Автономный инвертор с защитой от токовых перегрузок Советский патент 1984 года по МПК H02M7/537 H02H7/122 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах вторичного электропитания для преобразования од ного уровня постоянного напряжения в другой или для преобразования постоянного напряжения в переменное. Известен автономный инвертор с за щитой транзисторов от перегрузок по току, который содержит подключенный к входньм выводам транзисторный авто генератор с общим базовым резистором и управляемый кл1рч, соединенный с узлом управления lj . Недостатком устройства является низкий КПД,обусловленный необходимостью применения коммутирующих узлов по цепям питания. Наиболее близким по технической супщости к изобретению является устройство, содержащее транзисторный автогенератор с общим базовым резистором,- управляемьш ключ, соединенный с узлом управления, причем узел управления вьшолнен в виде триггера, выход которого подсоединен к входу управляемого ключа, один выход - к выходу узла коммутации, другой - к выходу элемента задержки, входы узла коммутаций и узла задержки подсое динены соответственно к дополнительной обмотке трансформатора и выходным выводам источника питания --Г) . Недостаток устройства - сложность и низкий КПД, обусловленный наличием .дополнительных источников питания. Цель изобретения - упрощение устройства и повьшение КПД. Поставленная цель достигается тем, что в автономный инвертор с защитой от токовых перегрузок, содержа щий узлы задержки и транзисторньш автогенератор с трансформаторной связью, подключенньй к входным выво дам, введены два узла защиты, каждый из которых состоит из первого резис тора, первого диода и оптрона, причем анод фототиристора и катод свет диода последнего соединены с базой соответствующего транзистора автоге .нератора, эмиттер которого подключе к катоду фототиристора, а коллектор к катоду первого диода, анод которо го соединен с анодом светодиода и соответствующим выходом узла задерж ки, причем вход последнего через пе вый резистор подключен к точке сое:динения базовой обмотки и базового резистора автогенератора. Кроме того, узлы защиты снабжены параллельными цепями, одна ветв1 которых состоит из последовательно соединенных дополнительной обмотки трансформатора, второго резистора и второго диода, а другая ветвь - из конденсатора, причем указанные цепи включены между базой соответствующего транзистора и анодом фототиристора. На фиг. 1 представлена функциональная схема автономного инвертора с защитой от токовых перегрузок, на фиг. 2 - вариант выполнения узла защиты. Автономный инвертор содержит узлы 1 и 2 задержки, транзисторный автогенератор 3, подключенный к входным вы водам 4 и 5, узлы 6 и 7 защиты, состоящие из первого резистора 8, диода 9 и оптрона 10, анод фототиристора и катод светодиода которого соединены с соответствующей базой транзистора 11каждого плеча автогенератора, катод фототиристора соединен с эмиттером, а коллектор - с анодом первого диода, анод которого подключен к аноду светодиода и выходу соответствующего узла задержки, причем вход последнего через первый резистор подключен к точке соединения базовой обмотки 12 и базового резистора 13. Узлы 6 и 7 защиты (фиг. 2) содержат параллельную цепь, одна ветвь которой состоит из последовательно соединенных дополнительной обмотки трансформатора 14, второго резистора 15 и второго диода 16, а другая из конденсатора 17, причем параллельная цепь включена между базой транзистора 11 и анодом фототиристора 10. Автономный инвертор работает следующим образом. При подключении инвертора к входным выводам напряжение поступает на автогенератор 3, который переводится в динамический режим, и в выходной цепи трансформатора появляется переменное напряжение прямоугольной формы. ПРИ появлении положительного потенциала на одной из базовых обмоток 12трансформатора транзистор 11 того или иного плеча инвертора открывается, при этом узах задержки 1 или 2 блокирует действие узла защиты 6 или 7 на время включения транзистора 11.

3.11

Ток от базовой обмотки 17- протекает в этом случае по двум цепям: базовый резистор 13 - базо-эмиттерный переход транзистора (открытого) 11 и резистор 8 - узел 1 задержки - диод 9 - коллектор-эмиттерный переход транзистора 11.

В случае увеличения тока нагрузки выше критической величины или при коротком замыкании в цепи нагрузки транзистор 11 выходит из состояния насьпцения в активную область. Напряжение на его коллекторе при этом возрастает и при равенстве нулю падения напряжения на переходе коллектор база, ток от базовой обмотки 12 тран форматора начинает протекать по цепи светодибда оптрона 10, вызывая срабатывание фототиристора. Транзистор 11 закрывается, прерывая тем самым аварийньш ток.

Форсированное запирание транзистора осуществляется при помощи параллельной цепочки. Резистор 15 служит для ограничения зарядного тока конденсатора 17, а диод 16, исключает возможность его перезаряда в обратную полярность.

Такое построение узла защиты позволяет минимальный рабочий базовый ток транзистора 3g ,1 с сохранением высокого уровня надежности,

24

тогда как обьмно для обеспечения надежной работы базовый ток выбирается с большим запасом.

Транзисторы не успевают войти в

активную область достаточно глубоко, так как узел защиты срабатывает при О, а значит и УХЭ имеет величину, мало отли1ающуюся от величины в режиме насыщения.

Устройство позволяет снизить уровень сквозного тока, поскольку узел защиты постоянно контролирует величину J ;j и не позволяет ему возрасти до величины более, чем (3 . гоА,

В самовозбуждающихся преобразователях при перегрузках происходит срыв генерации, однако это происходит при токах коллектора, во много раз превышаюР1Их 3 цо тогда как в

устройстве срабатывание узла защиты происходит при k

Таким образом, изобретение позволяет получить высокий КПД за счет уменьшения динамических потерь в

транзисторах автогенератора, так как узел защиты принимает участие при переключении транзисторов на границе перехода их из области насьпцения в активную область, и упростить схему

автономного инвертора за счет исключения дополнительных источников питания.

Г

1. АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР С ЗАЩИТОЙ ОТ ТОКОВЫХ ПЕРЕГРУЗОК, содержащий узлы задержки и транзисторный автогенератор с трансформаторной об-ратной связью, подключенный к входным выводам, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения КПД, введены два узла защиты, каждый из которых состоит из первого резистора, первого диода и оптрона, причем анод фототиристора и катод светодиода п следнего соединены с базой соответствующего транзистора автогенератора, эмиттер которого подключен к катоду фототиристора, а коллектор - к катоду первого диода, анод которого соединен с анодом светодиода и соответствующим выходом узла задержки, при этом вход последнего через первый резистор подключен к точке соединения базовой обмотки и базового резистора. 2. Инвертор по п. 1, отличающийся тем, что что узлы защиты снабжены параллельными цепями, одна из ветвей которых состоит из-последовательно соединенных дополнительной обмотки трансформатора, второго резистора и второго диода, другая ветвь - из конденсатора, причем указанные цепи включены между базой транзистора и анодом фототиристора.

А

т

П1

J

tr

сг

-«м

5:5

to