Устройство для защиты выпрямителя,работающего на импульсную нагрузку Советский патент 1982 года по МПК H02H7/125 

1

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах защиты выпрямителей, работающих на импульсную нагрузку.

Известны устройства для защиты источников питания переменного тока от токовых перегрузок, содержащие тиристоры, оптроны, дополнительный источник тока, конденсатор, диоды и ре зисторы 1.

Недостатком известного устройства является то, что оно срабатывает при единичном импульсе перегрузки по ку в нагрузке без последующего автоматического включения.

Наиболее близким техническим решением к Изобретению по средствам и достигаемому результату является уст ройство для защиты транзисторов выпрямителя содержащее трансформатор с одной входной и тремя выходными об мотками, диодный выпрямитель, подключенный к выходным выводам первой

выходной обмотки трансформатора, даТ чик тока, формирователь импульсов, два триггера, три конденсатора, ти-, ристор, два логических элемента, три оптрона, клеммы для подключения сети соединенные с входной обмоткой трансформатора , и выходные клеммы | 2 .

Недостатком известного устройства является невысокая надежность.

Цель изобретения - првышение на10дежности устройства для защиты выпрямителя .

Поставленная цель достигается тем что известное устройство снабжено усилителем мощности, тремя транзистораtsми, двумя диода1 «4, тринадцатью резисторами и двумя дополнительными диодньй и выпрямителями, входы которых подключены к выходным, выводам 20 второй и третьей выходных обмоток .трансформаторов, а логические элементы выполнены на основе элементов ИЛИ/НЕ, причем первый и второй выходные выводы основного выпрямителя

подключены к входам питания усилителя мощности и соответственно через первый резистор к катоду светоизлучающего диода первого оптрона и через второй резистор к аноду пер- вого диода и к выходу второго элемента ИЛИ/НЕ, пбдклоченного своими входами к инвертируюй ему выходу первого триггера, неинвертирующий выход которого подключен к третьему входу второго триггера, первый и вто рой входы которого подключены к втоI рому выходу формирователя импульсов, подключенного своим входбм к выходу фототиристора первого оптрона и первым выходом - к S - входу первого триггера, D - вход которого подключе к первому выводу основного выпрямителя, соединенному с входами первого элемента ИЛИ/НЕ, подключенного своим выходом к R - входу первого трИ1- гера, С - вход которого соединен с выходом фототиристора второго оптрона, светоизлучающий диод которого подсоединен катодом к плюсовой.выходной клемме и одновременно к своему аноду через последовательно соединенные третий переменный и четвертый резисторы, точка соединения которых подключена к эмиттеру первого транзистора, база которого подключена к выходу усилителя мощности и коллектор подсоединен через пятый резистор к катоду светоизлучающего диода третьего оптрона, подключенного своим анодом через из параллельно соединенных шестого резистора и первого конденсатора к эмиттеру первого транзистора и одновременно к аноду фототиристора третьего оптрона, катод которого подключен к эмиттеру первого транзистора через последовательно, соединенные седьмой и вос мой резисторы, точка соединения которых соединена с катодом первого диода и с базой второго транзистора, эмиттер которого соединен с эмиттером второго транзистора и коллектор подключен к аноду фототиристора третьего оптрона через последовательно соединенные девятый резистор и второй диод, точка соединения которых подключена к аноду светоиЗлучающего диода первого оптрона, к первому выходному выводу первого дополнительного выпрямителя и через десятый резистор к коллектору третьего Транзистора, база которого подключена через одиннадцатый резистор к

эмиттеру второго транзистора, подключенному через двенадцатый резистор к эмиттеру третьего транзистора и к управляющему электроду тиристора анод которого подключен к первому выходному выводу второго дополнительного выпрямителя, а катод тиристора соединен с вторыми выходными выводами первого основного и второго дополнительного выпрямителей и одновременно с эмиттером первого транзистора, соединенного с первыми выводами второго и третьего конденсаторов, вторые выводы которых зашунтированы переменным тринадцатым резистором и подключены соответственно к второму выходному выводу второго дополнительного выпрямителя и к отрицательной выходной клемме.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема устройства для защиты вентиля.

Устройство для защиты выпрямителя работающего на импульсную нагрузку содержит Трансформатор 1, выПрямиteль 2, подключенный к первой вторичной обмотке трансформатора 1, тиристор 3 анод которого подключен к плюсовому выходу выпрямителя 2, конденсатор Ц, подключенный между катодом тиристора 3 и минусовым выходо выпрямителя 2, переменный резистор 5, включенный по схеме реостата между минусовым выходом выпрямителя 2 и минусовым выходом источника питания, конденсатор 6, включенный между катодом тиристора 3 и минусовым выходом выпрямителя, переменный резистор 7 включенный по схеме реостата между катодом тиристора 3 и плюсовым выходом выпрямителя, дополнительный выпрямитель 8, минусовый выход которого подключен к катоду тиристора 3 а входы выпрямителя подключены к второй выходной обмотке трансформатора 1, транзистор 9, эмиттер которого соединен с управляющим электродом тиристора 3 и через резистор 10 с катодом тиристора 3, коллектор транзистора 9 соединен через резистор 11с плюсовым выходом выпрямителя 8, транзистор 12, коллектор которого подключен к базе транзистора 9. а эмиттер к катоду тиристора 3. между коллектором и эмиттером транзистора 12 включен резистор 13, а между базой транзистора 9 и плюco v выхода выпрямителя В включен резистор t, диод 15, анод которого подключей к плюсовому выходу выпргямителя 8, резистор 16 и конденсатор 17 включенные между катодом тиристора 3 и катодом диода 15, тиристориый оптрон 18, подключенный анодами фототиристора и светоизлучащего диода к катоду диода 15, катод фототиристора оптрона 18 через резистор 19 соединен с базой транзистора 12, резистор 20, включенный между базой и эмиттером транзистора 12, логический оптрон 21, катод светодиода кото рого соединен с плюсовым выходом, а анод через резистор 22 с катодом тиристора 3 логический оптрон 23, светодиода которого соединен с плюс вым выходом выпрямителя 8, а катод светодиода через резистор 2 с мину совым выходом выпрямителя 8, формирователь 25 импульсов обнуления, вх которого соединен с выходом логичес кого оптрона 23, элемент ИЛИ/НЕ 2б, входы которого соединены с минусовы выходом выпрямителя 8, D-триггер 27 R- Вход которого соединен с выходом элемента ИЛ|1/НЕ 26, S-вход - с мину сом выпрямителя 8,5 - вход - с пер вым выходом формирователя 25, а С вход - с выходом логического оптроиа 21, второй элемент ИЛИ/НЕ 28, входы которой соединены с неинверТИРУ1ЭЩИМ выходом О-триггера 27, а выход которой через диод 29 соединен с базой транзистора 12, второй вспомогательный выпрямитель 30, плю совой выход которого .через резистор 31соединен с выходом элемента ИЛИ/ 28, делитель 32 импульсов, 5- и Лвходы которого соединены с вторым выходом формирователя 25, а Т - вхо с инвертирующим выходом О-триггера 27, усилитель 33 мощности, вход которого соединен с выходом делителя 32импульсов, транзистор 3, эмиттер которого соединен с минусовым выходом выпрямителя 8, коллектор че рез резистор 35 с катодом светодиода оптрона 18, а база транзистора З) соединена с выходом усилителя 33 мощности. Устройство для защиты выпрямителя работает следующим образом. При номинальном токе нагрузки тиристор 3 находится в открытом состоянии. Включение тиристора производится-(импульсным током, создаваемым выпрямителем 8 и транзистором 9, который находится в насыщенном состоянии. Так как на датчике тока 7 (резистор 7)номинальным током нагрузки создается падение напряжения, недостаточное для включения логического оптрона 21, то на его выходе все время присутствует логическая 1. Следовательно, и на неинвертирующем выходе О-триггера 27 также присутствует логическая 1, а на выходе элемента ИЛИ/НЕ 28 - логический О., который запирает транзистор 12, управляющий тиристором 3При возникновении перегрузки- по току в цепи нагрузки на резисторе 7 возникает напряжение, при котором происходит срабатывание логического оптрона 21, и на его выходе появляется логический О. Происходит опрокидывание О-триггера. На неинвертирунмдем выходе появляется логический О, а на инвертирующем выходе - логическая 1. Следовательно, на выходе элемента ИЛИ/НЕ 28 появляется логическая 1, что приводит к отпиранию транзистора 12 и запиранию транзистора 9. ри этом тиристор 3 1запирается. Для восстановления рабочего состояния выпрж- теля служит схе ма обнуления, собранная на логическом оптроне 23 и на формирователе 25 импульсов обнуления. На выходе логического оптрона 23 через каждые полпериода питающего напряжения выдаются импульсы в виде логической 1 (спад К1 в1ульсного напряжения выпрямителя), которые поступают на вход формирователя 25 импульсов обнуления. Формирователь импульсов обнуления имеет два выхода. Первый выход имеет время между импульсами равное времени, через которое должна автоматически включаться схема выпрямителя после срабатывания защитного устройства от одиночного импульса перегрузки по току. Второй выход имеет время между имйульсами, в течении которого разре- : шается определенное количество ера- . батывания защитного устройства, посяе которых защитное устройство должно совсем отключить выпрямитель от потребления. При этом включение можно произвести только отклонив сетевое напряжение от устройства. После срабатывания защитного устройства происходит обнуление О-триггера 27, и схема устройства возвращается в рабочее состояние. Если неисправность не устранилась, то пос ле определенного количества срабатывании защитного устройства на выходе делителя импульсов появляется сигнал логической 1, усиленная усилителем 33 мощности, который открывает транзистор 3) что приводит к срабатыванию оптрона 18. Оптрон 18 выключает тиристор 3- Вернуть устрой ство в рабочее состояние можно толь ко выключив сетевое напряжение. Использование изобретения позволя ет повысить надежность работы устрой ства для защиты выпрямителя при значительных изменениях нагрузки и тем пературы. Применение различных вариантов включения делителя импульсов позволяет в широких пределах регулировать время задержки повторного . автоматического включения источника питания после срабатывания устройст 6а от первого импульса перегрузки по току, а также регулировать число пов торяющихся импульсов до окончательного выключения выпрямителя. Формула изобретения Устройство для защиты выпрямителя, работающего на импульсную нагрузку, содержащее трансформатор с одной входной и тремя выходными обмотками , диодный выпрямитель, подключенный к выходным выводам первой выходной обмотки трансформатора, дат чик тока, формировательимпульсов, два триггера, три конденсатора, тиристор, два логических элемента, три оптрона, клеммы для подключения сети соединенные с входной обмоткой трансформатора, и выходные клеммы, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снаб жено усилителем мощности; тремя тран зисторами, двумя диодами, тринадцатью резисторами и двумя дополнительными диодными выпрямителями, вхо ды которых подключены к выходным выводам второй и третьей выходных обмоток трансформаторов, а логические элементы выполнены на основе элементов ИЛИ/НЕ, причем первый и второй выходные выводы основного выпрямителя подключены к входам питания усилителя мощности и соответственно через первый резистор к катоду светоизлучающего диода первого ортрона и через второй резистор к аноду,первого диода и к выходу вто.рого элемента ИЛИ/НЕ, подключенного своими входами к инвертирующему выходу первого триггера, неинвертирующий выход которого подключен к третьему входу второго триггера, первый и второй входы которого подключены к второму выходу формирователя импульсов, подключенного своим входом к выходу фототиристора первого оптрона и первым выходом - к S-входу первого триггера, D-вход которого подключен к первому выводу основного выпрямителя, .соединённому с входами первого элемента ИЛИ/НЕ, подключенного своим выходом к R-входу первого триггера, С-вход которого соединен с выходом фототиристора второго оптрона, светоизлучающий диод которого подсоединен катодом к плюсовой выходной клемме и одновременно к своему аноду через последовательно соединенные третий переменный и четвертый резисторы, точка соединения которых подключен к эмиттеру первого транзистора, база которого подключена к выходу усилителя мощности и коллектор подсоединен через пятый резистор к катоду светоизлучающего диода третьего оптрона, подключенного своим анодом через RC-цепь из параллельно соединенных шестого резистора и первого конденсатора к эмиттеру первого транзистора и одновременно к аноду- фототиристора третьего оптрона, катод которого подключен к эмиттеру первого тоанзистора через последовательно соединенные седьмой и восьмой(резисторы,точка соединения которых соединена с катодом первого диода и с базой второго транзистора, эмиттер которого соединен с эмиттером второго транзистора и коллектор подключен к аноду фототиристора третьего оптрона через последовательно соединенные девятый резистор и второй диод, точка соединения которых подключена к аноду светоизлучающего диода первого оптрона , к первому выходному выводу первого дополнительного выпрямителя и через десятый резистор к коллектору третьего транзистора, база которого подключена через одиннадцатый резистор к эмиттеру второго транзистора, подключенному через двенадцатый резистор к эмиттеру третьего транзистора и к управляющему электроду тиристора, анод которого подключен к первому выходному выводу второга дополнительного выпрямителя и катод тиристора соединен с вторыми выходными выводами первого основного и второго дополнительного выпрямителей и одновременно с эмиттером первого транзистора, соединённого с первыми выводами второго и третьего конденсаторов, вторые выводы которых зашунтированы переменным .тринадцатым резистором и подключены соответственно к второму выходному выводу второго

дополнительного выпрямителя и к отрицательной выходной клемме.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР tr 71«5б8, кл. Н 02 Н 7/10, 1978.

2.Авторское свидетельство СССР N 687557, кл. Н 02 Н 7/10. 1977.