SU543107A1 - Стабилизированный полупроводниковый конвертор - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области силовой электротехники, в частности к вторичным источникам питани .

Известны стабилизированные полупроводннковые конверторы, содержащие генератор переменного пр моугольного напр жени  с трансформатором, импульсный регул тор напр жени  с транзисторным коммутирующим узлом и LC-фильтром, резисторный датчик тока , соединенный последовательно с дросселем этого фильтра, и широтно-импульспый модул тор , включенный через токоограничивающие элементы между обмотками указанного трансформатора и переходами эмиттер-база транзисторов коммутирующего узла (1).

Известно также устройство (2), в котором коммутирующий узел содержит двухтактный транзисторный прерыватель, регулирующий поступление энергии от источника питани  в цепь нагрузки.

Недостатком известного конвертора  вл етс  то, что при подключении источника питани  или переключении нагрузки возникает переходный процесс, во врем  которого мгновенюе значение тока через транзисторы прерывател  может значительно превысить максимальное дл  установившегос  режима значение такого тока, что в существенной степени снижает надежность конвертора и может привести к выходу его из стро .

Дл  обеспечени  защиты транзисторов коммутирующего узла от перегрузок по току в переходных режимах и, следовательно, повышени  надежности предлагаемого конвертора он снабжен пороговым формирователем импульсов , вход которого подключен параллельно указанному резисторному датчику тока, а выходы соединены с управл ющими переходами тиристоров, включенных параллельно широтно-импульсному модул тору.

Пороговый формирователь имнульсов может быть выполнен в виде порогового элемента и соединенных последовательно с выходом этого элемента резистором, одной из обмоток указанного трансформатора и первичной обмоткой вспомогательного импульсного трансформатора , причем в качестве входа формировател  использован вход порогового элемента, а в качестве выходов формировател  - вторичные обмотки указанного имнульсного трансформатора .

На чертел е представлена схема описываемого транзисторного конвертора, где 1 - основной источник питани ; 2 - вспомогательный источник питани ; 3 - генератор пр моугольного напр жени ; 4 - трансформатор генератора пр моугольного напр жени  с обмотками 4i, 42, 4з; 5 - коммутирующий узел; 6 - импульсный регул тор напр жени ; 7 -

щиротно-импульсный модул тор; 8 - дроссель

3

LC-фильтра; 9 - нагрузка конвертора; 10 - конденсатор LC-фильтра; 11 - резисторный датчик тока; 12 - нороговый элемент; 13 - стабилитрон; 14 - транзистор порогового элемента; 15 - выпр мительный мост; 16-вспомогательный импульсный трансформатор с первичной 16i и вторичными 1б2 и 16з обмотками; 17, 18 - тиристоры; 19 - резистор; 20 - токоограничивающий элемент; 21 - блок сравнени .

При подключении к конвертору основного 1 и вспомогательного 2 источников питани  генератор 3 обеспечивает формирование симметричного знакопеременного пр моугольного напр жени  на всех обмотках 4i, 4 и 4з трансформатора 4, и начинаетс  переходный процесс изменени  токов и напр жений на элементах конвертора. Коммутирующий узел 5 импульсного регул тора 6 напр жени , выполненный по любой известной однотактной или двухтактной схеме в бестрансформаторном, трансформаторном или автотрансформаторном вариантах, в зависимости от характера изменени  коэффициента заполнени  импульса на выходе широтно-импульсного модул тора 7 определ ет процессы изменени  тока через дроссель 8 LC-фильтра и напр жени  на шунтированном нагрузкой 9 конденсаторе 10 этого фильтра. Пока ток через дроссель 8 не превышает порогового значени , напр жение на резисторном датчике 10 тока, подаваемое на вход порогового элемента 12, содержаш,его стабилитрон 13, транзистор 14 и выпр мительный мост 15, недостаточно дл  пробо  стабилитрона 13, и транзистор 14 тока не проводит. Следовательно, первична  обмотка 16i вспомогательного импульсного трансформатора 16 отключена от обмотки 4з трансформатора 4 и в данном состо нии конвертора тиристоры 17 и 18 в любой момент времени выключены изза отсутстви  отпираюш,их сигналов на вторичных обмотках Шг и 16з вспомогательного имиульсного трансформатора 16.

При увеличении тока дроссел  8 до порогового значени  в базу транзистора 14 через стабилитрон 13 поступает ток, что обуславливает по вление тока через резистор 19 и первичную обмотку 16i вспомогательного импульсного трансформатора 16. При этом в зависимости от пол рности напр жени  на обмотке 42 трансформатора 4 один из тиристоров 17 или 18 включаетс , вследствие чего блокируетс  широтно-импульсный модул тор и, следовательно, до конца данного иолуиериода прекращаетс  управление транзисторами (или транзистором) коммутирующего узла. Энерги  от источника 1 питани  не передаетс  в дроссель 8, и ток этого дроссел  уменьшаетс . Резистор 20 обеспечи 5ает ограничение тока через провод щий тиристор.

Если в очередной момент изменени  пол рностей напр жени  на обмотках 4i, 42 и 4з трансформатора 4 ток дроссел  по-прежнему нревышает пороговое значение, то в этот момент на всех обмотках 16i, 162 и 16з имиульс4

ного трансформатора 16 по вл ютс  импульсы противоположной по отнощению к предыдущему иолупериоду пол рности и происходит включение второго из пары 17, 18 тиристоров. В этом случае в течение всего данного полупериода широтно-импульсный модул тор 7 также блокирован, и, следовательно, ток дроссел  продолжает уменьшатьс . Одновременно происходит восстановление переключающих свойств тиристора, включенного на предыдущем иолупериоде.

В установившемс  режиме ток дроссел  меньше порогового значени , и, следовательно , через транзистор 14 и обмотки импульсного трансформатора 16 токи не протекают, а тиристоры 17 и 18 выключены.

Блок сравнени  21, который может быть выполнен по любой известной схеме, обеспечивает обычным образом преобразование сигнала рассогласовани  между эталонным напр жением и напр жением, пропорциональным нанр жению на нагрузке, в сигнал управлени  широтно-импульсным модул тором 7.

Использование в схеме вспомогательного источника 2 дл  питани  генератора 3 пр моугольного напр жени  не  вл етс  необходимым , так как этот генератор по питанию может быть подключен к основному источнику 1 или к выходу конвертора (т. е. к конденсатору 10), или при наличии в коммутирующем узле трансформатора или автотрансформатора - к их обмоткам.

Возможно использование в конверторе дл  рещени  поставленной задачи тиристорных оптронов.

При таком использовании светодиод оптрона включаетс  непосредственно, или через один-три диода, или через стабилитрон параллельно резисторному датчику тока и выиолп ет функции порогового формировател  импульсов, а в качестве тиристора 17 нли 18 используетс  тиристор самого оптрона.

Claims (2)

1. Стабилизированный полупроводниковый конвертор, содержащий генератор переменного пр моугольного напр жени  с трансформатором , импульсный регул тор напр жени  с траизисторным коммутирующим узлом и LCфильтром , последовательно с дросселем которого включен резисторный датчик тока, а также широтно-импульсный модул тор, включенный через токоограничивающие элементы между обмотками указанного трансформатора и переходами эмиттер - база транзисторов коммутирующего узла, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  надежности, конвертор снабжен пороговым формирователем импульсов, вход которого подключен параллельно указанному резисторному датчику тока , а выходы соединены с управл ющими переходами тиристоров, включенных параллельно широтно-имиульсному модул тору.

2. Конвертор по п. 1, отличающийс  тем, что пороговый формирователь импульсов выполнеи в виде порогового элемента и соединенных последовательно с выходом этого элемента резистором, одной из обмоток указанного трансформатора и первичной обмоткой вспомогательного импульсного трансформатора , причем в качестве входа формировател  использован вход порогового элемента, а в качестве выходов формировател  - вторичные

обмотки указанного вспомогательного импульсного трансформатора.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе:

1.Сб. «Электронна  техника в автоматике под ред. Ю. И. Конева, вып. 6, 1974, стр. 58, рис. 1.

2.Авторское свидетельство № 501456, М. Кл.2 Н 02М 3/32, 1974.

г.«