Устройство защиты нагрузки в цепи переменного тока Советский патент 1983 года по МПК H02H3/08 

1

изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в разработках вторичных источников питания .радиоэлектронной аппаратуры.

По основному авт. св. № 892556 известно устройство защиты нагру-зки в цепи переменного тока, содер({а1цее замыкающий контакт коммутатора, включенный между первой входной клеммой и первой клеммой для подключения нагрузки, статический выключатель, переменного тока, состоящий из двух силовых тиристоров, включенных встречнопараллельно друг другу, при этом анод первого силового тиристора соединен с катодом второго силового тиристора и второй клеммой для подключения нагрузки, катод первого силового тиристора соединен с анодом второго силового тиристора и второй входной клеммой, транзистор, коллектор которого соединен с управляющим электродом второго силового тиристора, эмиттер с катодом первого диода и с одним из

выводов первого конденсатора, второй вывод которого соединен с катодом второго силового тиристора, айод первого диода через первый резистор соединен с первой клеммой для подключения нагрузки и через второй резистор с базой транзистора, стабилитрон и второй конденсатор, трансформатор, первая обмотка которого подключена между первой-клеммой для подключения

10 нагрузки и второй входной клеммой, второй транзистор которого соединен с управляющим электродом первого силового тиристора, эмиттер - с катодом указанного тиристора и через второй

15 конденсатор и третий резистор - с коллектором второго транзистора, вторая обмотка трансформатора одним выводом через второй диод соединена с точкой соединения второго конденсато20ра и третьего резистора, второй вывод первой вторичной обмотки трансформатора соединен-со средней точкой третьей обмотки и второй входной клеммой, вы310032234

воды второй вторичной обмотки соеди- Устройство содержит замыкающий коннены с анодами выпрямительных диодов, катоды которых соединены с выводами третьего конденсатора и потенциометра, вторые выводы которых соединены со второй входной клеммой, третий транзистор, база которого соединена с движком потенциометра, эмиттер - к источнику опорного напряжения на стабилитроне, коллекторы через четвертый и пятый резисторы - к эмиттеру второго транзистора, база которого соединена с точкой соединения указанных резисторов Cl. Известное устройство предназначено для защиты однофазной нагрузки в цепи переменного тока. Защиту многофазной нагрузки осуществите невозможно. Цель - расширение функциональных возможностей путем защиты многофазной нагрузки. Поставленная цель достигается тем, что в устройство защиты нагрузки в цепи переменного тока, введен блок развязки, включенный между переходом коллектор - эмиттер второго транзистора и переходом управляющий электрод - катод первого силового тиристора, и состоящий из транзистора, диодного моста переменного тока, общая точка соединения катодов которого под ключена к коллектору, а общая точка соединения анодов - к эмиттеру транзистора и развязывающего трансформатора, первичная обмотка которэого одним выводом подключена к первой клемме для подключения нагрузки, а другим выводом, через диагональ диодного моста соединена с второй входной клеммой, при этом один вывод вторичной об мотки развязывающего трансформатора подключен к аноду выпрямительного диода, катод которого соединен с одним из выводов конденсатора и резистора, другие выводы которых подключены к другому выводу вторичной обмотки развязывающего трансформатора. Это позволяет расширить функциональные возможности устройства защиты нагрузки в цепи переменного тока за счет применения гальванической развязки между переходом коллекторэмиттер второго транзистора и переходом управляющего электрода - катода первого силового тиристора статического выключателя. На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства

такт 1 коммутатора, трансформатор с Ьервой 3, второй k, третьей 5 обмотками, выпрямительные диоды 6 и 7, первый 8, второй 9 третий 10 транзисторы, первый 11, второй 12 силовые тиристоры; диоды 13 и 1, конденсатор. 15, нагрузку 16, конденсатор 17, стабилитрон 18, резисторы , потенциометр 25, входные клеммы 2б, конденсатор 27, блок 28 развязки, состоящий из транзистора 29, диодного моста 30 переменного тока на диодах-31-3, развязывающего трансформатора 35 с первой 36 и второй 37 обмотками, выпрямительный диод 38, конденсатор 39. резистор 40. Первичная обмотка 3 трансформатора 2 подключена между первой клеммой для подключения нагрузки и второй входной клеммой. Вторичная обмотка k первым выводом подключена к аноду диода 1, катод которого соединен с конденсатором 27 и резистором 22. Второй вывод обмотки k соединен со средним выводом обмотки 5 с конденсатором 17, потенциометром 25, резистором 19 и 2k, эмиттером транзистора 9 и конденсатором 27. Выводы обмотки 5 соединены с конденсатором 17 потенциометром 25 и катодом стабилитрона 18. База транзистора 10 соединена с движком пoтeнциoмefра 25, эмиттер соединен с анодом стабилитрона 18 и резистором 19, коллектор через резистор 23 соединен с-резистором 2k и базой транзистора 9, коллектор которого соединен с резистором 22. База и эмиттер транзистора 29 соединены с коллектором и эмиттером транзистора 9 соответственно. Диодный мост 30 переменного тока общими точками соединения катодов диодов 31 и 33 и анодов диодов 32 и 3 подключен к коллектору и эмиттеру транзистора 29 соответственно. Общая точка соединения анода диода 31 и катода диода 32 подключена к второй входной клемме. Общая точка соединения анода диода 33 и катода диода 3 подключена к концу первичной обмотки 36 трансформатора 35, начало которой подключено к первому выводу нагрузки. Конец вторичной обмотки 37 подключен к аноду диода ЗВ, катод которого соединен с конденсатором 39, резистором kQ и управляющим электродом первого силового тиристора 11. Начало вторичной обмотки 37 подключено к другим выводам конденсатора 39, резистора 40 и катоду tHpHCTOpa 11. Анод тиристора 11 соединен с катодом тиристора 12 и второй клеммой для подключения нагрузки. Катод тиристора 11 соединен с анодом тиристора 12 и второй входной клеммой. Ко 1лектор транзистора 8 соединен с управляющим электродом второго силового тиристора 12, катод через конденсатор 15 соединен с эмиттером транзистора 8 и катодом диода 13, анод которого соединен с общей точкой резисторов 20 и 21. Второй конец резистора 20 соединен с первой клеммой подключения нагрузки. Устройство работает следующим образом. Исходный режим характеризуется тем что напряжение в цепи питания имеет номинальное значение. В обмотках k и 5трансформатора 2 также установившиеся номинальные напряжения. Напряжение с обмотки 5 выпрямляется диодами 6и 7 и поступает на потенциометр 25, с движка которого снимается входное напряжение, которое меняется пропорционально изменениям сети и подается на базу транзистора 10. На стабилитроне 1В, включенном параллельно потен циометру 25 через резистор 19, образуется опорное напряжение, которое остается всегда постоянным независимо от напряжения сети. На переходе база-эмиттер транзистора 10 происходит сравнение входного и опорного напряжений. В результате на базе относительно эмиттера появляется напряжение рассогласования, полярность которого зависит от величины входного напряжения. Порог срабатывания устройства защиты устанавливается потенциометром 25, поэтому при номинальном значении напряжения сети отрицательное входное напряжение всегда меньше положительного опорного напряжения. Таким образом, на базе транзистора 10 при номинальном значении напряжений сети будет преобладать напряжение со знаком плюс, при этом транзистор 10 закрыт, транзистор 9 также закрыт. Напряжение, снимаемое с перехода коллектор-эмиттер транзистора 9 пода ется на переход база-эмиттер транзистора 29 блока 28 развязки. Транзистор 29 открыт и шунтирует своим переходом коллектор-эмиттер выход диодного моста 30 переменного тока. В результате первичная об.мотка 36 развязывающего :Трансформатдра 35 оказывается подключенной между первым выводом нагрузки и второй питающей клеммой. Напряжение, снимаемое с вторичной обмотки 37, выпрямляется диодом 38 и подается на управляющий электрод тиристора 1Т. Тиристоры 11 и 12 открываются. Повышение напряжения на клеммах питания до величины установленного порога срабатывания вызовет на движке потенциометра 23 пропорциональное увеличение входного напряжения. В результате на базе транзистора 10 произойдет увеличение отпирающего напряжения, транзистор 10 открывается, в базе транзистора 9 появляется ток, транзистор открывается. Напряжение на базе транзистора 29 уменьшится до нуля, транзистор закрывается. В результате происходит разрыв диодным мостом 30 цепи питания первичной обмотки 36. На управляющем электроде тиристора 11 исчезает.управляющий СИ1- нал и тиристоры 11 и 12 закрываются. В закрытом состоянии тиристоры будут находиться до тех пор, пока напряжение сети на питающих клеммах не уменьшится до допустимого рабочего значения. Предлагаемое устройство расширяет его функциональные возможности путем, защиты многофаз.нЬй нагрузки достигается за счет применения гальванической развязки между выходом пороговой схемы (коллектор-эмиттер второго транзистора) и переходом управляющий электрод - катод первого силового тиристора статического выключателя. Формула изобретения Устройство защиты нагрузки в цепи переменного тока по авт. св. №892556, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введен блок развязки, включенный между переходом коллектор - эмиттер второго транзистора и переходом управляющий электрод-катод первого силового тиристора и состоящий из транзистора, диодного моста переменного тока, общая точка соединения катодов которого подключена к коллектору, а общая точка соединения анодов - к эмиттеру транзистора, и развязывающего трансформатора, первичная обмотка которого одним выводом подключена к первой клемме для iподключения нагрузки, а другим выво710032238

ддм через диагональ диодного моста гие выводы которых подключены к друсоедчнена с второй входной клеммой, гому выводу вторичной обмотки развр

этом один вывод вторичной обмотки развязывающего трансформатора подключен к аноду выпрямительного диода, j катод которого соединен с одним из выводов конденсатора и резистора, друзьгеающего трансформатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР

№ 892566, кл. Н 02 Н 3/08, 1980.