Самовозбуждающийся конвертор Советский патент 1980 года по МПК H02M3/335 

(54) САМОВОЗБУЖДАЮЩИЙСЯ КОНВЕРТОР

1

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при разработке.устройства электропитания радиоэлектронной аппаратуры.5

Известно устройство, содержащее Вещающий генератор с трансформаторным выходом, мостовой транзисторнотрансформаторный усилитель, узел запуска и цепь защиты от перегрузок 10 и коротких замыканий на выходе инвертора. Цепь защиты состоит из трансформатора тока,выпрямительйого моста, нагруженного резистором, стабйлит зона и тиристора. Боковая обмотка транс |5 форматора тока включена в диагональ мостового усилителя последовательно . с первичной обмоткой выходного трансформатора, а выходная обмотка трансформатора тока - диагональ выпрями- 2Я тельного моста, выход которого через стабилитрон подсоединен к управляющему участку тиристора, участок анодкатод которого соединен со входом задгиощего генератора.25

При увеличении тока в диагоигши мостового усилителя увеличивается напряжение на вторичной обмотке трансформатора тока, которое при определенной величине тока включает ти- 30

ристор. Последний, шунтируй вход задающего генератора, срывает его генерацию в результате транзисторы усилителя Мощности запираются.

Использованная в данноч конверторе защита непригодйа для самовозбуждающихся, конверторов (создается короткое замыкание на выходе входного источника).

Известен конвертор, состоящий из йамовозбуждающегося инвертора с переключёцсхцим дросселем, выпрямителя и фильтра на выходе, узла запуска

.одиночным импульсом, узла защиты.

Узел содержит тиристор, анод-катод которого через токоограничительный резистор подключен к выходу входного источника, в одной из шин которого находится предохранитель, транзисториогтрансформаторногр формирователя, выходом подсоединенного к управляющему участку тиристора, сравнивающего элемента, выход которого соединен с формирователем., источника опорного ;

напряжения и измерительного элемента,

|выходы которых подключены к сравнивгиощему элементу.

В данном конверторе в моменты срабатывания узла защиты возникают кратковременные токовые перегрузки (в

lOjlOO раз превЕЛцают номинальное значение потребляемого тока), вызываквдие большой уровень помех на выходе входного источника электропитания. Эти помехи чаще всего вызывают сбой в работе устройств , Подключенных к тому же источнику электропитания.

Из известных конверторов наиболее близким по технической сущнос- ти является корвертор, состоящий из самовозбуждающегося транзистор- 10 ного инвертора с переключающим трансформатором выпрямителя со сглаживающим фильтром и узла защиты. Узел защиты состоит из подключенного ко входу конвертора исполнительного эле- 5 мента, представляйхцего собой цепочку из последовательно.,соединенных токоограничительного резистора, дополнительной обмотки переключающего трансформатора, тиристора и узла «л управления.. Узел управления содержит измерительные элементы тока инапряжения, источник опорного напряжения, сравнивающий элемент, формирователь сигнала для включения тиристора.

При возникновении перегрузки по току короткого замыкания или перенапряжения на выходе конвертора узел управления подает сигнал для включения тиристора. Включение последне- 30 го приводит к протеканию тока от входного источника через дополнительную обмотку переключаквдегося трансформатора/ в результате чего сердечник заходит в глубокое насыщение 35 и автоколебания инвертора срываются.

Данный конвертор обладает следующими недостатками. Существенное увеличение, его габаритов и массы при лп, 250-350 В и недостаточная помехоустойчивость узла защиты. Первый недЬстат 6к обусловлен вьщелением бОль- . . шой мощности (десятки,сотни ватт) . в токоограничительном резисторе исполнительнрго элемента после включе- 5

нйя его тиристора при 250-350 В. . Второй недостаток обусловлен наличием емкости между входом и выходом выходного каскада узла управления.

-50

, Эта емкость создает путь прохождения несимметричной помехи через управляющую цепь тиристора исполнительного элемента, вызывая ложное его срабатывание., 55

.Целью изобретения является сни- жёние массы и габаритов конвертора 1И повьшение помехоустойчивости его узла защиты; . .

. Поставленная цель достигается тем; что в самовозбуждающийся конвертор, . 0 содержащий двухтактный транзисторнотрансформйторный инвертор с устррй°ст1зом § апуск одШочны выпрямйтель, фильтр, узел защйты,

состоящий из подключенного ко входу 65

инвертора исполнительного элемента

представляющего, собой цепочку последовательно соединенных резистора тиристора и дополнительной обмотки трансформатора инвертора и узла управления, вход которого соединен с выходом конвертора и выход - с управляющим участком .тиристора, дополнительно введены вспомогательный выпрямитель ё 1ёмкостным фильтром и транзистор, силовой переход которого подключен к управляющему переходу одного из транзисторов инвертора, а его базачерез последовательно соединенные резистор и тиристорисполнительного элемента к выходу емкостного фильтра вспомогательного выпрямителя, подсоединенного к одной из обмоток положительной обратной связи трансформатора инвертора.

Кроме того, между шиной питани.я формирователя узла управления и об- . щей шиной исполнительного.элемента включён конденсатор.

На фиг. 1 показана функциональная схема конвертора$ на фиг. 2 дан вариант исполнительного элемента защиты в случае выполнения инвертора по мостовой схеме.

Конвертор содержит инвертор 1, вйполненный на транзисторах 2 и 3, пёреключакадем трансформаторе 4 и силовом трансформаторе 5, устройство 6 запуска, выпрямитель 7, сглаживающий фильтр 8, исполнительный элемент 9, состоящий из транзистора 10, тиристора 11, токоограничительного резистора 12, дополнитель.ного выпрямителя 13 с емкостным фильтром 14, узел 15 управления, в контурах которого изображена принципиальная схема формирователя, представляющего собой заторможенный магнитотранзисторный релаксатор, выполненный на транзисторе 16 и трансформаторе 17 конденсатор 18. Силовой переход транзистора 10 подключен к управляющему Переходу транзистора 3, а его база через тиристор 11 и резистор 12 к конденсатору фильтра 14 дополнительного выпрямителя 13, подключен- ного.к обмотке полож1 тельной обратной связи Н-1 трансформатора 4 инвертора 1. Управлякйций переход тиристора 11 подключен к выходной обмотке трансформатора 17 у&ла 15 управления, вход которого связан с выходными выводами.

Конвертор работает следующим образом.

В момент возникновения перегрузки, короткого замыкания или перенапряжения на выходе конвертора-с узла 15 управления через управляющий переход транзистора 1-0 подается сигнал на .управляющий переход тиристора 11, в результате чего последний открывается и через управляющий переход транзистора 10 начинает протекать ток, ограниченный резистором 12. Происходи включение транзистора, который своим силовым переходом шунтирует упг равляющий переход транзистора 3 инвертора, что приводит к срыву его генерации. Необходимая длительность включенного состояния тиристора 11 для надежного срыва генерации инвертора определяется постоянной времени емкостного фильтра 14 и резистора 12. После разряда конденсатора 14 запираются тиристор 11 и транзистор 10. Инвертор может возобновить свою работу после отключения и повторного включения напряжения входного источника, так как одиночный импуль запуска устройства б возникает толь ко в момент включения входного исто ника. .. При отсутствии конденсатора 18 всякое скачкообразное изменение напряжения приводит к перезаряду паразитной емкости между обмотками 17 и 17, трансформатора 17 по цепи шины питания формирователя, емкость управляющий участок тиристора 11, эмиттерный переход транзистора 10, минус источника в результате включа ет тиристор 11, вызывая срыв генерации инвертора. Несомненным достоинством данного метода является то, что подключение конденсатора 18 совершенно не снижает быстродействия узла защиты. Вели применить тиристорный оптрон в узле защиты им заменяется ти ристор 11 и формирователь узла 15 управления, то повышение егопомехоустойчивости производится также как и на фиг. 1, конденсатор 18 включаетсямежду общей шиной исполнительного элемента 9 и шиной питания входа тиристорного оптрона. Используемый узел защиты в конве торе фиг. 1 можно применить в любом силовозбуждающемся конверторе. Если в конверторе используется инвертор, выполненный по мостовой схе ме (см. фиг. 2), то в исполнительно элементе используется два транзист 10-10, силовые переходы которьох под ключены к управляющим переходам тра зИсторов 2 и 3, соединенных эм11ттерами. Узел защиты фмг. 1 и фиг. 2 можйо такжё использовать в конвёртбре с .посторонним вЪзбузвдениеМ, только в эгом случае исполнительный элемент 9 подключается не к усилителю мощности, а к задавяцему генератору, и последний должен запускаться оди- ночным импульсом. ; Использование новых элементов транзисторов дополнительного выпрямителя с емкостным фильтром конденсатора выгодно отличает конвертор от прототипа, так как уменьшены его габариты и вес,кроме того,повышена помехоустойчивость узла защиты. Формула изобретения 1.Самовозбу;кда ощийся конвертор, содержащий двухтактный транзисторно-трансформаторный инвертор с устройством запуска, выпрямитель, фильтр, узел защиты, состоящий из подключённого ко входу инвертора исполнительного элемента, представляющего собой цепочку из последовательно соединенных резистора тиристора и дополнительной обмотки трансформатора, инвертора и узла управления,, вход которого соединен с выходом конвертора, а выход - с управляющим переходом тиристора, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с цельюуменьшения габаритов и массы, в него допол нитёльно введены вспомогательный выпрямитель с емкостным фильтром и транзистор, силовой переход которого подключен к управляющему переходу одного из транзисторов инвертора, а его база через упомянутые последовательно соединенные резистор и тиристоры исполнительного элемента к выходу емкостного фильтра вспомогательного выпрямителя, подсоединенного к.одной из обмоток положительной обратной связи трансформатора инвертора. 2.Конвертор по п. 1, о т липающийся тем, что сцелью повышения помехоустойчивости узла защиты, между шиной питания формирователя узла управления и общей шиной исполнительного элемента включен конденсатор.

ff f