SU961068A1 - Преобразователь напр жени - Google Patents

Description

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при разработке вторичных ис* > точников питания радиоэлектронной ап- j паратуры.

Известен преобразователь, который состоит из мостового самовозбуждающего инвертора с переключающим трансформатором, на выход которого подключен щ выпрямитель с фильтром.

При коротком замыкании на выходе преобразователя напряжения всех обмоток его трансформатора становятся . близкими к нулю, в результате чего транзисторы конвертора запираются. Это характерно для конвертора с относительно хорошей связью между обмотками трансформатора [1].

Однако в случае применения трансформатора с относительно слабой связью между обмотками, что имеет место при преобразовании высокого напряжения (сотни вольт) в относительно низкое (единицы - десятки вольт), наличие короткого замыкания приводит к выходу : 25 его из строя.

Известен преобразователь, который состоит из самовозбуждающегося транзисторного инвертора с переключающим трансформатором, выпрямителя со с гл а- 30 живающим фильтром и узла защиты.Узел защиты содержит подключенный параллельно входу конвертора исполнительный элемейт, состоящий из последовательно соединенных резистора, дополнительной обмотки переключающего трансформатора и тиристора и узла управления, входом подключенного к выхо ду преобразователя, · а выходом - к управляющему участку тиристора £2}.

При возникновении перегрузки по току, короткого замыкания или перенапряжения на выходе преобразователя узел управления подает сигнал на управляющий участок тиристора, в ре- . зультате чего последний включается, вызывая протекание тока, ограниченного резистором, от входного источника через дополнительную обмотку переключающего трансформатора, поэтому его магнитопровод насыщается, что приводит к срыву генерации инвертора.

Недостаток преобразователя проявляется при использовании на его входе источника высокого постоянного напряжения (250-350 В), что имеет место при преобразовании выпрямленного напряжения промышленной сети, в этом случае при срабатывании исполнительного элемента защиты в резисторе его .30 силовой цепи выделяется существенная· мощность (десятки - сотни ватт).Применение с такой рассеиваемой мощностью резистора в конверторе приводит к заметному увеличению габаритных размеров и массы последнего.

Наиболее близким по технической сущности является преобразователь /Который содержит самовозбуждающийся автогенератор с переключающим трансформатором с узлом запуска одиночным импульсом, силовой выпрямитель с фильтром, блок защиты, состоящий из ίзла-’'управления, входом подключе'нноо к выходу конвертора, и исполнительного элемента £3].

Исполнительный элемент состоит из вспомогательного выпрямителя с емкостным фильтром, тиристора‘и двух транзисторов, силовые участки которых подключены к управляющим переходам объединенных эмиттерами транзисторов инвертора, а управляющие переходы через резисторы и силовой участок тиристора - к выходу вспомогательного выпрямителя, а выход последнего к обмотке трансформатора, входящей в цепь положительной обратной связи одного из плеч, выполненных на указанных транзисторах инвертора.

В данном конверторе независимо от'подключения конденсатора к первичной обмотке его. силового трансформатора при срабатывании исполнительного элемента инвертор надежно запирается, так как при одновременном закрывании двух его транзисторов, объединенных эмиттерами,- разрывается как диагональ постоянного, так и диагональ переменного токов моста. I Недостатком преобразователя является то, что используемый исполнительный элемент защиты применим только в таком двухтактном инверторе, транзисторы которого объединены по эмиттерным выводам. Но в устройствах электропитания широко применяются самовозбуждающиеся двухтактные . инверторы, эмиттеры транзисторов которых находятся под высоким потенциалом относительно друг друга, например, самовозбуждающийся полумостовой инвертор, двухтактный инвертор, транзисторы которого объединены коллекторами :

Прставленная цель достигается тем, что ι₽ преобразователь, содержащий двухактный транзисторно-трансформаторный самовозбуждающийся инвертор с переключающим трансформатором и узлом запуска одиночным импульсом, силовой выпрямитель с фильтром й блок . . .

защиты, который состоит из узла.уп- . 60 зисторах 1 и 2, равления,. входом подключенного к выходным выводам и исполнительного элемента на двух транзисторах и вспомогательным однополупериодом выпрямителе с конденсаторным выходом, подключенным к обмотке положительной обратной связи переключающего трансформатора, подключенной к управляющему переходу транзистора инвертора, при этом база этого транзистора соединена с коллектором первого транзистора исполнительного элемента, эмиттер которого подключен к соответствующему выводу вспомогательного выпрямителя и первому выводу делителя напряжения, второй вывод которого соединен с первым входным выводом узла управления- блока защиты, а средняя точка делителя подключена к базе этого транзистора, введены оптронны'й тиристор и второй, аналогичный первому вспомогательный выпрямитель, подключенный к второй обмотке положительной обратной связи коммутирующего трансформатора/Связанной с вторым транзистором инвертора, при этом база этого транзистора соединена с коллектором второго упомянутого транзистора исполнительного элемента, эмиттер подключен к соответствующему выводу второго вспомогательного выпрямителя, а база - к средней точке дополнительного резистивного делителя напряжения, подключенного к выводам второго вспомогательного выпрямителя через силовой переход тиристорного оптрона, причем второй вывод узла управления соединен с вторым выводом первого вспомогательного выпрямителя через управляющий переход этого оптрона.

В случае, когда полярность потенциальных выходов вспомогательных выпрямителей противоположна полярности напряжения на управляющих переходах, поддерживающей транзисторы инвертора в открытом состоянии, коллекторы транзисторов исполнительного элемента подключены к соответствующим базам тиристоров инвертора через дополнительные резисторы.

. На фиг. 1 приведен вариант функциональной схемы преобразователя,когда полярность потенциальных выходов вспомогательных выпрямителей такая же, как полярность напряжения на управляющих переходах, поддерживающей транзисторы инвертора в открытом состоянии; на фиг. 2 - вариант функциональной схемы при противоположной полярности потенциальных выходов вспомогательных выпрямителей'; на фиг.З упрощенный вариант выполнения исполнительного элемента.

Преобразователь содержит полумостовой инвертор, выполненный на транпереключающем трансформаторе 3 с обмотками 4 и 5 положительной обратной связи, силовой трансформатор 6, к выходу которого подключен выпрямитель с фильтром 7, узел 8 запуска, устройство защиты, состоящее из узла 9 управления с оптроном 10 на его выходе и исполнительного элемента,.выполненного на транзисторах 11 и 12 с резистивными делителями напряжения 13-16, подключенными к выходам вспомогательных выпря- 5 мителей 17 и 18 с емкостными фильтрами 19 и,20 через переходы тиристорного оптрона 21.

Коллекторы транзисторов 11 и 12 подключены к базам транзисторов '0 1 и 2 через резисторы 22 и 23 (фи г. 2 ) .

Преобразователь работает следующим образом.

При отсутствии аварийной ситуации 15 на выходе конденсатора 19 и 20 заряжены через диоды 17 и 18 до амплитудных значений напряжений обмоток 4 и 5 соответственно, оптрон 10 заперт, поэтому в запертом состоянии находят- 20 ся тиристорный оптрон 21 и транзисторы 11 и 12 исполнительного элемента, следовательно, устройство защиты не влияет на работу конвертора.

В момент возникновения перенапря- 25 жения или перегрузки по току на выходе конвертора, в узле 9 управления возникает сигнал, включающий оптрон 10, который замыкает цепь: выход вспомогательного выпрямителя 20 - ~ светодиод оптрона 21 - резистор 15 эмиттерный переход транзистора 12, включается фототиристор оптрона 21, вызывая ток от вспомогательного выпрямителя 17 через резистор 13 и эмиттерный переход транзистора 11.

То есть включение оптрона 10 вызывает одновременное отпирание транзисторов 11 и 12, которые одновременно шунтируют управляющие переходы транзисторов 1 и 2, в результате чего 40 срывается генерация инвертора.

Далее после разряда конденсаторов 19 и 20 запираются оптроны 10 и 21 и транзисторы 11 и 12. В таком состоянии конвертор может находиться сколь- 45 ко угодно долго, так как для возобновления его работы необходимо отключить входное напряжение и повторно его включить, ибо импульс запуска от генератора 8 поступает один раз 50 после включения входного напряжения. ''Для надежного срыва генерации инвертора необходимо выполнить условие 3 ι , т.е. —

ЗТ = Сго>-—-.

Особенностью данного варианта прег? образователя является то, что напря- . жение насыщений силового участка транзисторов 11 и 12 должно быть сущест- 60 венно меньше прямого напряжения управляющего перехода транзисторов 1 и 2.

В варианте преобразователя, представленном на фиг. 2, исключено это требование к напряжению насыщения 65 транзисторов 11 и 12, что достигается изменением в каждом плече инвертора полярности выходного напряжения вспомогательного выпрямителя.

В данном варианте емкость каждого конденсатора определяется из соотноЗТ шенияС^=С^—.

В-варианте преобразователя, изображенного на фиг. 3, не используются транзисторы исполнительного элемента.

Здесь включение оптрона 10 узла 9 управления приводит к подключению через резистор “23 и управляющий переход оптрона 21 выхода вспомогательного выпрямителя 18 к управляющему переходу транзистора 2. Возникающий в этой цепи импульс тока вызывает запирание указанного транзистора_ и вклют чение силового перехода оптрона 21. Последний аналогичным образом вызывает запирающий импульс тока в цепи управления транзистора 1, в результате происходит надежный срыв генерации инвертора.

Основное достоинство этого варианта конвертора - это весьма простая схема исполнительного элемента защиты. Однако для ее реализации требуются оптроны, способные выдерживать одинаковой амплитуды импульсы тока > во входной и выходной его цепях,причем величина ее должна быть^te 1520 раз больше, чем в рассмотренных выше вариантах.Величина емкости конденсаторов фильтров вспомогательных выпря-, мителей должна быть такой же,как ' и в варианте· по фиг. 2.

Использование вновь введенных элементов - транзистора, оптрона и вспомогательного выпрямителя с емкостным фильтром выгодно отличает предлагаемый конвертор от известного, гак как повышена надежность работы его узла защиты.

Claims (3)

1.Источники электропитани  на полупроводниковых приборах. Под.ред./

С.Д. Додила, М., Советское радио, 1969, с. 232, рис. У.5.

2.Патент ФРГ № 2217966, кл. Н 02 Н 3/338, 1975.

3.Авторское свидетельство СССР 5 № 780112, кл. Н 02 М 3/335, 1979..

f 3 /-:xf/ Т-сЁь

Уел Qw ф

-сгь