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

- Jf

сд

о

00

о

Изобретение относится к элекротехнике и может быть использовано во взрывоза- щищенной аппаратуре, эксплуатируемой во взрывоопасной атмосфере предприятий горной, нефтехимической и газовой промышленности.

Цель изобретения - упрощение, повышение надежности, активной искробезопас- ной мощности и КПД источника питания.

На фиг. 1 представлена схема искро- безопасного источника питания; на фиг. 2 - нагрузочные характеристики прототипа (кривая А), данного источника (кривая Б) и источника постоянного тока с идеальной прямоугольной характеристикой (кривая С).

Искробезопасный источник питания (фиг. 1) содержит трансформатор 1, переключающие транзисторы 2, 3 и токоограни- чивающие транзисторы 4, 5 с установочным резистором 6. Транзисторы 2, 3 соединены с

10

15

ния в источнике позволяет достигнуть активной искробезопасной мощности источника на постоянном токе, имеющего аналогичные параметры тока короткого замыкания и напряжения холостого хода, сохраняя при этом все преимущества переменного тока. При идеальной нагрузочной характеристике, при которой ток нагрузки равен току короткого замыкания (кривая С), для источника постоянного тока максимальная полезная мощность выражается площадью Оаьс, которая для прототипа и рассматриваемого источника является полной мощностью, определяемая произведением их амплитудных значений тока короткого замыкания и напряжения холостого хода. Получить такую идеальную характеристику практически невозможно, поэтому характеристики реальных источников расположены ниже кривой 3.

Для данного источника максимально пообмотка ми трансформато7а Т по схеме мул ь: 20 езная мощность пропорциональна максиму- тивибратора Роера В их выходные (кол- У ФУнкЦии, выражающей площадь прямо угольника Odej- кпд источника определяетлекторные) цепи включены по схеме с общей базой токоограничивающие транзисторы 4, 5. Искробезопасный источник питания работает следующим образом. Питающее по- 25 стоянное напряжение, преобразованное мультивибратором Роера 1, 2, 3 в переменное напряжение прямоугольной формы подается к нагрузке через токоограничивающие транзисторы 4, 5, выходными харакся отнощением площадей к Оаьс, выражающих полезную и полную мощность источника соответственно. С увеличением жесткости нагрузочной характеристики величина КПД стремится к 1.

Таким образом, Искробезопасный источник питания расширяет возможности внедрения взрывозащищенного электрооборудоватеристиками которых формируется нагрузоч- 30 ния в отраслях промышленности со взрыво- ная характеристика источника (фиг. 2, кривая Б).

При токе нагрузки меньшем тока насыщения транзисторов 4, 5 их выходное сопротивление мало. Увеличение нагрузочного тока выше номинального значения перево- 35 лит транзисторы 4, 5 в режим насыщения со значительным ростом их выходного сопротивления. В режиме короткого замыкания падение напряжения на них достигает величины напряжения питания.

Резистором 6 устанавливается требуемый ток нагрузки. Включение токоограни- чивающих транзисторов 4, 5 в коллекторные цепи переключающих транзисторов 2, 3 позволяет обходиться без дросселя, ограниопасной атмосферой и повышает без.опас- ность ведения работ во взрывоопасных средах.

Формула изобретения

Искробезопасный источник питания, содержащий трансформатор, первый и второй транзисторы, резистор, источник постоянного тока, положительный полюс которого через .,, резистор подключен к эмиттеру первого транзистора, коллектор которого через первичную обмотку трансформатора соединен с коллектором второго транзистора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, активной искробезопасной мощности

чивающего в схеме прототипа ток в режиме45 и КПД, дополнительно введены вторая и

короткого замыкания при внутренних пов-третья первичные обмотки трансформатора,

реждениях. Любое внутреннее повреждениеобщая точка соединения которых имеет

в предлагаемом источнике питания - зако-клемму для подключения щинки с нулевым

рачивание переходов любого транзистора илипотенциалом, третий и четвертый транзисобрыв любой их внешней цепи - приво-торы, эмиттеры которых соединены между

дит к насыщению трансформатора 1 преоб-50 собой непосредственно, а базы через послеразователя и обесточению его выходныхдовательно включенные вторую и третью перцепей.вичные о&мотки трансформатора, коллектоОтсутствие дросселя с индивидуальнымры третьего и четвертого транзисторов соеэлементом искрозащиты наряду с упроще-динены соответственно с базами первого и

нием схемы повышает ее надежность, поз-второго транзисторов, эмиттер второго транволяет сформировать жесткую нагрузочную зистора подключен к эмиттеру первого транхарактеристику и обеспечить высокий КПД данного источника питания. Кроме того, прямоугольная форма выходного напряжезистора, средняя точка первичной обмотки трансформатора соединена с отрицательным полюсом источника питания.

0

5

ния в источнике позволяет достигнуть активной искробезопасной мощности источника на постоянном токе, имеющего аналогичные параметры тока короткого замыкания и напряжения холостого хода, сохраняя при этом все преимущества переменного тока. При идеальной нагрузочной характеристике, при которой ток нагрузки равен току короткого замыкания (кривая С), для источника постоянного тока максимальная полезная мощность выражается площадью Оаьс, которая для прототипа и рассматриваемого источника является полной мощностью, определяемая произведением их амплитудных значений тока короткого замыкания и напряжения холостого хода. Получить такую идеальную характеристику практически невозможно, поэтому характеристики реальных источников расположены ниже кривой 3.

Для данного источника максимально поугольника Odej- кпд источника определяется отнощением площадей к Оаьс, выражающих полезную и полную мощность источника соответственно. С увеличением жесткости нагрузочной характеристики величина КПД стремится к 1.

Таким образом, Искробезопасный источник питания расширяет возможности внедрения взрывозащищенного электрооборудования в отраслях промышленности со взрыво-

опасной атмосферой и повышает без.опас- ность ведения работ во взрывоопасных средах.

Формула изобретения

Искробезопасный источник питания, содержащий трансформатор, первый и второй транзисторы, резистор, источник постоянного тока, положительный полюс которого через резистор подключен к эмиттеру первого транзистора, коллектор которого через первичную обмотку трансформатора соединен с коллектором второго транзистора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежзистора, средняя точка первичной обмотки трансформатора соединена с отрицательным полюсом источника питания.

6 .С

фи5.2

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во взрывозащищенном электрооборудовании, эксплуатируемом во взрывоопасной атмосфере предприятий горной, нефтехимической и газовой промышленности. Цель изобретения - повышение надежности, активной искробезопасной мощности и КПД. Цель достигается тем, что из источника питания исключается элемент, ограничивающий ток короткого замыкания в аварийных режимах, который приводит к увеличению жесткости нелинейной нагрузочной характеристики. Выходное переменное напряжение прямоугольной формы позволяет достигнуть активной искробезопасной мощности источника на постоянном токе. Искробезопасный источник питания содержит источник постоянного тока, токоограничивающие нелинейные элементы, включенные последовательно с нагрузкой. Новым в источнике является включение нелинейных токоограничивающих элементов в выходные цепи переключающих элементов преобразователя напряжения прямоугольной формы (мультивибратора Роера), запитанного от источника постоянного тока. 2 ил.