SU951594A1 - Преобразователь сетевого напр жени - Google Patents

Description

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СЕТЕВОГО НАПРЯЖЕНИЯ

1

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может быть использовано дл  преобразовани  сетевого напр жени  в переменное либо посто нное напр жение нужного уровн . При этом обеспечиваетс  гальваническа  разв зка входных и выходных цепей.

Известен преобразователь сетевого напр жени , в которых дл  уменьшени  пусковых токов между входным выпр мителем и сглаживающим конденсатором, питающим транзисторный инвертор, включена цепочка , состо ща  из параллельно включенных ограничивающего резистора и управл емого ключа. В качестве последнего используютс  тиристоры и симмисторы 1.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  преобразователь , который состоит из сетевого выпр мител , соединенного через ограничивающую цепочку, состо щую из параллельно включенных тиристора и ограничивающего резистора, со сглаживающим конденсатором . Параллельно сглаживающему конденсатору включен транзисторный инвертор с трансформаторным выходом, базовые

цепи которого соединены с выходом предварительного усилител  мощности, входом св занного с системой управлени  преобразователем . Управл ющий электрод тиристора ограничивающей цепочки через формирующее устройство соединен с одной из выходных обмоток транзисторного инвертора . Между сглаживающим конденсатором и транзисторным инвертором включено устройство защиты, св занное с системой управлени  преобразователем. При этом система управлени  преобразователем и предварительный усилитель мощности по цеп м питани  соединены с выходом вспомогательного стабилизированного источника питани , св занного со входом преобразовате5 л  2.

Недостатком известного преобразовател   вл етс  его низка  надежность функционировани  из-за наличи  значительных по величине пусковых токов в транзисторах

20 инвертора. Указанные токи обусловлены кратковременным насыщением сердечника трансформатора инвертора и по величине во много раз превосход т установивщеес  значение. При включении известного преобразовател  в сеть, напр жение на выходе вспомогательного стабилизированного источника питани  по вл етс  не сразу, а только после окончани  переходных процессов , обусловленных зар дом фильтрующих , конденсаторов вспомогательного источника питани . Так как напр жение на выходе вспомогательного источника питани  имеет небольшую величину, а фильтрующие конденсаторы - значительную емкость, то врем  установлени  выходного напр жени  указанного источника питани  составл ет величину дес тков-сотен миллисекунд. Задержка начала работы силовых транзисторов до момента достижени  вй1ходным напр жением вспомогательного источника питани  своего номинального значени  осуществл етс  устройством задержки включени . За это врем  сглаживающий входной конденсатор через ограничивающий резистор успевает зар дитьс  до напр жени , составл ющего по величине несколько дес тков вольт. Этого напр жени вполне достаточно дл  того, чтобы, возникающие при по влении сигналов управлени , пусковые токи в транзисторах инвертора имели значительную величину, привод щую к выходу транзисторов из стро . Кроме того, отмеченные пусковые токи  вл ютс  причиной высокочастотных помех, излучаемых преобразователем. Дл  уменьщени  уровн  помех требуетс  установка дополнительных фильтров, что ведет к увеличению габаритов преобразовател . Целью изобретени   вл етс  повышение надежности функционировани  преобразовател  в момент запуска и снижени  уровн  создаваемых помех. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в преобразователе сетевого напр жени , содержащем входной выпр митель, соединенный через основной управл емый ключ -к конденсатору входного фильтра, который через устройство защиты подключен к транзисторному инвертору, одна из выходных обмоток трансформатора которого через основной формирующий узел подключена к управл ющему входу основного управл емого ключа, а друга  к выходному выпр мителю с фильтром, при этом транзисторы соединены с выходом предварительного усилител  мощности, св занного с узлом управлени  и задержки включени , причем цепи питани  узла управлени  и предварительного усилител  мощности подключены к выходу вспомогательного стабилизированкого источника питани , вход которого соединен с входными выводами преобразовател , а выход входного выпр мител  подключен к ограничивающему резистору, другой выход которого подключен к конденсатору ВХОД.НОГО фильтра через введенный дополнительный управл емый ключ, управл ющий вход которого через дополнительный формирующий узел подключен к выходу предварительного усилител  мощности. На чертеже представлена структурна  схема преобразовател  сетевого напр жени . Преобразователь содержит входной выпр митель I, выполненный, например, по мостовой схеме, конденсатор входного фильтра 2, транзисторный инвертор 3 с трансформаторным выходом, устройство защиты 4, выходной выпр митель 5, выходной фильтр 6 и нагрузку 7. Между входным мостовым выпр мителем и конденсатором входного фильтра 2 включен основной управл емый ключ 8, защунтированный цепочкой, состо щей из последовательно соединенных ограничивающего резистора 9 и дополнительного управл емого ключа 10. Основной управл емый ключ через основной формирующий узел 11 св зан с дополнительной обмоткой выходного трансформатора 12 транзисторного инвертора, вспомогательный стабилизированный источник питани  13, подключенный ко входу преобразовател  сетевого напр жени  осуществл ет гарантированное питание системы управлени  14, предварительного усилител  мощности 15 и узла задержки включени  16, узел управлени  через трехвходовой клапан 17 соединен с предварительным усилителем мощности , один из выходов которого св зан с транзисторами инвертора, а другой выход через дополнительный формирующий узел 18 соединен со входом дополнительного управл емого ключа. Другой выход системы управлени  через устройство синхронизаци 19 и устройство задержки включени  16 подключен ко второму входу клапана 17. Третий вход клапана 17 соединен с выходом устройства защиты 4. Преобразователь работает следующим образом. При подаче входного переменного напр жени  по вл етс  напр жение на выходе вспомогательного стабилизированного источника питани  13. Узел задержки включени  16, воздейству  на клапан 17, блокирует выходные сигналы предварительного усилител  мощности 15. При этом сигнал управлени  дополнительным ключем 10, снимаемый с выхода дополнительного формирующего узла 18, равен нулю, дополнительный ключ 10 заперт и конденсатор входного фильтра 2 не имеет цепи дл  зар да. После окончани  времени задержки (оно должно превышать врем  установлени  выходного напр жени  вспомогательного источника .питани  13) выходное напр жение узла задержки включени  16 перестает запирать клапан 17. Момент окончани  задержки синхронизирован с работой узла управлени  14 и выбираетс  устройством синхронизации 19 таким образом, чтобы предотвратить пусковые токи в транзисторах предварительного усилител  мощности 15.

Через клапан 17 импульсы управлени  начинают поступать на предварительный усилитель мощности 15. Усиленные выхоДные импульсы последнего поступают на транзисторы инвертора 3 и одновременно на дополнительный формирующий узел 18, выходное напр жение которого с некоторой задержкой отпирает дополнительный ключ 10. При замыкании дополнительного ключа 10 происходит плавный зар д сглаживающего конденсатора 2 через ограничивающий резистор 9. По мере увеличени  напр жени  питани  транзисторного инвертора 3 возрастает амплитуда импульсов на выходных обмотках его трансформатора. При достижении амплитудой -выходных импульсов определенной величины, что свидетельствует о достаточном зар де сглаживающего конденсатора 2 и окончании переходного режима, основное формирующее устройство 12 замыкает основной ключ 8. При этом щунтируетс  ограничивающий резистор 9, что приводит к уменьшению рассеиваемой на ограничителе пусковых токов мощности в установившемс  режиме работы. Напр жение , наводимое на вторичной обмотке трансформатора инвертора, выпр мл етс  выходным выпр мителем 5, сглаживаетс  фильтром 6 и поступает в нагрузку 7. Устройство защиты 4, включенное в цепь питани  инвертора при превышении током, потребл емым транзисторным инвертором 3, заданной величины, что может быть вызвано коротким замыканием в нагрузке, «сквозными токами в инверторе и т.д., вырабатывает сигнал, блокирующий клапан 17. При этом импульсы управлени  с системы управлени  14 перестают поступать на предварительный усилитель мощности 15, а следовательно , и на транзисторы инвертора 3, в результате последний запираетс .

Обеспечение в преобразователе плавного запуска устран ет перегрузки по току силовых транзисторов , что существенно повышает надежность функционировани  преобразовател . Кроме того, ограничение пусковых токов позвол ет значительно уменьшить уровень создаваемых преобразователем помех . Это позвол ет уменьщить габариты высокочастотных фильтров и преобразовател  в целом.

Claims (2)

1.Верцберг Кейв . Управлениепереключательными источниками питани  с помощью БИС,- «Электроника, США, 1977, № 7, с. 51-57.

2.Авторское свидетельство СССР по за вке № 2608660/24-07, кл. Н 02 М 7/537, 1978.