Искробезопасный блок питания

 

ОПИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 22.Х1.1968 (№ 1284928/24-7) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 10.11.1970. Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 15.VI.1970

К, 211з, 1/01

5с1, 9/01

МПК Н 02j

Е 211

УДК 621.311.69 (088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

Г. М. Авсеев, А. А. Бережецкий, И. С. Боград, А. М. Вартанянц, А. С. Волин, Р. Е. Лифлянд, А. С. Прочан, В. А. Синягйн и В. Е. Полынин

Заявитель

ИСКРОБЕЗОПАСНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ

Данное изобретение относится к области искробезопасных блоков питания, применяемых в аппаратуре и устройствах шахтной автоматики, работающих в шахтах, опасных по газу и пыли.

Известные искробезопасные блоки питания, содержащие силовой трансформатор, стабилизированный выпрямитель и тиристорный узел ограчичения мощности короткого замыкания, не обеспечивают автоматического восстановления рабочего режима блока питания после прекращения короткого замыкания, импульсного сброса, а также включения нагрузки.

В предлагаемом искробезопасном блоке питания в анодную цепь тиристора узла ограни ения мощности, управляемого импульсным трансформатором с первичной обмоткой на выходе упомянутого выпрямителя, включена первичная обмотка восстанавливающего импульсного трансформатора с,вторичной обмоткой, зашунтированной диодом и цепью эмиттер — база транзистора, причем нагрузка, присоединяемая к стабилизированному выпрямителю через первичную обмотку импульоного трансформатора, управляющего тиристором, подключается к цепи эмиттер— коллектор транзистора, На чертеже приведена принципиальная схема предлагаемого блока.

Он состоит из трехфазного силового трансформатора Тр, первичные обмотки которого соединены в звезду; выпрямителя на диодах

Д1 — Д6, чараллельного стабилизатора на кремниевых стабилитронах Д, — Д„и балластных емкостях С, — С, и тиристорно-транзисторного узла ограничения выходной мощности до искробезопасной величины в аварийных режимах, выполненного на тиристоре Т,, 10 транзисторе Т, диодах Дщ — Д14 и импульсных трансформаторах: пусковом Тр„„и восстанавливающем 7 р„, °

Вторичные оо lOTKH силового трансформатора Тр соединены в звезду. и через емкости

15 С, С2 и Сз подключены к выпрямителю, собранному по схеме Ларионова на полупроводниковых диодах Д1 —. Дб, Выход выпрямителя па диодах Д1 — Дб включен на параллельный стабилизатор из диодов Д;, Д,,,... Д„.

20 В качестве балластных сопроти влений параллельного стабилизатора применены реактивные элементы-емкости С,, С и Сз, включенные на стороне переменного тока, выпрямителя на диодах Д1 — Дс, что повышает внутрен15 нее сопротивление активных потерь, повышает к.п.д. стабилизатора и эффективную отработку колебания напряжения сети.

Положительный полюс стабилизированного выпрямителя соединен с началом низкоомной

30 первичной обмотки пускового импульсного

263728

55 трансформатора Tp„„, конец которой соединен с нагрузкой R„другой конец нагрузки подключен непосредственно к отрицательному полюсу выпрямителя. Вторичная обмотка пускового импульсного трансформатора Тр„„ через выпрямитель на диодах Дд — Дд включена на вход тиристора Т,, в анодную цепь которого включена первичная низкоомная обмотка трансформатора Тр„, .

Таким образом, параллельно нагрузке включена последовательная цепочка, образованная низкоомной первичной обмоткой трансформатора Тр„и переходом анод — катод тиристора Т,. Первичная обмотка трансформатора

Tp„, началом подключена к аноду тиристора

Т,, а концом — к концу .первичной обмотки пускового импульсного трансформатора Тр „„.

С целью гашения тиристора Т, после прекращения короткого замыкания, импульсного включения или сброса нагрузки и, таким ооразом, восстановления рабочего режима схемы нагрузка R„дополнительно зашунтирована переходом коллектор — эмиттер транзистора Т, управляемого вторичной обмоткой трансформатора Тр», включенной концом на базу указанного транзистора. Поэтому трансформатор Тр„, назван восстанавливающим,в отличие от трансформатора Тр„,, который назван пусковым, так как возникающий на его вторичной обмотке импульс открывает (запускает) тиристор Т>.

С целью улучшения условий переключения транзистора Т> и достижения искробезопасных параметров вторичной обмотки трансформатора Тр„,, последняя зашунтирована диодом AI4„ смещенным в обратном направлении относительно перехода база — эмиттер транзистора Т,.

Искробезопасный блок питания работает следующим образом.

В .момент короткого замыкания нагрузки

Р„(зажимы 1 — 2) в первичной обмотке трансформатора Тр„„возникает импульс за счет резкого увеличения тока к.з. Последний, трансформируясь во вторичную обмотку трансформатора Тр„„и выпрямляясь мостом из диодов JIB — 4I>, поступает на вход тиристора

Т,, который, кратковременно открываясь, >:лучшает протекание разрядных процессов при замыкании, если последние имеют место.

При закороченных зажимах 1 — 2 (установившийся ток к.з.) тиристор TI закрыт, так как напряжение на нем равно нулю.

В момент размыкания короткозамкнутой цепи нагрузки в первичной обмотке пускового импульсного трансформатора Tp„, возникает импульс за счет изменения тока, который, трансформируясь во вторичную обмотку того же трансформатора, открывает тиристор TI, по которому проходит весь ток короткого замыкания, так как тиристор Т, в этом случае шунтирует цепь нагрузки R„. Переключение тиристора TI происходит настолько быстро, что короткозамкнутая цепь нагрузки размыкается практически при весьма малом искробезопасном токе, обусловленном падением;напряжения на тиристоре TI и низкоомной первичной обмотке трансформатора Тр„,.

В момент открывания тиристора Т, в первичной обмотке трансформатора Тр» возникает импульс, который, трансформируясь чо вторичную обмотку трансформатора Тр„„поступает на вход транзистора Т>. Последний открывается позже, чем переключится тиристор

Т,. Транзистор Т, открывшись, шунтирует переходом эмиттер — коллектор последовательную цепочку из первичной обмотки трансформатора Тр„, и перехода анод — катод тиристора Т, в результате чего тиристор Т, закрывается, и, таким образом, происходит автоматическое восстановление рабочего режима схемы источника питания.

Аналогичные процессы протекают при импульсном включении или сбросе нагрузки. В установившемся режиме работы блока питания (нормальный режим) тиристор Т, и транзистор Т, закрыты, и в цепи первичной обмотки трансформатора Тр „„протекает рабочий постоянный ток нагрузки.

Предмет изобретения

Искрооезопасный блок питания, содержащий силовой трансформатор, стабилизированный выпрямитель и тиристорный узел ограничения мощности короткого замыкания, отличающийся тем, что, с целью обеспечения автоматического восстановления рабочего режима блока питания после прекращения короткого замыкания, импульсного сброса, а также включения нагрузки, в анодную цепь тиристора узла ограничения мощности, управляемого импульсным трансформатором с первичной обмоткой на выходе упомянутого выпрямителя, включена первичная обмотка восстанавливающего импульсного трансформатора с вторичной обмоткой, зашунтированной диодом и цепью эмпттер — база транзистора, причем нагрузка, присоединяемая к стабилизированному выпрямителю через первичную обмотку импульсного трансформатора, управляющего тиристором, подключается к цепи эмиттер— коллектор транзистора.

263728

K сле 7уюиФму

Рь хеРу

1 1

h леРуюи ему

l оы,гОИу

Тр

Составитель Л. Ферштмаи

Редактор П. А. Вербова Техред А. А. Камышиикова Корректор Л. В. Юшина

Заказ 1397(10 Тираж 500 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2