SU860235A1

SU860235A1 - Stabilized dc voltage converter

Info

Publication number: SU860235A1
Application number: SU802903299A
Authority: SU
Inventors: Виктор Павлович Белов
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт релестроения
Priority date: 1980-04-02
Filing date: 1980-04-02
Publication date: 1981-08-30

Description

Изобретение относитс к электротехнике , а именно к источникам питани и может быть использовано в системах питани устройства зёодиты и про тивоаварийной автоматики энергетических объектов. Известны стабилизированные источники питани , содержащие трансформатор , выпр мители, стабилизаторы, усилитель мощности, цепи управлени L1J Известны преобразовательные устройства питани с независимым возбуж дением на тиристорах, используемывдл питани устройств защит и противоаварийной автоматики энергетических объектов. Указанные устройства питани содер жат входные фильтры, двухтактные пре образователи напр жени посто нного тока в переменный, выпр мители, сглаживающие фильтры, компенсационные ста билизаторы непрерывного регулировани и пусковую схему 2. Основной недостаток тиристорных устройств питани - срыв инвертирова ни при перегрузках, который сопровождаетс протеканием больших токов по входной цепи преобразовател , и необходимость оак.пючени таких устройств при помощи автоматических вык лючателей, снабженных защитой от ,сверхтоков. Известен также стабилизированный преобразователь напр жени , содержащий выходной стабилизатор непрерывного действи , преобразователь посто нного тока, включающий в себ транзисторный инвертор, выпр митель и сгла- живающий фильтр. Транзисторный инвертор выполнен с промежуточным насыщающимс трансформатором и содержит цеНь пуска, на резисторах и емкости. Однако такое устройство имеет ограниченное применение и не может быть использовано в системах питани устройств защиты и противоаварийной автоматики энергетических объектов. В схеме отсутствует устройство защиты , действующей на отключение устройства питани при возникновении неисправностей на его выходах (перегрузки , короткие вамыкани , снижение и повышение напр жени более допустимого значени ) . что неприемлемо дл систем питани устройств защиты и противоаварийной автоматики энергетических объектов, так как их эксплуатаци может осуществл тьс вдали от диспетчерского пункта, например,в комплектных распределительных устройствах .The invention relates to electrical engineering, in particular to power sources, and can be used in power supply systems of a device for land management and emergency automation of power facilities. Known stabilized power sources containing a transformer, rectifiers, stabilizers, power amplifier, control circuits L1J Converting power devices with independent excitation on thyristors are used, which are used to supply protection devices and emergency control of power objects. These power devices contain input filters, push-pull DC / DC voltage converters, rectifiers, smoothing filters, continuous compensation compensating stabilizers and start-up circuit 2. The main disadvantage of thyristor power devices is invert inversion during overloads, which is accompanied by leakage high currents in the input circuit of the converter, and the need to connect such devices with automatic switches provided with overcurrent protection. Also known is a stabilized voltage converter comprising a continuous output stabilizer, a DC converter including a transistor inverter, a rectifier, and a smoothing filter. The transistor inverter is made with an intermediate saturating transformer and contains a starting point, resistors and capacitors. However, such a device has limited application and cannot be used in the power supply systems of protection devices and emergency control of power objects. There is no protection device in the circuit that acts to disconnect the power supply device in the event of malfunctions at its outputs (overload, short digging, decrease and increase in voltage over the permissible value). which is unacceptable for power supply systems of protection devices and emergency control of power objects, since their operation can be carried out far from the control center, for example, in complete switchgears.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс пробразователь напр жени , содержахций инверторную чейку на силовых транзисторах , подключенных к первичной Ьбмотке выходного силового трансфорг матера ,управл ющие электроды которых подсоединены к ненасыщакнцемус трансформатору , соединенному с одной из обмоток силового трансформатора через регул тор напр жени , пусковой блок из резисторов и конденсатора, блок защиты от перегрузок/ исполнительные контакты которого присоединены к первичной обмотке насыщающегос трансформатора Г37.The closest in technical essence to the present invention is a voltage transformer, the contents of an inverter cell in power transistors connected to the primary L winding of the output power transformer of the mater, whose control electrodes are connected to a non-saturated transformer connected to one of the windings of the power transformer via a voltage regulator , starting block of resistors and capacitor, overload protection unit / executive contacts of which are connected to the primary winding of saturating G37 transformer.

Недостаток данного устройства в низких КПД и надежности из-за несовершенства цели запуска инверторной чейки.The disadvantage of this device in low efficiency and reliability due to the imperfection of the goal of starting the inverter cell.

Цель изобретени - повышение КПД и надежности устройства.The purpose of the invention is to increase the efficiency and reliability of the device.

Поставленна цель дос1иг,аетс тем, что в пусковой блок введены резистор , динистор и диод, причем силовой переход одного из транзисторов подключен к послеДовател-ьной цепочке состо щей из резистора, зашунтированного последовательной цепью диода и другого резистора, и конденсатора, обща точка которых подключена к одному из силовых электродов динистора через резистор подключенного другим силовым электродом к базе упом нутого транзистора.The goal is achieved by the fact that a resistor, a dynistor and a diode are inserted into the starting block, and the power transition of one of the transistors is connected to a successor circuit consisting of a resistor, a serially-shunted diode and another resistor, and a capacitor whose common point is connected to one of the power electrodes of the dynistor through a resistor connected to the base of the said transistor by another power electrode.

В св зи с высоким уровнем входного напр жени инвертор выполнен по мостовой или полумостовой схеме. Схема пуска должна обеспечить в момент пуска большой пусковой ток, а затем должна быть отключена.Due to the high input voltage level, the inverter is made using a bridge or half bridge circuit. The start-up circuit must provide a large starting current at the time of start-up, and then it must be disconnected.

На чертеже приведена схема стабилизированного преобразовател .The drawing shows a stabilized converter circuit.

Стабилизированный преобразователь содержит переключатель 1, входной фильтр 2, резисторы 3-9, диод 10, динистор 11, силовые транзисторы 12 и 13, конденсаторы 14 - 16, силовой трансформатор 17, насыщающийс трансформатор 18, регул тор 19 напр жени стабилизаторы посто нного напр жени с выходными фильтрами 20 и 21, устройство 22 защиты от перегрузки и ко ротких замыканий с выходным контактом .The stabilized converter contains a switch 1, an input filter 2, resistors 3-9, a diode 10, a dynistor 11, power transistors 12 and 13, capacitors 14-16, a power transformer 17, a saturable transformer 18, a voltage regulator 19 with output filters 20 and 21, overload and short circuit protection device 22 with an output contact.

Схема работает следукнцим образом.The circuit works in the following way.

При вк 1ючении переключател 1 входнЪе напр жение подаетс фильтр 2 на инвертор, который выполнен на полумостовой схеме, состо щей из транзисторов 12 и 13, конденсаторов 15 и 16, силового трансформатора 17 и насыщающегос трансформатора 18 Одновременно входное напр жение подаетс на схему пуска , состо щую из зар дного резистора 5, конденсатора 14, динистора 11 и разр дного резистора 7. Конденсатор 14 начинает зар жатьс через резистор 5 до величины напр;1жени включени динистора. При включении последнего энерги , запасенна в конденсаторе 14, поступает f на базу силового транзистора 12 и открывает его. Поскольку величина зар дного резистора может быть выбрана достаточно большой, то потребление схемы пуска в рабочем режиме инвертоQ ра будет уменыиено.When wiring switch 1, the input voltage is supplied to filter 2 to the inverter, which is made on a half bridge circuit consisting of transistors 12 and 13, capacitors 15 and 16, power transformer 17 and saturable transformer 18 At the same time, the input voltage is applied to the start circuit, from the charging resistor 5, the capacitor 14, the dynistor 11 and the discharge resistor 7. The capacitor 14 starts to charge through the resistor 5 until it reaches the value of the distor. When the latter is turned on, the energy stored in the capacitor 14 enters f at the base of the power transistor 12 and opens it. Since the value of the charging resistor can be chosen sufficiently large, the consumption of the start circuit in the operating mode of the inverter will be reduced.

По открытому транзистору 12 и первичной обмотке трансформатора 17 протекает ток, который наводит ЭДС на вторичньос обмотках. Напр жение со вторичной обмотки через регул тор 19 напр жени поступает нг1 первичную обмотку насьвцаюдегос трансформатора 18, трансформируетс и поступает на базы силовых транзисторов 12 и 13, обеспечива открывающий потенциал дл Through the open transistor 12 and the primary winding of the transformer 17 current flows, which induces the EMF on the secondary windings. The voltage from the secondary winding through the voltage regulator 19 enters the ng1 primary winding of the main transformer 18, transforms and enters the bases of the power transistors 12 and 13, providing an opening potential for

0 транзистора 12 и закрывакадий дл транзистора 13.. При насьвцении трансформатора 18 величина напр жени на базах трансформаторов 12 и 13 становитс равной нулю, транзистор 12 закрываетс и за счет электромагнитной энергии , запасенной в трансформаторе 18, происходит регенеративный процесс, сопровождаилцийс сменой пол рности напр жени на его вторичньгх обмотках.Q При этом открываетс транзистор 13 и через силовой трансформатор протекает ток обратной пол рности.0 transistor 12 and closure for transistor 13. When a transformer 18 is ejected, the voltage on the bases of transformers 12 and 13 becomes zero, transistor 12 is closed and due to the electromagnetic energy stored in transformer 18, a regenerative process occurs, followed by a change in polarity on the secondary windings. Q This opens the transistor 13 and a current of reverse polarity flows through the power transformer.

Чтобы во врем работы конденсатор 14 не зар жалс до напр жени пробо So that during operation the capacitor 14 is not charged before the voltage

с динистора, т.е. чтобы обеспечить однократность пуска, введена цепь разр да , состо ща из резистора 4 и диода 10. Когда транзистор 12 закрыт, онденсатор 14 зар жаетс , а когда транзистор 12 открываетс , конденсатор 14 разр жаетс через диод 10 и резистор 4 до величины напр жени эмиттер-коллектор открытого транзистора 12 плюс падение напр жени на диоде 10, что меньше величины напр жени from the dynistor, i.e. To ensure a single start, a discharge circuit is inserted, consisting of resistor 4 and diode 10. When transistor 12 is closed, capacitor 14 is charged, and when transistor 12 opens, capacitor 14 is discharged through diode 10 and resistor 4 to emitter voltage - open transistor 12 collector plus voltage drop across diode 10, which is less than the voltage value

5 включени динистора.5 switch on dynistor.

Срыв работы инвертора при возникновении неисправностей происходит следующим образом.Disruption of the inverter when a fault occurs as follows.

При возникновении перегрузки, коQ ротких замыканий, снижении или повышении напр жени на выходе блока питани больше допустимого срабатывает устройство 22 защиты и своим контактом шунтирует первичную обмотку насыщающегос трансформатора 18, что приводит к закрытию транзисторов 12 и 13. После закрыти транзисторов конденса-тор 14 начинает зар жатьс до уровн открыти динистора 11. После зго включени током разр да емкости поWhen an overload occurs, short circuits, a decrease or increase in voltage at the output of the power supply unit, the protection device 22 is triggered and by its contact shunts the primary winding of the saturable transformer 18, which closes the transistors 12 and 13. After the transistors are closed, the capacitor 14 starts be charged to the level of the opening of the dynistor 11. After the current is switched on by the discharge capacity

0 цепи динистор 11, транзистор 12 открываетс , так как в этот момент первична обмотка насыщающегос трансформатора 18 зашунтирована контактом защиты имеющим выдержку времени а0 of the dynistor 11 circuit, the transistor 12 opens, because at this moment the primary winding of the saturable transformer 18 is shunted by a protection pin with a time delay of a

5 возврат, то пуска инвертора не П{зоис ходит . Через откралыА транзистор 12 конденсатор 15 полумостовой схемы ра р жаетс до ведичины падени напр же ни эмиттер-коллектор открытого тран зистора 12/ а конденсатор 16 зар жае с до величины входного напр жени . Открытое состо ние транзистора 12 поддерживаетс током через резистор 6, В этом состо нии запуск инвертора невозможен. После ликвидации неисправности необходимо отключить перек лючатель 1, пр этом конденсатор 16 разр жаетс через резистор 3 и схема инвертора готова к работе. Включением переключател 1 осуществл етс за пуск инвертора. Устройство позвол ет повысить надежность эксплуатации защит путем предотвра1цени срабатывгш при возникновении неисправности в устройстве питани . Кроме того, предлагаема схема пуска позвол ет снизить потребление электроэнергии. 4хэрмула изобретени Стабилизированньйв преобразователь посто нного напр жени , содержащий инверторную чейку на силовых транзисторах , подключенных к первичной обмотке выходного силового трансформатора , управл квдие электроды которых подсоединены к ненасыщающемус транс форматору, соединенному с одной из обмоток силового трансформаторачерез регул тор напр жени , пусковой блок из резисторов и конденсатора, блок згиоиты от перегрузок, исполнительные контакты которого присоединены к первичной обмотке насьвцсыощегос трансформатора , отличающийс тем, что, с целью повышени надежности , в пусковой блок введены резистор, динистор и диод, причем силовой переход однох о из транзисторов подключен к последовательной цепочке, состо щей из резистора, зашунтированного последовательной цепью из диода и другого резистора и конденсатора, обща точка которих Лодключена к одному из силовых электродов динистора, через резистор подключенного другим силовым электродом к базе упом нутого транзистора. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Источники электропитани на полупроводниковых приборах . Проектирование и расчет. Под ред. С.Д.Додика.и Е.И.Ггшьперина. М., Советское радио, 1969. 2.Роман Э .М. Транзисторные преобразователи в устройствах питани радиоэлектронной аппарату1эы. М., Энерги , 1975, с. 141. 3.Авторское свидетельство СССР по за вке 2765217/07, ;кл. Н 02 М 7/537, 11.05.79.5 return, then the start-up of the inverter does not P {zois walks. Through the optics of the transistor 12, the capacitor 15 of the half-bridge circuit is applied until the voltage of the emitter-collector of the open transistor 12 / a drops, and the capacitor 16 charges up to the input voltage. The open state of the transistor 12 is maintained by the current through the resistor 6. In this state, the starting of the inverter is impossible. After elimination of the malfunction, it is necessary to disconnect the switch 1, then the capacitor 16 is discharged through the resistor 3 and the inverter circuit is ready for operation. Turning on switch 1 triggers the inverter to start. The device makes it possible to increase the reliability of operating the protections by preventing the triggers of a malfunction in the power supply device. In addition, the proposed start-up scheme allows to reduce power consumption. 4 of the invention invention A stabilized DC / DC converter containing an inverter cell on power transistors connected to the primary winding of an output power transformer, the control electrodes of which are connected to a non-saturated transformer connected to one of the windings of a power transformer using a control panel, a control unit that is connected to one of the converters, which is connected to a heading unit, which is connected by a heading switch. and capacitor, overload unit zioito, the executive contacts of which are connected to the primary winding of the lasting transform An ora, characterized in that, in order to increase reliability, a resistor, a dynistor and a diode are inserted into the starting block, and a power transition of one of the transistors is connected to a series circuit consisting of a resistor bounded by a series circuit of a diode and another resistor and a capacitor, a common point is Lodklyuchena to one of the power electrodes of the dynistor, through a resistor connected to the base of the said transistor by another power electrode. Sources of information taken into account during the examination 1. Power sources on semiconductor devices. Design and calculation. Ed. S.D.Dodika.i E.I.Ggshperina. M., Soviet Radio, 1969. 2. Roman E .M. Transistor converters in power supply devices for electronic equipment 1ey. M., Energie, 1975, p. 141. 3. USSR author's certificate according to application No. 2765217/07,; cl. H 02 M 7/537, 11.05.79.

Claims

The claims of a formator connected to one of the windings of a power transformer through a voltage regulator, a starting block of resistors and a capacitor, an overload protection unit, the executive contacts of which are connected to the primary winding of a saturable transformer, characterized in that, in order to increase reliability, the starting a resistor, a dynistor and a diode are introduced; moreover, the power transition of one of the transistors is connected to a series circuit consisting of a resistor shunted by a series circuit of d iodine and another resistor and capacitor, the common point of which is connected to one of the power electrodes of the dynistor, through a resistor connected by another power electrode to the base of the said transistor.