Искробезопасный источник питания переменного тока Советский патент 1989 года по МПК E21F9/00 

кой которого является выходной трансформатор 4, к точкам подключения которого к усилителю 3 могцюсти подсоединены входы двухтактного амплитуд- ного детектора 5, выход которого подключен к входу схемы 6 управления, нагрузкой которой является управляющая цепь токового ключа 7, через который напряжение источника 1 постоян ного тока подается на задающий генератор 2.

Принцип действия источника заключается в следующем.

В номинальном режиме работы схема 6 управления поддерживает токовый ключ 7, через которьй осуществляется питание задающего генератора 2, во включенном состоянии, что обеспечивает нормальную работу преобразователя с независимым возбуждением (усилителя 3 мощности и выходного трансформатора 4). Амплитуда коллекторного напряжения транзисторов усилителя 3 мощности близка к удвоенному напряжению источника 1 постоянного тока, при этом напряжение на выходе двухтактного амплитудного детектора 5 максимально, что соответствует требуемому состоянию схемы 6 управления При коротком замыкании или перегрузке в любой из обмоток выходного трансформатора 4 амплитуда коллекторного напряжения транзисторов усилителя 3 мощности уменьшается, уменьшается и выходное напряжение амплитудного детектора 5, и при достижении им определенного значения, соответствующего допустимой искробезопасной мощности, схема 6 управления закрывает токовый ключ 7, обесточивая тем са- Mbw задающий генератор 2, При э.том транзисторы усилителя 3 мощности закрываются, отключая тем самым выходной трансформатор 4 от источника 1 постоянного тока.

Усилитель 3 мощности искробезопас ного источника переменного тока выполнен по двухтактной схеме на силовых транзисторах 8 и 9, работающих в режиме переключения. Управление силовыми транзисторами 8 и 9 осуществляется с помощью управляюпцгх дтзанзисторов 10 и 11, коллекторы которых соответственно через резисторы 12 и 13 подсоединены к соответствующим базам силовьк транзисторов 8 и 9. Управляющие транзисторы 1(1 и 11

5

5 5 0 5

O 5

также работают в режиме переключения, поэтому токи баз силовых трантзисто- ров 8 и 9 определяются напряжением источн1гка 1 постоянного тока и значением сопротивления резисторов 12 и 13. Задающий генератор 2 выполнен в В1аде симметричного мультивибратора на транзисторах 14 и 15. Скважность колебаний равна двум, частота колебаний определяется конденсаторами 16 и 17 и составляет десятки килогерц. Противофазные выходные напряжения задающего генератора 2 подаются на входы управляюпрта транзисторов 10 и 11 через согласующие эмиттерные повторители на транзисторах 18 и 19 и резисторы 20 и 21. Питание задающего генератора осуществляется через Токовый ключ 7, вьтол- ненный на транзисторе 22.

Двухтактный амплитудный детектор 5 состоит из двух диодов 23 и 24 и сглаживающего фильтра, образованного конденсатором 25 и резисторами 26, 27.

Схема управления состоит из двух согласующих каскадов, вьшолнеииых на транзисторе 28 по схеме с общей базой и на транзисторе 29 по схеме с общим эмиттером, и триггера иЫит- та, вьтолненного на транзисторах 30 и 31. К выходу триггера Шмитта через резистор 32 подсоединена база транзистора 22 - управляющий вход токового ключа 7.

Включение преобразователя осуществляется с помощью кнопки 33.

Искробезопасный источник переменного тока функционирует следующим образом. I

При номинальной нагрузке напряжение на конденсаторе 25 амплитудного детектора 5 максимально (оно равно удвоенному напряжению источника 1 питания постоянного тока), транзистор 28 и, следовательно, транзистор 29 схемы 6 упрешления закрыты, триггер 1Чмитта находится в таком состоянии, когда транзистор 30 открыт, а транзистор 31 закрыт. Транзистор 22 токового ключа 7 при этом открыт и тем самым обеспечивает питание задающего генератора 2. При перегрузке или коротком замыкании в любой из обмоток выходного трансформатора 4 силовые транзисторы 8 и 9, работающие с фиксированным током базы, выходят из насьш ения, амплитуда напряжения на них v-MGHbuiaeTCH, выходное напряжение амплитудного детектора 5 также уменьшается, и при определенном его значении транзисторы 28 и 29 открываются, а триггер и1митта скачком изменяет свое состояние: транзистор 30 закрывается, а транзистор 31 открьгаается. При этом закрьгоается транзистор 22 токового ключа 7, тем самым обесточивая цепь питания задающего генератора 2. Выходные напряжения задающего генератора уменьшаются по нуля, уппавпяюгше транзисторы 10 и 11 закрываются, закрьшая тем самым силовые транзисторы 8 и 9. Подача энергии в транс юрматор А прекращается, за счет чего и обеспечивается искробезопасность выхопных цепей переменного тока.

Постоянная времени сглаживающего фильтра амплитудного детектора 5 выбрана на порядок меньше периода колебаний задающего генератора 2, поэтому схема 6 управления переключается и в том случае, если из насьш1ения вьппел один из силовых транзисторов (8 или 9), т.е. в данном источнике переменного тока не требуется высокой степени идентичности силовых транзисторов 8 и 9 по коэффициенту усиления тока.

Таким образом, использование данного изобретения позволяет повысить надежность источников питания переменного тока путем полного откпюче0

5

0

5

0

5

ния первичной обмотки трансформатора от источника постоянного тока, а также обеспечить искробезопасность всех обмоток трансформатора с помощью одного узла искрозащиты.

Формула изобретения

Искробезопасный источник питания переменного тока, содержащий источник постоянного тока, преобразователь постоянного тока в переменный, состоящий из двухтактного усилителя мощности с выходным трансформатором и задающего генератора, выход которого подключен к первому входу усилителя мощности, второй вход которого соединен с выходом источника постоянного тока, отличающий- с я тем, что, с целью повышения надежности источника путем отключения цепи первичной обмотки выходного трансформатора преобразователя постоянного тока в переменный от источника постоянного тока, дополнительно введены двухтактный амплитудный детектор, схема управления, токовый кпюч, силовой вход которого соединен с выходом источника постоянного то-г ка , а управляющий вход - с выходом схемы управления, вход которой соединен с выходом амплитудного детектора, первый и второй входы которого подключены к соответствующим выходам усилителя мощности, выход токового ключа подключен к шине питания задающего генератора.

фие.2

Изобретение относится к искробезопасным источникам питания. Целью изобретения является повышение надежности искробезопасного источника питания переменного тока путем отключения цепи первичной обмотки выходного трансформатора преобразователя постоянного тока в переменный от источника постоянного тока. Для этого в схему источника, содержащего усилитель мощности с выходным трансформатором и задающий генератор, включены двухтактный амплитудный детектор, схема управления и токовый ключ, причем входы амплитудного детектора подключены к соответствующим выходам усилителя мощности, выход амплитудного детектора подключен к входу схемы управления, выход схемы управления - к управляющему входу токового ключа, через который производится питание задающего генератора. Изобретение позволяет повысить надежность источников питания переменного тока за счет полного отключения первичной обмотки трансформатора от источника постоянного тока, а также обеспечить искробезопасность всех обмоток трансформатора с помощью одного узла искрозащиты. 2 ил.