Источник питания нелинейной нагрузки Советский патент 1992 года по МПК H02M7/537 

Изобретение относится к преобразовательной технике.

Известен источник питания нелинейной нагрузки (1), содержащий резонансный транзисторный инвертор и устройство управления, состоящее из задающего генератора, формирователя управляющего напряжения и регулятора длительности пачки импульсов.

Недостатком устройства является отсутствие защиты от перегорания лампы (нагрузки), поскольку ток в ненагруженном резонансном контуре инвертора неограниченно возрастает. Кроме того, отсутствует эозможность замены лампы на работающем инверторе без каких-либо дополнительных коммутаций.

Целью изобретения является повышение надежности за счет введения ; устройства защиты от холостого хода

нагрузки и расширение функциональных возможностей за счет замены лампы на работающем инверторе путем ее подключения непосредственно к ззжич мам нагрузки.

Поставленная цель достигается тем, что в источнике питания по основному а.с. выходной трансформатор, формирователя управляющего напряжения снабжен дополнительной токовой обмоткой ПОС, а в среднюю точку первичной обмотки введены резистивный делитель напряжения, инвертор, D-триггер и ключ, причем инвертор включен между выходом делителя и D-входом триггера, выход которого связан со входом ключа, шунтирующего конденсатор паузы задающего генератора выход последнего связан со счетным входом D-триггера, а R-вход последнего соединен с выходом регуля(Л

t

1 VI

Ч

Ю Ю N5

тора длительности пачки импульсов.

На фиг.1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - временные диаграммы.

Источник питания содержит параллельный резонансный инвертор 1, к выходу которого на пе ременном токе подключена нагрузка 2 (лампа накаливания), задающий генератор 3, включающий логическую схему k и времязадаю- щие RC-цепочки 5,6,7,8, причем выход задающего генератора 3 связан со входом формирователя управляющего напряжения ()9, выходной трансформатор 10 которого снабжен дополнительной токовой обмоткой ПОС 11, а в цепь питания ФУН 9 введен резис- тивный делитель напряжения 12, соединенный через пороговое устройство 13 с D-входом триггера И, выход которого соединен с ключом 15, кроме того ключ 16 соединен с выходом регулятора длительности пачки импульсов 17.

Устройство работает следующим образом.

В нормальном режиме функционирования логической единице на выходе регулятора длительности пачки импульса 17 соответствует интервал паузы в передаче энергии в нагрузку 2, причем независимо от момента появления логической единицы (точка 1 фиг.2 длительность последнего импульса в пачке остается постоянной). Далее на интервале паузы 1-2 конденсатор 5 задающего генератора 3 блокирован ключом 16 и трансформатор 10 закорочен выходными транзисторами ФУН 9. После снятия блокировки с конденсатора 5 (точка 2) начинается формирование новой пачки импульсов. Напряжение на делителе 12 имеет колоколооб- разную форму благодаря токовой обмотке 11 трансформатора 10, поскольку ток в силовой цепи инвертора близок к синусоидальному (1). При этом триггер 14, установленный в точке 1 в состояние логического нуля (на Q-вы- ходе), не изменяет своего состояния, поскольку положительный фронт поступает на счетный С-вход в нормальном режиме всегда раньше, чем на D-входе появится логическая единица.

Предположим, на интервале произошел обрыв нагрузки. Добротность резонансного контуоа оезко возрастает (от 1,5 до 20...АО) и резонанс- ная частота контура становится выше,

О

5

0

5

0

5

0

5

а длительность открытого состояния транзисторов ФУН 9 не изменяется. При этом ток в силовой цепи инверто ра, а следовательно, и в обмотке I трансформатора 10, изменяет направл ние (точки k-S) при неизменном состоянии выходных транзисторов формирователя 9.

В этом случае потенциал средней точки первичной обмотки трансформатора еще до окончания импульса за дающего генератора (Q) оказывается ниже порога срабатывания порогового устройства 13, на выходе которого () появляется положительный потен циал к моменту прихода на С-вход триггера Ik положительного фронта с Q-выхода задающего генератора 3- Триггер 1 изменяет состояние и открывает ключ 15, блокирующий формир1 вание импульсов генератора.3 при этом трансформатор 10 закорочен выходными транзисторами, ФУН 9 и силовые транзисторы инвертора 1 закрыты,

Далее в точке 6 триггер 14 возвра, щается в исходное состояние, ключ 15 закрывается, а блокировка на интервале 6-7 осуществляется ключом 16. В точке 7 и эта блокировка снимается и после заряда конденсатора 5 начина ется формирование первого импульса пачки. Если добротность контура силовой цепи не изменилась, повторяются все процессы интервала З-k. Таким образом, в начале каждой пачки импульсов тестируется состояние силового контура и в случае аварии отключается ФУН 9 до прихода следующего синхроимпульса с блока 17. Амплитуда тока единичного импульса не превышает номинальную, поскольку к началу каждой пачки импульсов (в аварийном режиме) конденсатор разряжается первичной обмоткой силового трансформатора инвертора 1.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет обеспечить надежную работу в случае перегорания лампы и расширить функциональные возможности за счет замены лампы непосредственно на клеммах нагрузки при работающем инверторе.

Формула изобретения

Источник питания нелинейной нагрузки, содержащий резонансный тран- зистсзрный инвертор, силовые транзис10

51777222

оры которого через формирователь упавляющих сигналов соединены с выхоами RS-триггера, входы которого одключены к выходам двух пороговых лементов, две RC-цепи, два диода, логический инвертор, ключ и регулятор длительности пачки импульсов, длительность выходного сигнала которого определяется сигналом на его управляющем входе, причем средние точки RC-цепи подключены к входам пороговых элементов, свободный вывод резистора первой RC-цепи и катод подключенного параллельно ему, первого диода непосредственно, а свободный вывод резистора второй RC-цепи и катод подключенного параллельно ему второго диода через обратно включенный логический инвертор, подключены к одному из выходов RS- триггера, свободные выводы конденсаторов RC-цепей подключены к общей шине, к которой через ключ, управляющим входом соединенный.с выходом ре- гуяятора длительности пачки импуль- 15

20

25

0

22

5

0

5

сов, подключена средняя томна второй . RC-цепи, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и расширения функциональных возможностей, введена дополнительно токовая обмотка выходного трансформатора формирователя управляющего напряжения, резистивный делитель напряжения, дополнительное пороговое устройство, D-триггер и второй ключ, формирователь управляющего напряжения, выполненный в виде инвертора со средней точкой, в цепь питания которого включен входом резистивный делитель напряжения, выход которого через дополнительное пороговое устройство подключен к D-входу введенного D-триг- гера, причем выход последнего соединен со входом второго ключа, шунтирующего один из конденсаторов RC-цепо- чек задающего генератора, С-вход триггера соединен с выходом логической схемы, а R-вход - с выходом регулятора длительности пачки импульсов.

Использование:в преобразовательной технике для питания нелинейной нагрузки (лампы накаливания и т.п.). Сущность изобретения: источник питания содержит резонансный инвертор (О. задающий генератор (3), логическую схему (4), времязадающие RC-цепоч- ки (5 - 8), формирователь управляющего напряжения (9), трансформатор (Ю), регулятор длительности пачки импульсов (17). Введены резистивный делитель напряжения (12), пороговое устройство (13), D-триггер (, ключ (16), что обеспечивает защиту резонансного инвертора при обрыве . нагрузки и замену ее при работающем инверторе. 2 ил.

Фиг. 7