Искробезопасный источник питания Советский патент 1981 года по МПК H02H9/00 E21F5/00 

(54) ИСКРОБЕЗОПАСНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ

I

Изобретение относится к системам электропитания и может быть использовано в энергоемких системах автоматики и связи, работающих во взрывоопасных средах.

Известны искробеЭопасный источник питания, содержащий параллельно соединенные источник ЭДС, фильтр, тиристор и нагрузку, причем выход фильтра соединен с управляющим электродом тиристора. Кроме этого, источник питания содержит выпрямитель, стабилизатор, трансформатор 1.

Во время работы такого источника, при котором за нагрузки тиристор кратковременно открывается, улучпгая протекание разрядных процессов.

Однако искробезопасная мощность такого источника недостаточна, так как сигнал на выходе фильтра ограничен, а при наличии линии связи и индуктивной нагрузки не обеспечивает гарантированного тока управления тиристора.

Известен искробезопасный источник питания, -содержащий параллельно соединенные источник ЭДС, встречно-параллельно включенные тиристоры и фильтры, выходы которых связаны с управляющими электродами тиристоров, а также цепь нагрузки, причем фильтры содержат LC-контуры 2.

При коммутации нагрузки фильтров вклю чают тиристоры, которые закорачивают источник.

5 Недостатком такого источника является недостаточная искробезопасная мощность при индуктивной нагрузке, так как сигнал на выходе фильтра ограничен, а при наличии линии связи и индуктивной нагрузки не обеспечивает гарантированного тока управления тиристоров.

Целью изобретения является повышение искробезопасной мощности при индуктивной нагрузке.

Поставленная цель достигается тем, что между выходами фильтров и управляющими электродами тиристоров введены усилители, выполненные каждый на трех транзисторах, двух, резисторах и трех диодах, причем выход фильтра соединен с коллектором первого транзистора типа п-р-п, аноjj дом первого диода и базой второго транзистора типа р-п-р, второй транзистор соединен эмиттером с катодом второго диода, а коллектором - с базой первого транзистора и коллектором третьего транзистора типа р-П-р, анод второго диода соединен с анодом соответствующего тиристора и базой третьего транзистора, базоэмиттерный переход первого транзистора шунтирован пер вым резистором, эмиттер первого транзистора через второй резистор соединен с анодом третьего диода, катод которого соединен с управляющим электродом соответствующего тиристора.

На чертеже представлена схема предлагаемого источника.

Источник содержит параллельно соединенные источники ЭДС 1, встречно-параллельно включенные тиристоры 2 и фильтры на конденсаторах 3 и резисторах 4, а также цепь 5 нагрузки. Между выходами фильтров и управляющими электродами тиристоров включены усилители 6 и 7 и каждый усилитель содержит три транзистора (8-10), два резистора (11, 12), и три диода (13-15). Выход фильтра соединен с коллектором первого транзистора 8 типа п-р-п, анодом первого диода 13 н базой второго транзистора 9 типа р-л-р. Второй транзистор соединен эмиттером с катодом второго диода 14, а коллектором - с базой первого транзистора и коллектором третьего транзистора 10 типа р-п-р. Анод второго диода 14 соединен с анодом соответствующего тиристора и базой третьего транзистора. Базоэмиттерный переход первого транзистора шунтирован первым резистором 11, эмиттер первого транзистора через второй резистор 12 соединен с анодом третьего диода 15, катод которого соединен с управляющим электродом соответствующего тиристора.

При нормальной работе напряжение на резисторе 4 фильтра практически равно нулю, так как частота среза фильтров выбирается значительно выше частоты питающего напряжения. Поэтому транзисторы 8, 9 и 10 закрыты и тиристоры закрыты, а в цепи нагрузки подается номинальное напряжение от источника ЭДС.

При размыкании в цепи нагрузки на резисторе 4 возникает напряжение, открывающее транзистор 9. При открывании транзистора 9 ток проходит через базоэмиттерный переход транзистора 8 и открывает его. Ток открытого транзистора 8 проходит через диод 15 и резистор 12 и управляющий переход тиристора 2. Тиристор 2 включается, открывается, щунтирует источник ЭДС 1, снимает напряжение с цепи нагрузки. При этом длительность и величина выходного сигнала фильтра не оказывают влияния на открывание тиристора, так как базовые токи транзисторов 8 и 9 поддерживаются после их открывания независимо от наличия выходного сигнала фильтра.

При замыкании цепи нагрузки на резисторе 4 возникает напряжение, открывающее транзистор 10. При открывании этого транзистора конденсатор 3 разряжается через

диод 13, транзистор 10 базоэмиттерный переход транзистора 8, резистор 12, диод 5 и управляющий переход тиристора 2. Протекание тока через базоэмиттерный переход транзистора 8 приводит к его открыванию и,

следовательно, к открыванию транзистора 9 по цепи: диод 14, базоэмиттерный переход транзистора 9, транзистор 8, резистор 12, диод 15, управляющий переход тиристора 2. При этом ток управления тиристора поддерживается независимо от наличия выходного сигнала фильтра и напряжения на конденсаторе 3.

При коммутациях в цепи нагрузки срабатывают фильтры, усилитель и тиристоры, напряжение на которых в момент коммутации

соответствует положительному напряжению на аноде тиристора относительно его катода. Введение усилителей позволяет повысить надежность искробезопасных средств автоматизации и связи, сократить количество источников питания и кабельных линий связи, повысить безопасность применения электроэнергии во взрывоопасной среде за счет повыщения искробезопасной мощности, что особенно важно при наличии реактивностей цепи нагрузки и линии связи.

Формула изобретения

Искробезопасный источник питания, содержащий параллельно соединенные источник ЭДС встречно-параллельно включенные тиристоры и фильтры, выходы которых связаны с управляющими электродами тиристора, а также цепь нагрузки, отличающийся тем, что, с целью повышения искробезопасной мощности при индуктивной нагрузке, между выходами фильтров и управляющими электродами тиристоров введены усилители, выполненные каждый на трех транзисторах, двух резисторах и трех диодах, причем выход фильтра соединен с коллектором первого транзистора типа п-р-п, анодом первого диода и базой второго транзистора типа п-р-п, соединенного эмиттером с катодом второго диода, а коллектором - с базой первого транзистора и коллектором третьего транзистора типа р-п-р, анод второго диода соединен с анодом соответствующего тиристора и базой третьего транзистора, причем базоэмиттерный переход первого транзистора щунтирован первым резистором, а его эмиттер через второй

0 резистор соединен с анодом третьего диода, катод которого соединен с управляющим электродом соответствующего тиристора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

г 1. Авторское свидетельство СССР № 469806. кл. Е 21 F 5/00, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР № 450893, кл. Е 21 F 5/00, 1972.