Источник вторичного электропитания Советский патент 1990 года по МПК H02M3/335 

Фаг.1

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания.

Цель изобретения - повышение надежности и упрощение конструкции.

На фиг. 1 представлена схема источника вторичного электропитания; на фиг. 2 и 3 - схемы диодного коммутатора соответственно для однотактного и двухтактного инверторов; на фиг. 4 - схема, поясняющая принцип вычисления токов в предполагаемом источнике; на фиг, 5 - схема узла управления с входом токовой защиты; на фиг. 6 - временные диаграммы, поясняющие работу источника на примере однотактного инвертора.

На временной диаграмме обозначены; ток через транзисторы инвертора l i (а), ток первой вторичной обмотки силового трансформатора 2 (б), ток его второй вторичной обмотки 1з(в), сигнал управления на выходе широтно-импульсного модулятора (ШИМ) (г), сигнал на выходе нуль-органа (Н0)(д), и напряжение на конденсаторе Uc (e).

Источник вторичного электропитания (фиг. 1) содержит инвертор 1 с блоком 2 управления на входе и силовым трансформатором 3 на выходе, его первая и вторая вторичные обмотки через соответственно первый 4 и второй 5 каналы питания соединены с соответствующими выводами 6 и 7 для подключения нагрузки, первый трансформатор 8 тока, первичной обмоткой включенный в цепь первичной обмотки силового трансформатора, второй трансформатор 9 тока, первичной обмоткой включенный в цепь второй вторичной обмотки силового трансформатора, первый 10 и второй 11 нагрузочные резисторы, первыми выводами соединенные с вторым выводом вторичной обмотки первого трансформатора 8 тока и с первым входом 12 диодного коммутатора 13, второй вход 14 которого соединен с вторым выводом второго нагрузочного резистора 11 и первым выводом вторичной обмотки второго трансформатора 9 тока, третий вход 15 соединен с вторым выводом первого нагрузочного резистора 10 и первым и вторым выводами вторичных обмоток соответственно первого 8 и второго 9 трансформаторов тока, первый выход 16 соединен с общим проводом, а второй выход 17 - с входом токовой защиты блока 2 управления, вход отрицательной обратной связи которого подключен к выводам 6 для подключения нагрузки первого канала. При использовании однотактного инвертора диодный коммутатор (фиг. 2а) содержит два диода 18 и 19, анодами соединенных с вторым выходом 17, а катодами - с вторым 14

и третьим 15 входами, при этом первые вход 12 и выход 16 соединены между собой. При использовании двухтактного инвертора (фиг, 3) диодный коммутатор содержит три

первых диода 20, анодами соединенных с вторым выходом 17, а катодами соответственно с тремя входами 12,14 и 15 и анодами вторых трех диодов 21, катодами подключенных к первому выходу 16. На фиг. 4

источники 22 и 23 тока замещают трансформаторы 8 и 9 тока; на фиг. 5 блок управления 2 включает в себя ШИМ 24, выходом соединенный с управляющим входом инвертора, входом отрицательной обратной

связи - с выводами для подключения нагрузки 6, а блокирующим входом - с выхо дом нуль-органа 25. вход которого через первый суммирующий резистор 26 соединен с конденсатором 27 и вторым выходом

17 диодного коммутатора через второй суммирующий резистор 28 с источником 29 опорного напряжения, и через третий суммирующий резистор 30 - с выводами 6 для подключения нагрузки.

Источник вторичного электропитания работает следующим образом.

Широтно-модулируемые импульсы, вырабатываемые блоком 2 управления (фиг. 5г), усиливаются инвертором 1, развязываются силовым трансформатором 3, преобразуются в постоянные напряжения каналами 4 и 5 питания и подаются на выводы 6 и 7 для подключения нагрузки. При этом, если во втором канале питания используется импульсный стабилизатор, то во . второй вторичной обмотке силового трансформатора импульс тока будет меньше по длительности, чем импульс напряжения на его обмотках.

Ток первичной обмотки силового трансформатора (фиг. 6а)

l.+ -Lia+la- -,

КТ1Кт2

где i, la, 1з, KTI, Кт2 - соответственно ток

5 намагничивания, токи вторичных обмоток и коэффициент трансформации силового трансформатора, трансформируется во вторичную обмоткупервого трансформатора 8 тока с коэффициентом трансформации Km

0

,.1вКттН/.+ 1|2Ч- П|з.

Кп

КТ2

Ток второй вторичной обмотки транс- форматора 3 (фиг. 6в) трансформируется во вторичную обмотку трансформатора 9 тока с коэффициентом трансформации КТТ2,

Гз- 1з -Ктт2,

Поскольку вторичные обмотки, представляющие из себя в первом приближении источники тока (фиг. 4), включены параллельно нагрузочному резистору 10. то ток через него будет равен разности токов источника тока

1,+1 з КТТ11 + ш1з- зКтТ2+- 12. КТТ2

КТ1

При выборе коэффициентов трансформации трансформаторов тока, удовлетворяющих соотношение Ктп/Кп Ктт2, ток через нагрузочный резистор 10 будет пропорционален току намагничивания и току в первой вторичной обмотке.

Ток через нагрузочный резистор-11 будет равен току вторичной обмотки трансформатора 8 тока, в цепь которого он включен, а значит пропорционален току второй вторичной обмотки силового трансформатора.

Диодный коммутатор 13 выделяет из сигналов нагрузочных резисторов 10 и 11 больший по амплитуде, выпрямляет и пода- ет его на вход токовой защиты блока управления.

В приведенном примере конкретного выполнения (фиг. 5) полученный сигнал интегрируется конденсатором 27 (фиг. бе) и сравнивается на входе нуль-органа 25 посредством суммирующих резисторов 26, 28 и 30 с напряжением источника 29 опорного напряжения и выходным напряжением первого канала (фиг. 6д,е). При превышении тока первичной обмотки силового трансформатора тока его первой или тока второй вторичных обмоток определенной величины нуль-орган вырабатывает блокирующий сигнал, ограничивающий ширину импульса управления инвертором. В данном случае1 аварийно нарастает ток второй вторичной, обмотки силового трансформатора 3 (фиг. 6в), что вызывает рост напряжения на конденсаторе 27 и срабатывание нуль-орга- на 25. Импульс управления инвертором снимается раньше, чем в нормальном режиме

5

0

5

0

5

0 5 0 5

на время At (фиг. 6г), а через время, соответствующее времени выключения транзисторов инвертора т.Выкл, снимается импульс тока инвертора (фиг. ба.б.в), также ограниченного по длительности на время At. Напряжение на выходе источника снижается и вследствие уменьшения тока через резстор 30 (фиг. 5) уменьшается ток перегрузки. В режиме короткого замыкания остаточный ток нагрузки определяется током через резистор 28.

Формула изобретения

Источник вторичного электропитания, содержащий инвертор с силовым трансформатором на выходе, первая и вторая вторичные обмотки которого через выходные цепи подключены соответственно к первому и второму выводам, блок управления с входом токовой защиты и стабилизирующим входом, подключенным к выводу первой выходной цепи, а выходом - к управляющему входу инвертора, и первый трансформатор тока с первым нагрузочным резистором, о т- личающийся тем, что. с целью повышения надежности и упрощения, в него введены второй трансформатор тока, включенный в цепь второй вторичной обмотки силового трансформатора, второй нагрузочный резистор и диодный коммутатор, первый вход которого соединен с первыми выводами первого и второго нагрузочных резисторов и вторым выводом вторичной обмотки первого трансформатора тока, первичная обмотка которого включена в цепь первичной обмотки силового трансформатора, второй вход - с первым выходом вторичной обмотки второго трансформатора тока, второй вывод которой соединен с первым выводом вторичной обмотки первого трансформатора тока, вторым выводом первого нагрузочного резистора и третьим входом диодного коммутатора, первый выход которого подключен к общей шине, а второй - к входу токовой защиты блока управления.

It

15

3

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в источниках вторичного электропитания. Цель изобретения - повышение надежности и упрощение конструкции. В источник электропитания, содержащий ключевой преобразователь с силовым трансформатором на выходе, два выходных канала и блок управления, введены два трансформатора 8 и 9 тока, два нагрузочных резистора 10 и 11 и диодный коммутатор. Защитное отключение источника производится как при перегрузке выходных каналов, так и при перегрузки ключевого преобразователя. 6 ил.

Риг. 2

Г,

12

20

-k

Ф- . :2/-7rV/

ю

.з

a