Самовозбуждающийся конвертор

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП И

ИЗОБРЕТЕНИЯ (ii) 7801 12

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 04. 09. 79 (21) 2661099/24-07 (51)PA, Ка 3 с присоединением заявки N9

Н 02 М 3/335, Государственный комитет

СССР по делам иэобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 1и180 бюллетень 14о 42 (53) УДК 621, . 314. 57 (088.8) Дата опубликования описания 151180 (,72) Авторы изобретения

В. М. Булык и Б. К. Гальс

Научно-исследовательский институт управляющих вычислительных машин (71) Заявитель (54) САМОВОЗБУЖДАЮЩИИСЯ КОНВЕРТОР

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано прн разработке:устройства электропитания радиоэлектронной аппаратуры. S

Известно устройство, содержащее задающий генератор с трансформаторным выходом, мостовой транзисторнотрансформаторный усилитель, узел запуска и цепь защиты от перегрузок 10 и коротких замыканий на выходе инвертора. Цепь защиты состоит из трансформатора тока,выпрямительного моста, нагруженного резистором, стабилитрона и тиристора. Боковая обмотка транс1с форматора тока включена в диагональ мостового усилителя последовательно . с первичной обмоткой выходного трансформатора, а выходная обмотка трансформатора тока — диагональ выпрями- ® тельного моста, выход которого через стабилнтрон подсоединен к управляющему участку тиристора, участок анодкатод которого соединей со входом задающего генератора. 2$

При увеличении тока в диагонали мостового усилителя увеличивается напряжение на вторичной обмотке трансформатора тока, которое при опре- деленной величине тока включает ти- 3Q

l 2 ристор. Последний, шунтируя вход задающего генератора, срывает его генерацию в результате транзисторы усилителя мощности запираются.

Использованная в данном конверторе защита непригодна для самовозбуждающихся конверторов (создается короткое замыкание на выходе входного источника).

Известен конвертор, состоящий иэ самовозбуждающегося инвертора с переключакхцим дросселем, выпрямителя и фильтра на выходе, узла запуска, одиночным импульсом, узла защиты., Узел содержит тиристор, анод-катод которого через токоограничительный реэнстор подключен к выходу входного источника, в одной иэ шин которого .находится предохранитель, транзисторно-трансформаторного формирователя, выходом подсоединенного к управляющему участку тиристора, сравнивающего

;элемента, выход которого соединен с формирователем, источника опорного

;напряжения и измерительного элемента, -;:выходы которых подключены к сравнивающему элементу.

В данном конверторе в моменты срабатывания узла защиты возникают крат» ковременные токовые перегрузки (в

780112, 10-100 раэ превышают номинальное зйачение потребляемого тока) выэыг ваюцие большой уровень помех на выходе входного источника электропитания. Эти помехи чаще всего вызывают сбой в работе устройств, подключенных к тому же источнику электропитания.

Из известных конверторов наиболее близким по технической суцности является корвертор, состоящий из самовозбуждающегося транзисторного инвертора с переключаюцим трансформатором выпрямителя со сглаживающим фильтром и узла защиты. Узел защиты состоит иэ подключенного ко входу конвертора исполнительного эле.

/ мента, представляющего собой цепочку из последовательно..соединенных токоограничительного резистора, дополнительной обмотки переключающего трансформатора, тиристора и узла управления.. Узел управления содержит измерительные элементы тока и напряжения, источник опорного напря жения, сравнивающий элемент, формирователь сигнала для включения тиристора.

При ноэникнонении перегрузки по току короткого замыкания или перенапряженИя на выходе конвертора узел управления подает сигнал для включения тиристора. Включение последнего приводит к протеканию тока от входного источника через дополнительную обмотку переключающегося трансформатора, н результате чего сердечник заходит н глубокое насыцение и автоколебания иннертора срываются.

Данный конвертор обладает следующими недостатками. Суцественное увеличение его габаритов и массы при

250-350 В и недостаточная помехоустойчивость узла защиты. Первый недостаток обусловлен выделением большой мощности (десятки сотни ватт) в токоограничительном резисторе исполнительного элемента после включения его тиристора при 250-350 В.

Второй недостаток обусловлен наличием емкости между входом и выходом выходного каскада узла управления.

Эта емкость создает путь прохождения несимметричной помехи через управлякцую цепь тиристора исполнительного элемента, вызывая ложное его срабатывание. .Целью изобретения является снижение массы и габаритов конвертора и повышение помехоустойчивости его узла защиты .

Поставленная цель достигается тем, что в самовоэбуждаюцийся конвертор, содержащий двухтактный транзисторнотрансформаторный инвертор с устройством запуска одиночным импульсом, выпрямитель, фильтр, узел защиты, состоящий из подключенного ко входу инвертора исполнительного элемента предстанляющего собой цепочку по1 следовательно соединенных резистора тиристора и дополнительной обмотки трансформатора инвертора и узла управления, вход которого соединен с выходом конвертора и выход - с управляюцим участком .тиристора, дополнительно введены вспомогательный выпрямитель с «емкостным фильтром и транзистор, силовой переход которого подключен к управляюцему переходу одного иэ транзисторов инвертора, а его базачерез последовательно соединенные резистор и тиристор исполнительного

1 элемента к выходу емкостного фильтра

35 вспомогательного выпрямителя, подсоединенного к одной из обмоток положительной обратной связи трансформатора инвертора.

Кроме того, между шиной питания

Щ формирователя узла управления и общей шиной исполнительного, элемента включен конденсатор.

На фиг. 1 показана функциональная схема, конвертора, на фиг. 2 дан на25 риант исполнительного элемента защиты в случае выполнения инвертора по мостовой схеме.

" Конвертор содержит иннертор 1, вйполненный на транзисторах 2 и 3, gg переключающем трансформаторе 4 и силовом трансформаторе 5, устройство б запуска, выпрямитель 7, сглаживающий фильтр 8, исполнительный элемент 9, состоящий из транзистора 10, тиристора 11, токоограничи- . тельного резистора 12, дополнитель.ного выпрямителя 13 с емкостным фильтром 14, узел 15 управления, в контурах которого изображена принципиальная схема формирователя, представ4О ляющего собой заторможенный магнитотранзисторный релаксатор, выполненный на транзисторе 16 и трансформаторе 17, конденсатор 18. Силовой переход транзистора 10 подключен к упранляющему

45 переходу транзистора 3, а его база через тиристор 11 и резистор 12 к конденсатору фильтра 14 дополнительного выпрямителя 13, подключен- ного к обмотке положительной обратной

5g связи Н-1 трансформатора 4 иннертора 1. Управляющий переход тиристора

11 подключен к выходной обмотке трансформатора 17 узла 15 управления, вход которого связан с выходными выводами.

Конвертор работает следующим об: разом.

В момент возникновения перегрузки, короткого замыкания или перенапряжения на выходе конвертора .с узла 15 управления через управляющий переход ф0 транзистора 10 подается сигнал на .Управляюций переход тиристора 11, в результате чего последний открывается и через уйравляющий переход транзистора 10 начинает протекать ток, 65 ограниченный резистором 12. Происходит

780112 включение транзистора, который своим силовым переходом шунтирует уп.равлякщий переход транзистора 3 инвертора, что приводит к срыву его генерации. Необходимая длительность включенного сбстояния тиристора 11 для надежного срыва генерации ин5 вертора определяется постоянной времени емкостного фильтра 14 и резистора 12.

После разряда конденсатора 14 tQ запираются тиристор 11 и транзистор

10. Инвертор может возобновить свою работу после отключения и повторного включения напряжения входного источника, так как одиночный импульс запуска устройства 6 возникает только в момент включения входного источника.

При отсутствии конденсатора 18 всякое скачкообразное измеиение напряжения приводит к перезаряду паразитной емкости между обмотками

17 и 17„ трансформатора 17 по цепи шины питания формирователя, емкость, управляющий участок тиристора 11, эмиттерный переход транзистора 10, 25 минус источника в результате включает тиристор 11, вызывая срыв генерации инвертора. Несомненным достоинством данного метода является то, что подключение конденсатора 18 со- 30 вершенно не снижает быстродействия узла защиты.

Если применить тиристорный оптрон в узле защиты (им заменяется тиристор 11 и формирователь узла 15 35 управления), то повышение его помехоустойчивости производится также, как и на фиг. 1, конденсатор 18 включается между общей шиной испол нительного элемента 9 и шиной питания входа тиристорного оптрона.

Используемый узел защиты в конверторе фиг. 1 можно применить в любом силовозбуждакщемся конверторе.

Если в конверторе используется ин- 1 45 вертор, выполненный по мостовой:схеме (см. фиг. 2), то в исполнительном элементе используется два транзистора

10-10, силовые переходы которых подключены к управлякщим переходам тран- 50 зисторов 2 и 3, соединенных эмитте рами. Узел защиты фяг. 1 и фиг. 2 можно также йспользовать в конверто- ре с .посторонним возбуждениеМ, только s этом случае исполнительный элемент 9 подключается не к усилителю мощности, а к задающему генератору, и последний должен запускаться одиночным импульсом.

Использование HGBblx элементов транзисторов дополнительного выпрямителя с емкостным фильтром конденсатора ° выгодно отличает конвертор от прототипа, так как уменьшены его габариты. и aec,êðoìå того,повышена помехоустойчивость узла защиты.

Формула изобретения

1. Самовозбуждаыщийся конвертор, содержащий двухтактный транзисторно-трансформаторный инвертор с устpoAcTBoM çàïóñêà, выпрямитель, фильтр, узел защиты, состоящий из подключенного Ко входу инвертора исполнительного элемента, представляющего собой цепочку из последовательно соединенных резистора тиристора и дополнительной обмотки трансформатора, инвертора и узла управления, вход которого соединен с выходом конвертора, а выход — с управляющим переходом тиристора, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью уменьшения габаритов и массы, в него дополнительно введены вспомогательный выпрямитель с емксстным фильтром и транзистор, силовой переход которого подключен к управляющему переходу одного из транзисторов инвертора а его база через упомянутые последовательно соединенные резистор и тиристоры исполнительного элементах выходу емкостного фильтра вспомогательного выпрямителя, подсоединенного к.одной из обмоток положительной обратной связи трансформатора инвертора.

2. Конвертор по п. 1, о т л uz а ю щ и и .с я тем, что с целью повышения помехоустойчивости узла защиты, между шиной питания формирователя узла управления и общей шиной исполнительного элемента включен конденсатор.

780112

Составитель И. Никитин

Редактор Г. Ilpycosa Техред д. Гаврилешко Корректор Я. Стец

Заказ 9338/20 .: . :,: .Мираж 783 : Поднисное

ВНИИПИ ГосударйФвенного комитета СССР по делам изобретений и открыгий

113035, ИоскВа " Ж-35, Раужская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патайт г. Ужгород, ул. Проектная,,