Многоячейковый стабилизированный преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1992 года по МПК H02M3/335 

(/)

с

Использование: в устройствах вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Сущность изобретения: при помощи устройства управления (1) зарядом и разрядом конденсатора (9), когда заряд осуществляется при помощи ключа (10), управляемого импульсами со схем управления, а разряд - при помощи ключа (10), управляемого импульсами напряжения.с выхода выпрямителя. 2 ил.

VJ Оч

ю

СП

Изобретение относится к электротехнике, в маетности к преобразовательной технике, и может быть использовано во вторичных источниках электропитания радиоэлектронной аппаратуры.

Известен стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содержащий усилитель мощности, силовой трансформатор, диоды выходного выпрямителя, дроссель и конденсатор выходного фильтра, измерительные элементы на резисторах, диоды второго выпрямителя, допол- нительный конденсатор, транзистор, компараторы, источник опорного напряжения. При работе N преобразователей, включенных параллельно, возникновение неисправности в одном из преобразователей приводит к снижению его выходного напряжения и схема защиты выдает сигнал на его отключение. Однако при изменении тока нагрузки, например, от холостого хода до номинального значения хотя бы один из параллельно работающих преобразователей будет закрыт, так как напряжение на дополнительном конденсаторе отсутствует, что приводит к полному аварийному отключению закрытого преобразователя.

Наиболее близким к изобретению является преобразователь напряжения, содержащий схему управления, N ячеек, каждая из которых имеет ключевой элемент и силовой трансформатор, выходные обмотки трансформаторов подключены через выпрямитель к выходному фильтру, компаратор выявления неисправности. Недостатком данного преобразователя является отсутствие индикации неисправной ячейки, что затрудняет поиск неисправной ячейки, ремонт преобразователя и снижает показатели надежности.

Цель изобретения - повышение надежности путем выявления и индикации неисправной ячейки преобразователя, . Поставленная цель достигается тем, что в многоячейковый стабилизированный преобразователь постоянного напряжения, содержащий схему управления, логический элемент ИЛИ, N ячеек, включенных параллельно по выходу, каждая из которых содержит преобразователь напряжения с силовым трансформатором на выходе, вторичная обмотка которого подключена через выпрямитель к выходному фильтру, дополнительно каждая ячейка содержит диод, анод которого подключен к схеме управления, а катод через первый резистор подключен к первому выводу конденсатора и коллектору транзистора, база которого через второй резистор подключена к одному из выводов вторичной обмотки силового

трансформатора ячейки, а эмиттер - ко второму выводу конденсатора, причем к коллектору транзистора через пороговый элемент подключен управляющий электрод тиристора, к аноду которого подключен элемент индикации, другим выводом подключенный к плюсовому выводу дополнительного источника постоянного напряжения, минусовый вывод которого

подключен к эмиттеру транзистора, катоду тиристора и к общей шине, аноды тиристоров каждой ячейки подключены к входам логического элемента ИЛИ, В предложенном устройстве применен способ управления за рядом конденсатора, когда его заряд осуществляется при помощи ключа, выполненного на диоде, импульсами, поступающими со схемы управления, а разряд - при помощи ключа, выполненного натранзисторе, который управляется импульсным напряжением с выхода выпрямителя. Способы управления зарядом и разрядом конденсатора при помощи полупроводниковых ключей в различных устройствах автоматики

известны. Использование схемы управления зарядом и разрядом конденсатора в многоячейковом стабилизированном преобразователе постоянного напряжения позволяет получить новый положительный

эффект - повысить надежность преобразователя за счет выявления и индикации. неисправной ячейки, что подтверждает соответствие заявляемого решения критерию существенные отличия.

На фиг. 1 приведена структурная схема многоячейкового стабилизированного преобразователя постоянного напряжения; на фиг. 2 представлены временные диаграммы напряжений.

Преобразователь с одержит схему управления 1, ячейки 2,1-2.2, 2.N, содержащие преобразователь напряжения 3, выполненный, например, по двухтактой полумостовой схеме, силовой трансформатор

4 на выходе преобразователя напряжения 3, вторичная обмотка которого через выпрямитель 5, выполненный, например, по двух- полупериодной схеме со средней точкой, подключена к выходному фильтру б ячейки

0 2, диод 7, анод которого подключен к схеме управления 1 , а катод через резистор 8 - к первому выводу конденсатора 9 и коллектору транзистора 10, база которого через второй резистор 11 подключена к одному

5 из выводов 12 вторичной обмотки силового трансформатора 4, а эмиттер подключен ко второму выводу конденсатора 9. К коллектору транзистора 10 через пороговый элемент-стабилитрон 13 подключен управляющий электрод тиристора 14, к аноду которого подключен элемент индикации 15, состоящий, например, из последовательно соединенных резистора и светодиода; другой вывод элемента индикации 15 подключен к плюсовому выводу дополнительного источника постоянного напряжения 16, минусовый вывод которого подключен к эмиттеру транзистора 10, катоду тиристора 14 и общей шине 17. Аноды тиристоров 14 каждой ячейки 2.12.N подключены соответственно к 1, ..., N входам логического элемента ИЛИ 18, выход которого подключен к схеме управления 1. Схема управления 1 может быть выполнена, например, как управляющая часть импульсного стабилизатора постоянного напряжения.

Стабилизированный преобразователь работает следующим образом.

Схема управления 1 вырабатывает ши- ротно-модулированные импульсы, поступающие на вход а ячейки 2, откуда они поступают на преобразователь напряжения 3 и диод 7. Через диод 7 и резистор 8 периодически происходит подзаряд конденсатора 9. При исправной ячейке 2 импульсы напряжения (фиг. 2 Ui)c вывода 12 вторичой обмотки силового трансформатора 4 открывают транзистор 10, который разряжает конденсатор 9. Так как напряжение на конденсаторе 9 (фиг. 2, ис), ниже порога срабатывания порогового элемента 13, то на выходе b ячейки 2 будет высокий уровень сигнала (фиг. 2, выход Ь). При неисправности одной из ячеек 2 импульсы напряжения с вывода 12 вторичной обмотки силового трансформатора 4 данной ячейки будут отсутствовать (фиг 2, Ui). Тразистор 10 закрыт, поэтому конденсатор 9 будет подзаряжаться до напряжения срабатывания порогового элемента 13 (фиг. 2, Uc), что приведет к открыванию тиристора 14, и на выходе неисправной ячейки появится низкий уровень напряжения (фиг. 2, выход Ь). Сигналы с выхода Ь поступают на вход логического элемента ИЛИ 18, обрабатываются, подаются на схему управления 1 и формируют сигнал отключения стабилизированного преобразователя. При открывании тиристора 14 включается светодиод элемента индикации 15 и индицируется неисправная ячейка 2. Индикация неисправной ячейки, приводящая к сокращению времени, необходимого для поиска и замены неисправной ячейки, особенно важна для мощных преобразователей (до десятков киловатт), содержащих десятки ячеек.

Таким образом, преимуществом заявляемого решения по сравнению с прототипом является повышение надежности устройства путем уменьшения времени поиска неисправности за счет выявления и индикации неисправной ячейки,

Формула изобретения

Многоячейковый стабилизированный преобразователь постоянного напряжения,

содержащий схему управления, логический элемент ИЛИ, N ячеек, включенных параллельно по выходу, каждая из которых содержит преобразователь напряжения, с силовым трансформатором на выходе, вторичная обмотка которого подключена через выпрямитель к выходному фильтру, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем выявления и индикации неисправной ячейки, каждая ячейка дополнительно содержит диод, анод которого подключен к схеме управления, а катод через первый резистор подключен к первому выводу конденсатора и коллектору транзистора, база которого через второй резистор

подключена к одному из выводов вторичной обмотки силового трансформатора ячейки, а эмиттер - к второму выводу конденсатора, причем к коллектору транзистора через пороговый элемент подключен управляющий

электрод тиристора, к аноду которого под-0 ключей элемент индикации, другим выводом подключенный к плюсовому выводу дополнительного источника постоянного напряжения, минусовый вывод которого

подключен к эмиттеру транзистора, катоду тиристоров и к общей шине, аноды тиристоров каждой ячейки подключены к входам логического элемента ИЛИ.

ячейки

Фие.2

ячейки