистора 10 и накопительного конденсатора 11, подключенного к питающим выводам формирующей цепи 12. Формирующа  цепь 12 состоит из последовательно соединенных импульсов трансформатора 13 и электронного ключа 14 и выходом соединена с входом пускового выпр мител  15. В узел 9 запуска также вход т параметрический стабилизатор 16, первый 17, второй 18, третий 19 и четвертый 20 резисторы, причем второй 18 и третий 19 резисторы соединены последовательно , врем задающий конденсатор 21, разр дный диод 22 и первый пороговый элемент 23, выводы дл  подключени  источника электропитани  соединеныс выходом параметрического

стабилизатора 16 и его общей шиной. первого порогового элемента 23 подключен к точке соединени  первого 17 резистора и первого врем задающего конденсатора 21,

второй вывод которого подключен к общей шине параметрического стабилизатора 16. В узел 9 запуска введены первый 24, второй 25 и третий 26 транзисторные ключи, общие выводы которых соединены с общей шиной

параметрического стабилизатора 16, который подключен входными выводами к дополнительным выходам сетевого выпр мител  1 с фильтром, дополнительные выходы которого образованы выводами

конденсатора фильтра.

Кроме того, узел 9 запуска содержит дифференцирующую цепь 27, второй пороговый элемент 28, первый 29 и второй 30 элементы с пр мыми и инверсными входами , выводы дл  подключени  источника электропитани  которых соединены с выходами параметрического стабилизатора 16, второй врем задающий конденсатор 31, п тый резистор 32 и первую 33 и вторую 34

разделительные цепочки, кажда  из которых состоит из последовательно соединенных диода 35 (38) и конденсатора 36 (39), обща  точка соединени  которых через резистор 37 (40) подключена к общей шине

. параметрического стабилизатора 16. Выходы paздeлиteльныx цепочек 33 и 34, образованные внешними выводами конденсаторов 36 и 39, объединены и подключены к управл ющему входу электронного

ключа 14 формирующей цепи 12, и через разр дный диод 22, - к общей шине параметрического стабилизатора 16. При этом вход первой разделительной цепочки 33 соединен с выходом первого порогового элемента 23, а вход второй разделительной цепочки 34 подключен к выходу первого элемента 29. Первый транзисторный ключ 24 управл ющим входом соединен с нейтралью сети, а выходом подключен кинверсному входу первого 29 и пр мому входу второго 30 элементов, а также через четвертый резистор 20 к выходу параметрического стабилизатора 16 и, через дифференцирующую цепь 27, - к управл ющему входу второго транзисторного ключа 25. Выход второго транзисторного ключа25 через третий резистор 19 соединен через второй врем задающий конденсатор 31 с общей шиной параметрического стабилизатора 16,

а также со входом второго порогового элемента 28, выход которого подключен к пр мому входу первого 29 и инверсному входу второго 30 элементов.

Выход второго элемента 30 соединен с

управл ющим входом третьего транзисторHoro ключа 26, выход которого через п тый резистор 32 подключен ко входу первого порогового элемента 23. Первый 17 и второй 18 резисторы соединены с выходом параметрического стабилизатора 16, балластный резистор 10 подключен к дополнительному выходу сетевого выпр мител  1 с фильтром, а выход пускового выпр мител  15 соединен с выводами дл  подключени  источника электропитани  узла 7 управлени .

Транзисторный инвертор 2 может представл ть собой транзисторный мост, в диагональ которого включена первична  обмотка силового трансформатора 3.

На фиг. 2 приведены эпюры напр жений , по вл ющиес  при исчезновении сетевого напр жени , и действующие на; 41 выходе первого транзисторного ключа 24; 42 - выходе дифференцирующей цепи 27; 43 выходе второго транзисторного ключа 25; 44 - на втором врем задающем конденсаторе 31; 45 - на вь1ходе второго порогового элемента 28; 46 - на выходе первого элемента 29; 47 - на выходе второго элемента 30; 48 - на первом врем задающем конденсаторе 21; 49 - на выходе первого порогового элемента 23; 50 - на конденсаторах сетевого выпр мител  1 с фильтром; 51 - на конденсаторах фильтра 8.

Преобразователь напр жени  работает следующим образом.

При подаче номинального напр жени  на сетевой выпр митель 1 с фильтром (фиг. 1) накопительный конденсатор 11 начинает зар жатьс  через балластный резистор 10, транзисторный ключ 24 отпираетс  напр жением трехфазной нулевой схемы, образованной анодной группой сетевого мостового выпр мител  1, блокиру  зар д конденсатора дифференцирующей цепи 27 и отпирание второго транзисторного ключа 25. Второй врем задающий конденсатор 31 зар жаетс  через резистор 18 до входного порогового уровн  второго порогового элемента 28, на выходе котррого по вл етс  напр жение нулевого уровн , поступающее на входы первого 29 и второго 30 элементов. Если неинвертирующий вход этих элементов условно обозначить как А, инвертирующий - В, вход - С, то таблица состо ний будет иметь вид:

АО101

ВО011

С О10 О

Первоначальный пуск преобразовател  осуществл етс  после зар да первого врем задающего конденсатора 21 через резистор 17 до уровн  48 (фиг. 2)срабатывани  первого порогового элемента 23, выходной

сигнал 49 высокого уровн  которого, продифференцированный дифференцирующей цепью, образованной конденсатором первой разделительной цепочки 33 и входным

сопротивлением электронного жлюча 14 формирующей цепи 12, открывает электронный ключ 14. Накопительный конденсатор 11, предварительно зар женный, разр жаетс  по цепи первична  обмотка импульсного трансформатора 13 - электронный ключ 14. Напр жением, наведенным н вторичной обмотке импульсного трансформатора 13,через пусковой выпр митель 15 зар жаютс  конденсаторы фильтра 8. Преобразователь запускаетс , после чего становитс  на самопитание через дополнительный выпр митель 6. Причем врем  зар да конденсатора 21 определ етс , исход  из длительности переходных.процессов сетевого выпр мител  1 с фильтром.

При исчезновении напр жени  сети транзисторный ключ 24 запираетс , и на его коллекторе возникает напр жение 41 высокого уровн , а транзисторный ключ 25 открываетс  током 42 дифференцирующей цепи 27, разр жа  второй задающий конденсатор 31 через третий резистор 19. По окончании импульса 43 на коллекторе транзисторного ключа 25 напр жение 44 на втором врем задающем конденсаторе 31 снова возрастает до уровн  срабатывани  второго порогового элемента 28. При этом импульс напр жени  45 на выходе порогового элемента 28 соответствует длительности регламентируемого интервала времени исчезновени  напр жени  сети.

В случае отключени  сети на врем , меньшее регламентируемого интервала, на выходе первого элемента 29 возникает напр жение 46 высокого уровн , осуществл ющее через вторую разделительную цепочку 34 входным током 49 электронного ключа 14 мгновенный пуск преобразовател . При этом напр жение 50 на конденсатоpax сетевого выпр мител  1 с фильтром, а следовательно, и напр жение 51 собственных нужд преобразовател  на конденсаторах фильтра 8, не успевает снизитьс  до уровн , опасного дл  функционировани 

преобразовател , и мгновенный пуск позвол ет избежать аварийного отключени  преобразовател  при кратковременных исчезновени х сети.

В случае отключени  сети на врем , большее регламентированного интервала, на выходе второго элемента 30 возникает напр жение 47 высокого уровн , разр жающее через третий транзисторный ключ 26 первый врем задающий конденсатор 21. По

окончании импульса 47 осуществл етс  штатный пуск преобразовател  с выдержкой времени, определ емой врем задающим конденсатором 21.

Диод 22 и резисторы 37 и 40 разделительных цепочек 33 и 34 служат дл  перезар да соответствующих конденсаторов 36 и 39 этих цепочек после осуществлени  пуска преобразовател  с целью возврата их в исходное состо ние.

Предлагаемый преобразователь напр жени  по сравнению с прототипом позвол ет расширить его область применени  путем уменьшени  времени выхода на режим при кратковременных провалах сети в пределах регламентируемого дл  данного преобразовател  интервала времени, определ емого максимальным темпом спада напр жени  на конденсаторах входного фильтра при максимальном токе нагрузки. Необходимость такой меры особо про вл етс  при питании от автономных сетей в услови х частых, периодически повтор ющихс  пусковых циклов и при нестабильности питающей сети.

Ф о р м у л а и 3 о б р е т е н и  

Claims (5)

1. Преобразователь посто нного напр жени  в посто нное, содержащий транзисторный инвертор, вторична  обмотка трансформатора которого соединена через выпр митель и фильтр с выходными выводами , а друга  вторична  обмотка соединена через дополнительный выпр митель и фильтр с входом питани  узла управлени , выход которого присоединен к входу управлени  транзисторного инвертора, вход питани  которого подключен через сетевой трехфазный выпр митель с фильтром к входным выводам, узел запуска, состо щий из параметрического стабилизатора, вход которого присоединен к выходу сетевого трехфазного выпр мител  с фильтром, а выход - к входам питани  перво.го злемента совпадени  и первого порогового злемента, вход которого присоединен к выводам первого врем задающего конденсатора, а выход св зан с входом электронного ключа, присоединенного к накопительному конденсатору через первичную обмотку импульсного трансформатора, вторична  обмотка- которого соединена через пусковой выпр митель с входом питани  узла управлени  транзисторного инвертора, первого, второго и третьего резисторов и балластного резистора, включенного между входом сетевого трехфазного выпр мител  и накопительным конденсатором, от л и ч аю щ и и с   тем, что, с целью расширени  области применени  путем снижени  времени выхода на режим при провалах питающего напр жени , в узел запуска введены первый, второй и третий транзисторные ключи, дифференцирующа  цепь, первый и

второй логические инверторы, второй пороговый элемент, второй врем задающий конденсатор и второй элемент совпадени , выход которого св зан с входом электронного ключа, первый вход соединен с выходом второго порогового элемента и через первый логический инвертор - с первым входом первого элемента совпадени , выход которого подключен к входу первого транзисторного ключа, шунтирующего первый врем задающий конденсатор, соединенный через первый резистор с выходом параметрического стабилизатора, подключенного к входам питани  первого и второго логических инверторов и второго элемента

совпадени , второй вход которого соедИ|Нен через второй логический инвертор с вторым входом первого элемента совпадени  и со средним выводом последовательной цепи из второго резистора и второго транзисторного ключа, подключенной к выходу параметрического стабилизатора напр жени , к которому присоединен через третий резистор второй врем задающий конденсатор, подключенный к входу второго порогового

элемента, шунтированному третьим транзисторным ключом, вход которого соединен через дифференцирующую цепь с выходом второго транзисторного ключа, вход которого подключен к нейтрали входной трехфазной сети.

2.Преобразователь по п. Г, о т л и ч а ющ и и с   тем, что сетевой выпр митель с фильтром снабжен двум  дополнительными выходами, образованными выводами конденсаторов фильтра.

3.Преобразователь по пп. 1 и 2, о т л ичающийс  тем, что св зь выходов второго элемента совпадени  и первого порогового элемента с входом электронного ключа,

шунтированного диодом, осуществл етс  через разделительные цепи.

4.Преобразователь по пп. 1-3, отличающийс  тем, что последовательно с первым и третьим транзисторными ключами включены токоограничивающие резисторы .

5.Преобразователь по п. 3, о т л и ч а ющ и и с   тем, что разделительные цепи

состо т из последовательно соединенных диода и резистора, подключенных к входу разделительной цепи, точка соединени  которых соединена через конденсатор с выходом разделительной цепи.

wKg 950

UL2.