Устройство реверсирования тока в нагрузке Советский патент 1990 года по МПК H03K17/60 

315823 48

Изобретение относится к автоматике и импульсной технике и может быть использовано для реверсирования постоянного тока в нагрузке по заданной программе.

Цель изобретения - повышение надежности за счет исключения возможности появления сквозного тока и использования меньшего количества выпрямителей и транзисторов.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства реверсирования тока в нагрузке.

Устройство содержит первый транс- форматор 1 с обмотками 2 - 4, шины источника (5 переменного напряжения, второй трансформатор 6 с обмотками

7 и 8, первый мостиковый выпрямитель 9, третий трансформатор 10 с обмот- ками И и 12, второй мостиковый вып- рямитель 13, два электронных ключа 14 и 15 на транзисторах разного типа проводимости, третий и четвертый электронные, ключи на транзисторах 1б и 17, первый и второй резисторы 18 и 19, нагрузку 20 и шины 21 управления.

Первичная обмотка 2 трансформатора 1 соединена с шинами источника 5 переменного напряжения, вторичная обмотка 3 этого трансформатора соединена с первичной обмоткой 7 второго трансформатора 6 первым выводом непосредственно, а вторым - через лер- вый электронный ключ 14, вторичная обмотка 4 первого трансформатора 1 соединена с первичной обмоткой 11 третьего трансформатора 10 первым выводом непосредственно, а вторым - через второй электронный ключ 15 входы первого мостикового выпрямителя 9 подсоединены к вторичной обмотке 8 трансформатора 6, а первый выход выпрямителя 9 соединен с эмиттером транзистора 16, второй выход этого выпрямителя соединен с коллектором транзистора 17, вторым входом нагрузки 20 и через первый резистор 18 с базой транзистора 16, коллектор которого соединен с первым входом нагрузки 20, вторым выходом мостико еого выпрямителя 13 и через второй резистор 19 с базой транзистора 17, эмиттер которого соединен с первым выходом второго выпрямителя 13.

Устройство работает следующим образом.

0

5

0

5

0

5

0

5

В исходном состоянии напряжение на шинах 21 управления равно нулю, напряжение с вторичных обмоток 3 и Ц, трансформатора 1 не подается на обмотку 7 трансформатора 6 и обмотку 11 трансформатора 10, так как закрыты электронные ключи 14 и 15- В результате напряжение на выходах выпрямителей 9 и 13 отсутствует и ток через нагрузку 20 равен нулю.

При появлении постоянного напря- жения на шинах 21 управления (плюс источника - на базы транзисторов, а минус - на эмиттеры транзисторов электронных ключей 14 и 15) открывается электронный ключ 14 и обмотка 3 трансформатора 1 подключается к обмотке 7 трансформатора 6. В результате на выходе первого выпрямителя 9 появляется постоянное напряжение, положительный потенциал которого с первого выхода выпрямителя 9 прикла дывается к эмиттеру транзистора 16, а отрицательный потенциал с второго выхода выпрямителя 9 прикладывается к второму входу нагрузки 20 и через первый резистор 18 к базе транзистора 16. В результате этого транзистор 16 переходит в режим насыщения и на первом входе нагрузки 20 появляется положительный потенциал с первого выхода выпрямителя 9. Через нагрузку 20 от ее первого входа к второму вхо- ду потечет ток, величина которого определяется этим напряжением И сопротивлением нагрузки.

Для изменения направления тока в нагрузке 20 на противоположное необходимо на шины 21 управления подать постоянное напряжение так, чтобы отрицательный полюс этого напряжения был приложен к базам транзисторов ключей 14 и 15, а положительный полюс - к эмиттерам этих же транзисторов. В этом случае открывается электронный ключ 15 (электронный ключ 14 закрыт) и обмотка 4 трансформатора 1 подключается к обмотке 11 трансформатора 10. На выходе второго выпрямителя 13 появляется постоянное напряжение, положительный потенциал которого подается на эмиттер транзистора 17, а отрицательный - на первый вход нагрузки 20 и через второй резистор 19 на базу транзистора 17. Транзистор 17 переходит в режим 1насыщения, и на втором входе нагрузки 20 появляется положительный потенциал с первого выхода выпрямителя 13. Через нагрузку 20 от ее второго входа к первому входу потечет ток, величина которого определяется- этим напряжением и сопротивлением нагрузки. Направление тока в нагрузке 20 изменилось на противоположное.

Раздельное питание транзисторов 16 и 17 является основной мерой, исключающей возможность появления сквозного тока.

На транзисторе 1б (или 17) практически нет потерь мощности источника по сравнению с известным устройством в котором транзисторы мостового переключателя при изменении величины тока должны использоваться как огранчительные сопротивления, на которых гасится лишнее напряжение. Это повышает КПД предлагаемого устройства, облегчает тепловые режимы-транзисторов по сравнению с известным устройством.

Формула изобретения

Устройство реверсирования, тока в нагрузке, содержащее первый трансформатор, первичная обмотка которого подключена к шинам источника переменного напряжения, первый вывод первой вторичной обмотки соединен с первым выводом первичной обмотки второго трансформатора, их вторые выводы соединены через первый электронный ключ на транзисторе одного типа проводимости, первый вывод второй вторичной обмотки первого трансформато- ра соединен с первым выводом первич

0

5

0

5

0

ной обмотки третьего трансформатора, их второе выводы соединены через второй электронный ключ на транзисторе другого типа проводимости, управляющие выводы первого и второго электронных ключей подключены к шинам управления, выходы вторичной обмотки второго трансформатора соединены с входными выводами первого мрстикового выпрямителя, первый выходной вывод которого соединен с первым силовым выводом третьего электронного ключа на транзисторе, второй силовой вывод которого соединен с первым выводом нагрузки, выводы вторичной обмотки третьего трансформатора соединены с входными выводами второго мостикового выпрямителя, первый выходной вывод которого соединен с первым силовым выводом четвертого электронного ключа на транзисторе, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности за счет исключения возможности появления сквозного тока и использования меньшего количества выпрямителей и транзисторов, введены два резистора, причем первый резистор включен между управляющим входом третьего электронного ключа на транзисторе и вторым выходным выводом первого мостикового выпрямителя, который подключен к второму выводу на|- рузки и второму силовому выводу четвертого электронного ключа на транзисторе, управляющий вход которого через второй резистор соединен, с вторым выходным выводом второго мостикового выпрямителя и первым силовым выводом третьего транзисторного ключа.

Изобретение может быть использовано в устройствах реверсирования постоянного тока в нагрузке по заданной программе. Цель изобретения - повышение надежности за счет исключения возможности появления сквозного тока и использования меньшего количества выпрямителей и транзисторов. Устройство содержит трансформаторы 1, 6 и 10, два электронных ключа 14, 15 на транзисторах разного типа проводимости, мостиковые выпрямители 9, 13, третий и четвертый электронные ключи на транзисторах 16, 17. За счет введения двух резисторов 18, 19 и соответствующего подключения транзисторов 16, 17 к выходам мостиковых выпрямителей 9, 13 и к нагрузке 20 исключается возможность протекания сквозного тока и значительно сокращается количество полупроводниковых элементов. 1 ил.