SU1716592A1 - Преобразователь посто нного напр жени с защитой - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехни- ке, в частности к технике преобразовани  и контрол  параметров электрической энергии . Цель изобретени  - упрощение, обеспечение возможности синхронизации от внешних управл ющих сигналов, придание защите функций контрол  уровн  выходного напр жени  и исключение необходимости непосредственного воздействи  оператора на преобразователь дл  приведени  его в действие после срабатывани  защиты. Это достигаетс  путем обеспечени  блока управлени  внутренней и внешней синхронизацией,сохранением питани  защиты после ее срабатывани  дл  обслуживани  индикации,повторного включени  преобразовател  после срабатывани  защиты в результате сн ти  синхронизирующих импульсов и дистанционного их подключени  и контрол  неисправности исполнительного элемента защиты. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и предназначено дл  использовани  во вторичных источниках электропитани , радиоэлектронной аппаратуры с преобразованием электрической энергии и контролем выходного напр жени .

Цель изобретени  -упрощение, обеспечение возможности синхронизации от внешних управл ющих сигналов, придание, защите функций контрол  уровн  выходного напр жени  и исключение необходимости непосредственного воздействи  оператора на преобразователь дл  приведени  его в действие после срабатывани  защиты.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Преобразователь посто нного напр жени  с защитой содержит генератор 1 пр - моугольного напр жени , входы 2 и 3 внешней синхронизации, переключатель 4 импульсов синхронизации, узел 5 дл  устранени  токов перекрыти , узел 6 управлени состо щий из первого 7 и второго 8 одина- ,ковых ключевых элементов с .первым 9 и вторым 10 транзисторами, из третьего ключевого элемента 11 с транзисторами J 2 и 13, из первого трансформатора 14, имеющего первичную обмотку 15 и вторичные 16 и 17, из второго трансформатора 18 с первичной 19 и вторичной 20 обмотками, из третьего трансформатора 2|1 с первичной 22 и вторичной 23 обмотками, а также из первого 24, второго 25, третьего 26, четвертого 27 и п того 28 резисторов, силовой усилитель 29 мощности, состо щий из транзисторов 30 и 31 и конденсаторов 32 и 33, выходной трансформатор 34, имеющий первичную 35 и вторичную 36 обмотки, первый 37 и второй 35 выпр мители, узел 39 защиты с исполнительным элементом 40, с измерительным входом 41, входом 42 питани  и входом 43 возбуждени , а также стабилизатор 44 посто нного .напр жени .

Крайние выводы первичной обмотки 15 трансформатора 14 подключены к первым

выходам первого 7 и второго 8 ключевых элементов, которыми  вл ютс  коллекторы их транзисторов 10, а средн   точка обмотки 14 подключена через резистор 38 к исполнительному элементу 40 узла 39 защиты. К вторичным обмоткам 16 и трансформатора 14 подключены управл ющие входы (база-эмиттерные переходы) транзисторов 30 и 31. Цепь питани  силового усилител  мощности подведена через стабилизатор 44 посто нного напр жени , а выход усилител  через трансформатор 34 и выпр митель 37 подключен к выходу преобразовател , измерительному входу 41 узла 39 защиты и к цепи обратной св зи стабилизатора 44 напр жени . Входы 2 и 3 внешней синхронизации и взаимно инверсные выходы генератора 1 пр моугольного напр жени  подключены к переключателю 4 импульсов синхронизации, а его выходы через узел 5 дл  устранени  токов перекрыти  и через резисторы 24 и 25 - к первым входам ключевых элементов 7 и 8, которыми  вл ютс  базы их транзисторов 9. Вторые входы ключевых элементов, представл ющие собой точки соединени  коллекторов транзисторов 9 и баз транзисторов 10, через резисторы 26 и 27 подключены к одной из шин питани , а эмиттеры транзисторов 9 обоих ключевых элементов и средн   точка обмотки 19 трансформатора 18 - к противополож- ной шине питани . Крайние выводы первичной обмотки 19 трансформатора 18 подключены к вторым выходам ключевых элементов 7 и 8, которыми  вл ютс  эмиттеры их транзисторов 10. Крайние выводы вторичной обмотки 20 трансформатора 18 подключены к входам третьего ключевого элемента 11, которыми  вл ютс  коллекторы транзисторов 12 и 13. Эмиттеры этих транзисторов подключены к средней точке обмотки 20. Выходы ключевого элемента 11, которыми  вл ютс  коллекторы транзисторов 12 и 13, подключены к крайним выводам обмотки 22 трансформатора 21, вторична  обмотка 23 которого через выпр митель 38 подключена к входу 42 питани  узла 39 защиты , Средние точки обмоток 20 и 22 под- ключены к противоположным шинам питани . Один из выходов генератора 1 пр моугольного напр жени  подключен к входу 43 возбуждени .

Преобразователь посто нного напр жени  работает следующим образом.

В зависимости от выбранного режима синхронизации, внутреннего или внешнего, переключатель 4 коммутирует на входы узла 5 дл  устранени  токов перекрыти  взаимно инверсные пр моугольные сигналы либо от генератора 1 пр моугольного напр жени ,

либо от входов 2 и 3 внешней синхронизации . Узел 5 дл  устранени  токов перекрыти  формирует управл ющие импульсы попеременно дл  ключевых элементов 7 и 8

узла 6 управлени . Действие узла 5 дл  устранени  токов перекрыти  основан, как обычно, на уменьшении длительности управл ющего импульса относительно паузы между импульсами в обоих полупериодах. В

0 простейшем случае, если нагрузка преобразовател  и ток базы транзисторов 30 и 31 силового усилител  мощности посто нны, разница между длительностью управл ющего импульса и паузой в полупериоде со5 ответствует максимальному времени выключени  транзисторов 30 и31 силового усилител  29 мощности. Во врем  существовани  импульсов на выходах узла 5 попеременно закрываетс  транзистор 9 ключевого

0 элемента 7 или 8 (в зависимости от того, на базе которого имеетс  положительный импульс узла 5), а открываютс  (также попеременно ) транзисторы 1,0. Возникают переменные токи в первичных обмотках 15

5 и 19 трансформаторов 14 и 18, а следовательно , и базовые токи транзисторов 12 и 13 ключевого элемента 11 и транзисторов 30 и 31 силового усилител  29 мощности. Их ограничение производитс  резистором 28.

0 По вл ющиес  напр жени  на выходах выпр мителей 37 и 38 подаютс  на нагрузку и . одновременно на измерительный вход 41 узла 39 защиты и, соответственно, на вход 42 питани  этого узла. На вход 43 возбужде5 ни  узла защиты воздействуют колебани  генератора пр моугольного напр жени  (независимо от режима синхронизации). При соответствии напр жени  на измерительном входе 41 заданным допускам ис0 полнительный элемент 40 поддерживает ключевые элементы 7 и 8 через резистор 28 в рабочем состо нии по первым выходам-, В случае отклонени  контролируемого напр жени  за заданные пределы узел 39 защиты

5 срабатывает, и напр жение на выходе исполнительного элемента 40 исчезает. Прекращает работу усилитель 29 мощности и потребитель обесточиваетс . При этом ключевые элементы 7 и 8 не полностью выключаютс , а только по первым выходам,

0 продолжа  работать по вторым. Ток на вторые выходы ключевых элементов 7 и 8 и далее на первичную обмотку 19 трансформатора 18 идет попеременно через резисторы 26 и 27 и база-эмиттерные переходы

5 транзисторов 10 данных ключевых элементов . Очередность подключени  резисторов к обмотке трансформатора определ етс  коммутацией транзисторами 9 ключевых элементов 7 и 8 по прежнему управл емых

от узла 5 дл  устранени  токов перекрыти . Включающийс  один из транзисторов 9 шунтирует цепь, состо щую из база-эмит- терного перехода транзистора 10 и половины обмотки 19 трансформатора 18. Невключающийс  в данном полупериоде транзистор 9 ключевого элемента 7 или 8 не преп тствует прохождению тока на полуобмотку трансформатора 18, поэтому продолжает (и после срабатывани  защиты) работать ключевой элемент 11, но с меньшей мощностью, как двухтактный преобразователь , потому что резисторы 26 и 27 по услови м работы схемы имеют сопротивление по крайней мере на пор док больше, чем резистор 28, что, как правило, достаточно дл  выдачи сигнала неисправности (поддерживать работу элемента индикации о возникшей неисправности), если в этом есть необходимость.

При использовании изобретени  обеспечиваетс  работа как в режиме внутренней , так и внешней синхронизации; токи перекрыти  одновременно устран ютс  и дл  канала питани  защиты и дл  основного канала; сохран етс  питание защиты после ее срабатывани  дл  обслуживани  индикации , требующей меньшей мощности, чем при работе в ждущем режиме, благодар  чему повышаетс  КПД в режиме выдачи сигнала неисправности или обеспечени  работы элемента индикации неисправного состо ни  после срабатывани  защиты.

Дл  повторного включени  преобразовател  после срабатывани  защиты нет необходимости выключени  напр жени  питани , а достаточно лишь временно сн ть с него синхронизирующие импульсы, снова затем их подав, что осуществл етс  дистанционно без непосредственного воздействи  на какие-либо электромеханические элементы преобразовател , который может находитьс  в недоступном оператору месте.

Изобретение позвол ет реализовать автоматический контроль неисправности исполнительного элемента защиты в том смысле, что если он не исправен, то это однозначно вы вл етс , а при функционировании преобразовател  не существует веро тность не выполнить свои функции (выключени  неисправного преобразовател ), если в этом случитс  необходимость,

Claims (1)

1. Формула изобретени  Преобразователь посто нного напр жени  с защитой, содержащий генератор пр моугольного напр жени , узел управлени , выполненный на первом и втором аналогично выполненных ключевых элементах, на третьем ключевом элементе и первом.

   трансформаторе, первична  обмотка которого со средней точкой подключена крайними выводами к первым выходам первого и второго ключевых элементов двухтактный

   силовой усилитель мощности, управл ющие входы которого подключены к вторичным обмоткам первого трансформатора, выход- ной трансформатор, первый выпр митель, включенный между вторичной обмоткой вы0 ходнбго трансформатора и выходными выводами преобразовател , второй выпр митель, узел дл  исключени  токов перекрыти  транзисторов силового усилител  мощности, узел защиты с исполнитель5 ным элементом, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что, с целью упрощени , обеспечени  возможности синхронизации от внешних управл ющих сигналов, придани  защите функций контрол  уровн  выходного напр 0 жени  и исключени  необходимого непосредственного воздействи  оператора на преобразователь дл  приведени  его в действие после срабатывани  защиты, в него введен переключатель режима синхрониза5 ции с двум  входами внешней синхронизации , в узел управлени  введены второй и третий трансформаторы, первичные обмотки которых имеют среднюю точку и первый, второй, третий, четвертый и п тый резисто0 ры, при этом входы внешней синхронизации и взаимно инверсные выходы генератора пр моугольного напр жени  через переключатель режима синхронизации подключены к входам узла дл  исключени 

   5 токов перекрыти , каждый ключевой элемент выполнен на двух транзисторах одного типа проводимости, базы которых  вл ютс  соответственно первым и вторым входами ключевых элементов, в первом и втором

   0 ключевых элементах коллекторы первых транзисторов соединены с базами вторых, эмиттеры первых транзисторов первого и второго ключевых элементов, и эмиттеры обоих транзисторов третьего ключевого

   5 элемента подключены к положительной шине питани , коллекторы и эмиттеры второго транзистора первого и второго ключевых элементов  вл ютс  соответственно их первыми и вторым выходами, а в третьем клю0 чевом элементе - соответственно коллекторы первого и второго транзисторов , первые входы первого и второго ключевых элементов через соответственно первый и второй резисторы-подключены к

   5 выходам .узла дл  исключени  токов перекрыти , вторые входы указанных ключевых элементов через соответственно третий и четвертый резисторы подключены к общей шине питани , первые выходы первого и второго ключевых элементов подключены к

   крайним выводам первичной обмотки первого трансформатора, к вторым выходам первого и второго ключевых элементов подключены крайние выводы первичной обмотки второго трансформатора, к входам второго ключевого элемента подключены крайние выводы вторичной обмотки третьего трансформатора, к среднему выводу которой подключены,эмиттеры транзисторов, к выходам третьего ключевого элемента подключены крайние выводы первичной обмотки третьего трансформатора, средн  

   Pumcff/iff

   Латание

   силовой

   цепи

   Редактор Н. Шитев

   Составитель Н. Цишевска 

   Техред М.Моргентал. Корректор О. Кундрик

   точка первичной обмотки первого трансформатора через п тый резистор подключена к выходу исполнительного элемента узла защиты, средние точки первичных обмоток второго и третьего трансформаторов подключены соответственно к положительной и отрицательной шинам питани , вторична  обмотка третьего трансформатора через второй выпр митель подключена к входу питани  узла защиты, в котором введен вход возбуждени , подключенный к одному из выходов генератора пр моугольного напр жени .

   8ме&