Преобразователь напряжения Советский патент 1980 года по МПК H02M3/335 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕПИЯ

1

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при построении различных устройств вторичного электропитания.

Известно устройство, работающее от сети, содержащей входной выпрямитель со сглаживаюц1.им фильтром и включенный параллельно фильтру транзисторный инвертор, осуществляющий преобразование высокого входного напряжения в различное по уровню напряжение постоянного или переменного тока. При низких выходных напряжениях и больших значениях выходных токов (десятки-сотни ампер) с целью повышения КПД датчик тока устройства защиты включают в первичную (высоковольтную) цепь последовательно с инвертором 1.

Наиболее близким техническим рещением к предлагаемому является устройство, содержащее транзисторный инвертор с основным датчиком тока, включенным во входную цепь, узел защиты от перегрузок по току, состоящий из основного порогового эле.мента и исполнительного элемента, который связан с узлом управления транзисторным инвертором 2.

Недостатком известных преобразователей является то, что, в момент пуска через транзисторы инвертора, первичную обмотку трансформатора инвертора и датчик тока проходит пусковой ток, значительно превосходящий по величине ток нагрузки. В результате уровень срабатывания защиты определяется величиной пускового тока. Вместе с тем, в установившемся режиме срабатывание защиты происходит при токах нагрузки, значительно превышающих номинальное значение, поэтому элементы преобразовате.тя обязательно выбирают со значительным запасом по току, что приводит к увеличению габаритов и массы преобразователя.

Цель изобретения - повышение надежности работы и уменьшение габаритов преобразователя.

Указанная цель достигается тем, что в преобразователь напряжения, содержащий входной выпрямитель со сглаживающим фильтром, к которому через основной датчик

2Q тока подключен транзисторный инвертор с трансформаторным выходом, узел защиты преобразователя от перегрузок по току, состоящий из основного порогового элемента, подключенного входом параллельно основному датчику тока, а выходом - ко входу исполнительного элемента, который связан с узлом управления транзисторным инвертором, введен дополнительный датчик тока, зашунтированный конденсатором, который подключен параллельно входу дополнительного порогового элемента, выход которого связан со входом упомянутого исполнительного элемента. На чертеже представлена структурная схема преобразователя напряжения. Преобразователь состоит из сетевого выпрямителя 1 с емкостным сглаживающим фильтром 2, транзисторного инвертора 3, подключенного к емкостному фильтру через последовательно соединенные основной 4 и дополнительной 5 датчики тока, и узла защиты. Узел защиты от перегрузок по току содержит основной 6 и дополнительный 7 пороговые элементы, подключенные входом параллельно основному и дополнительному датчикам тока, соответственно, а выходами со входом исполнительного элемента 8, связанного с узлом 9 управления. Дополнительный датчик тока за шунтирован конденсатором 10. ВыхОл.ное напряжение транзчсторного инвертора снимается со вторичной обмотки трансформатора 11, выпрямляется выпрямителем 12 и сглаживается фильтром 13, а затем поступает в нагрузку 14. Устройство работает следующим образом. Выпрямленное выпрямителем 1 напряжение сглаживается конденсатором 2 и подается на инвертор 3, транзисторы которого управляются сигналами от узла 9 управления. На выходе трансформатора 11 вырабатывается переменное напряжение необходимой величины с регулируемой паузой на нуле. Величина напряжения на нагрузке стабилизируется при помощи цепи обратной связи. В момент пуска по цепи питания преобразователя проходит ток, равный сумме пересчитанного во входную цепь тока нагрузки и пускового тока трансформатора 11. В это время падение напряжения на дополнительном датчике 5 тока близко к нулю, что достигается соответствующим выбором емкости конденсатора 10. Функцию защиты преобразователя в это время осуществляет основной пороговый элемент 6 совместно с основным датчиком 4 тока. При превыщении пусковым током преобразователя определенного значения на датчике 4 тока возникает напряжение, превосходящее по величине уровень срабатывания основного порогового элемента 6. Последний вырабатывает сигнал, переводящий исполнительный элемент 8 в состояние, соответствующее перегрузке. Это приводит к переводу системы управления в состояние, при котором транзисторы инвертора заперты. Воздействие исполнительного элемента 8 на инвертор 3 может осуществляться минуя узел 9 управления, что показано на чертеже пунктирной линией. Конденсатор 10 в установивще.мся режиме заряжен и дополнительный датчнк 5 совместно с дополнительным пороговым элементом 7 участвует в работе узла защиты. Сопротивление дополнительного датчика 5 тока выбрано так, что величина тока срабатывания дополнительного порогового элемента 7 меньще величины тока срабатывания основного порогового элемента 6. При медленном увеличении нагрузки возрастает потребляемый преобразователем ток, падение напряжения на дополнительном датчике тока 5 растет и, при превыщении им уровня срабатывания дополнительного порогового элемента 7, на выходе последнего появляется сигнал, опрокидывающий исполнительный элемент 8. В результате транзисторы инвертора 3 переходят в запертое состояние и перегрузка снимается. Таким образом, основной пороговый элемент 6 ограничивает ток, потребляемый инвертором в переходном режиме, а дополнительный пороговый элемент 7 - в установиви1емся. Уровни срабатывания основного и дополнительного пороговых элементов можно выбирать независимо один от другого. Поэтому они могут быть такими, при которых незначительное превыщение током нагрузки номинальной величины приводит к срабатыванию защиты как в установивщемся, так и в переходном режиме, что значительно повыщает надежность работы устройства и позволяет уменьшить его габариты. Формула изобретения Преобразователь напряжения, содержащий входной выпрямитель со сглаживающим фильтром, к которому через основной датчик тока подключен транзисторный инвертор с трансформаторным выходом, узел защиты от перегрузок по току, состоящий из основного порогового элемента, подключенного входам параллельно основному датчику тока, а выходом ко входу исполнительного элемента, который связан с узлом управления транзисторным инвертором, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности и уменьшения габаритов, в него введен дополнительный датчик тока, зашунтированный конденсатором, который подключен параллельно входу дополнительного порогового элемента, выход которого соединен со входом упомянутого исполнительного элемента. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.«Elektronik, ФРГ, 1977, № 6, с. 94-98, рис. 2. 2.Авторское свидетельство СССР № 5050, кл. Н 02 М 3/315, 1976.