Транзисторный конвертор Советский патент 1981 года по МПК H02M3/335 

1

Изобретение относится к статическим полупроводниковым преобразователям постоянного напряжения в постоянное, конкретно к схемам автоматической защиты конверторов от внешних перегрузок и к. з.

Известны транзисторные конверторы, содержащие задающий генератор с выходным трансформатором, усилитель мощности, силовой выпрямитель и выходной фильтр

1.

Автоматическая защита конверторов от внещних перегрузок и к. з. достигается, например, тем, что задающий генератор самозащищен от перегрузок, для чего выходной трансформатор генератора снабжен дополнительной о&моткой, к которой подключен вход вспомогательного выпрямителя, а выход вспомогательного выпрямителя щунтирован ключом с пороговым устройством, которое управляется сигналом от датчика тока нагрузки конвертора 2. В качестве ключа используется транзистор или тиристор 3. При перегрузке выходной цепи конвертора срабатывает пороговое устройство и замыкает ключ, что приводит к перегрузке генератора и его выключению средствами самозащиты.

Недостаток указанных конверторов состоит в том, что цепи защиты сложны и

потребляют заметную энергию в режиме номинальной нагрузки.

Известен также транзисторный конвертор, в цепи защиты которого отсутствуют датчик тока нагрузки, пороговое устройство и ключ 4. Конвертор состоит из задающего генератора с выходным трансформатором, усилителя мощности, силового выпрямителя и выходного фильтра. В цепь защиты конвертора входят дополнительная обмотка выходного трансформатора генератора и вспомогательный выпрямитель, один входной вывод которого подклюлен к одному из выводов указанной обмотки, а второй входной вывод - к второму выводу этой обмотки через первичную обмотку дополнительного трансформатора. Две вторичных обмотки дополнительного трансформатора подключены каждая через диоды параллельно переходу эмиттер-база транзисторов усилителя мощности. Положительный выходной вывод вспомогательного выпрямителя подключен к положительному выходному зажиму конвертора, а отрицательный выходной вь1вод - к отрицательному выходному зажиму конвертора. Пока конвертор работает на номинальную нагрузку, его выходное напряжение достаточно велико и запирает вспомогательный выпрямитель. Когда возникает недопустимая перегрузка или к. з. выходной цепи конвертора, его выходное напряжение падает, вспомогательный выпрямитель отпирается и по первичной обмотке дополнительного трансформатора протекает ток. Напряжение вторичных обмоток дополнительного трансформатора прикладывается через диоды к переходу эмиттер-база транзисторов усилителя мощности и запирает их. Недостаток конвертора состоит в наличии дополнительного трансформатора, усложняющего схему и вносящего паразитные параметры и связи в цепи баз транзисторов усилителя мощности. Существенным недостатком являются также повышенные потери мощности в задающем генераторе. Причина этого заключается в следующем. Для запирания транзисторов усилителя мощности при срабатывании защиты во вторичных обмотках дополнительного трансформатора должны развиться токи, компенсирующие токи возбуждения транзисторов. Поскольку источником тока возбуждения и компенсирующего тока является один и тот же генератор, его расчетная выходная мощность должна в реальных условиях по меньщей мере вдвое превыщать необходимую мощность возбуждения в номинальном режиме. Такой генератор неэкономичен. Целью изобретения является упрощение и снижение потерь мощности. Для этого из цепи защиты исключен дополнительный трансформатор, а второй входной вывод вспомогательного выпрямителя подключен непосредственно к второму выводу дополнительной обмотки выходного трансформатора задающего генератора, который самозащищен от перегрузок и к. з., например выполнен по схеме автогенератора с положительной обратной связью по своему выходному напряжению. В режиме номинальной нагрузки конвертора вспомогательный выпрямитель заперт. При перегрузке или к. 3. выходной цепи конвертора вспомогательный выпрямитель отпирается, генератор через дополнительную обмотку своего выходного трансформатора и вспомогательный выпрямитель оказывается подключенным к выходу конвертора, и его колебания срываются. Таким образом, можно рассчитать задающий генератор только на необходимую мощность в номинальном режиме и этим снизить потери в нем. На чертеже показана электрическая принципиальная схема конвертора. Конвертор состоит из задающего генератора 1 и усилителя мощности 2, питаемых от первичного источника энергии, силового выпрямителя 3 и выходного фильтра 4. Выходной трансформатор 5 задающего генератора снабжен дополнительной обмоткой 6, к которой подключен вход вспомогательного выпрямителя 7. Выход вспомогательного выпрямителя соединен с выходными зажимами конвертора, как показано на чертеже. При работе конвертора на номинальную нагрузку его выходное напряжение достаточно велико и вспомогательный выпрямитель 7 заперт. При перегрузке или к. 3. конвертора его выходное напряжение уменьшается, выпрямитель 7 отпирается, задающий генератор испытывает резкую нагрузку, и его колебания срываются. Формула изобретения 1. Транзисторный конвертор, содержащий задающий генератор с выходным трансформатором, усилитель мощности, силовой выпрямитель и выходной фильтр, а также цепь защиты от внешних перегрузок и к. з., в которую входят дополнительная обмотка выходного трансформатора задающего генератора и вспомогательный выпрямитель, один входной вывод которого подключен к одному из выводов указанной обмотки, положительный выходной вывод - к положительному выходному зажиму конвертора, а отрицательный выходной вывод - к отрицательному выходному зажиму конвертора, отличающийся тем, что, с целью упрощения и снижения потерь мощности, второй входной вывод вспомогательного выпрямителя подключен к второму выводу дополнительной обмотки выходного трансформатора задающего генератора. 2. Конвертор по п. 1, отличающийся тем, что задающий генератор выполнен по схеме автогенератора с положительной обратной связью по своему выходному напряжению. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Моин В. С., Лаптев Н. Н. Стабилизированные транзисторные преобразователи. -М.: Энергия, 1972. 2.Авторское свидетельство СССР № 509959, кл. Н 02М 3/135, 1976. 3.Авторское свидетельство СССР № 562906, кл. Н 02М 3/28, 1977. 4.Авторское свидетельство СССР № 414694, кл. Н 02М 7/48, 1974 (прототип).