SU746469A1 - Мощный стабилизированный источник питани с защитой от перегрузок по току - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области силовой электротехники и может быть использовано, в частности, во вторичных источниках питани  в качестве централизованного источника, обеспечивающего стабилизированным напр жением систему источников.

Известно устройство питани , содержаидее трехфазный выпр митель с емкостным фильтром,управл емый конвертор с мостовым усилителем мощности , выходным трансформатором и фильтром, который свйим выходом соединен последовательно, а входом параллельно с упом нутым входным выпр мителем, и схему управлени  ll

Известен также управл емый конвертор , содерЯсащий два задающих генератора , широтно-испульсный модул тор и устройство Защиты от перегрузок по току силовых транзисто- . ров 12.

-Недостатком устройства  вл етс  низка  надежность защиты транзисторов управл емого конвертора от перегрузок по току.

Цель изобретени  - г/ОйИОДЗНйе надежности защиты транЭ б брЬй

управл емого конвертора от перегру:ЗОК по току.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в мощный стабилизированный источник питани , содержащий трехфазный входной выпр митель с фильтром, управл емый конвертор с мостовым усилителем мс цности и выходным трансформатором , выпр мителем и фильт10 ром, который своим выходом соединен последовательно, а входом параллельно с упом нутым входньом выпр мителем , ведомый и ведущий предварительные усилители с трансформа15 торными выходами,св занные с управл ющими переходами транзисторов усилител  мощности и состо щие из последовательно соединенных триггера и импульсного усилител , и генератор

20 тактовых импульсов, который одним из выходов св зан с соответствующим входом триггера ведущего усилител , а другим через широтно-импульсный модул тор - со входом триггера ве25 домого генератора,, введен генератор одиночного импульса, соответствующие входы которого соединены с выходами триггеров, а выходы - с их вторыми входами.

30

На фиг.1 показана структурна  хема устройства, на фиг. 2, 3 - диграммы напр жений в характерных очках схемы.

Устройство содержит трехфазный ходной выпр митель 1 с фильтром 2 и управл емый конвертор 3, содержаий мостовой усилитель моцности, выполненный на транзисторах 4-7,силовой трансформатор 8 с выпр мителем

9,ведущий предварительный усилитель

10,выполненный в виде последовательно; соединенных триггера 11 и импульсного усилител  12, с выходньзми обмотками 13-16 трансформатора и ведомый предварительный усилитель 17, выполненный на триггере 18 и усилитёль импульсов 19 с выходными обмотками; Й0-23трансформатораVreHepaTop тдктовых импульсов 24 ,ШйроТн6-импульс

ный модул тор Сшим) 25, содержаадий ifbliJteabffaTejribHo соединенные одновибратор 26, генератор пилообразного напр жени  27 и формирователь импульсов управлени  28, а также .трансФорматор тока 29 с выпр мител.ем 30, устройство защиты от перегрузок 31 1 гёнёратор одиночного импульса 32. Один из выходов генератора 24 св зан с входом триггера 11, а другой через ШИМ 25 - со входом триггера18, ведомого генератора 17, ng «4eNi выходы триггеров 11 и 18 св заны со входами генератора 32, а его. выходы - со вторыми входами триггеров. Первична  обмотка трансформатора тока 29 включена последовательно с первичной обмоткой силового трансформатора 8 , Ж вТбрична  нагружена на выпр митель 30, который своим выходом св зан со входом устройства за1ЩЙ ты от Перегрузок по току 31, прйчем выход последнего св зан с формирователем импульсов управлени  28.

Вьгходные обмотки 13-16 и 20-23

. импульсных усйлитёлей12-1 § Ъв -,

эйНы с управл гадами перёход ами транзисторов 4-7, а выпр митель 9 включён последовательно с вькодннп- выпр мителем 1.

Мощный стабилизированный йсточнйк питани : с защитой от перегрузок по току работает следунидим образом.

Трехфазное напр жение первичного НС т оч н йк а. пи т ани  прё обргГз ШсЙ Эыпр мителем 1 в посто нное напр жение и фильтруетс  ёмкостным фильтром 2. ЭтиМ напр жением запитываетс  ,мо товой управл емый преобразователь 3, вш1олненный на транзис горах 7. С выходной обмотки сйлового TpaH JfopMaтора 8,  вл к цегос  нагрузкой преобр-азоватёл / напрйженйе пр моугольной форим с площадками на нуле преобразуетс  силовкм выпр мителем 9 в посто нное напр жение. Это нЖНр  сенйё скйадываетс  с напр жёни бипр мител  1, т.е. мостовой управл н цйй преобразователе  вл етс  вольтодобавкой и мощность, на которую он рассчитываетс ,  вл етс  частью всего источника ,.

В зависимости от изменений питающего напр жени  или тока нагрузки модул тор 25 измен ет длительность площадок на нуле мостового преобразовател  (фиг.2,с). В соответствии с зтим измен етс  напр жение на выходе выпр мител  9. Суммарное же напр жение на выходе мощного источника питани  остаетс  посто нным.

При выходной мощности посто нного управл емого преоЬразовател , равной нескольким сотн м ватт, важно устранить сквозные токи, возникающие в транзисторах преобразовател , и построить быстродействующую надежную схему защиты транзисторов от перегру: ок по току. В предлагаемом устройстве эта задача решаетс  следующим образом . , . Импульсами генератора 24 (фиг.2,а запускаетс  первый триггер 11 (фиг.2,б). Выходное импульсное напр жение триггера 11 усиливаетс  импульсным усилителем 12 и с выходных обмоток трансформатора этого усилител  поступает в базовые цепи транзисторов 4-7 мостового управл емого преобразовател  (фиг.2,в,г).Импульсами С другогоВЫХОДа генератора такуовых импульсов 24 запускаетс  одновибратор 26.

Выходными импульсами одновибратора 26, имеющими длительность t (фиг.2,д) синхронизируетс  генератор 27. На входе формировател  импульсов управлени  28 (фиг.2,е) сравниваютс  два напр жени ; часть выходного напр жени  мощного стабилизированного источника питани  и напр жение генератора 27. ,

Линией. на фиг.2,е показано напр жение с вахода мощного источника питаний дл  случа , когда напр жение питающей сети минимально, нагрузки максимален. ЛиниейЙна фиг. 2,е показано напр жение с выход мощного источника питани  дл  случа  когда напр жение питающей сети максимально , а ток нагрузки минимален. На фиг. 2,ж,з показано напр жение на выходе ШИМ, соответствующее тк.. двум СОСТОЯНИЯМ схемы управлени .

Claims (1)

1. Задним фронтом импульса с выхода фОрМирОёател  импульсов управлени  28 запускаетс  второй триггер 18. На фиг,2,и, к показана форма напр жени  на выхЬде второго триггера 18, оп15еде л ема  двум  состо ни ми модул тора 25, а на фиг.2,л,м,н,о - форма напр жени  на выходной Обмотке импульсного усилител  19. С выходной обмотки усилител  19 в базовые цепи траизистбров мостового управл емого преобразовател  подаетс  напр жение только в отрицательные полулериоды . По амплйтуде это отрицательное напр жение выше напр жени  с усилител  импульсов 12, которое так же подаетс  в эти цепи. После суммировани  в базовых цеп х транзисторов мостового управл в мого преобразовател  напр жений с выхода импульсных усилителей 12 и 1 на переходах база-эмиттер транзисторов 4-7 формируетс  напр жение,фо ма которого пока.зана соответственн на фиг. 2,п. Эта форма напр жени  на переходе база-эмиттер транзисторов 4-7 соответствует минимальному значению нап жени  сети и максимальномутоку нагрузки , т.е. врем , в течение которого открыты транзисторы 4-7, мак симально. На эпюре напр жений (фиг.2,д,с) видно, что минимальна  площадка на нуле (на это врем  транзисторы закрыты) не может быть меньше длительности импульса одновибратора 26. Такое построение схемы управлени  устран ет возникнове-ние сквозных токов через транзисторы 4-7. Это повышает КПД всего устройства и делает работу всего устройства более надежной. В случае, когда напр жение питающей сети максимально, а ток нагруз ки минимален, в базовых цеп х транзисторов 4-7 формируетс  запирающее напр жение (фиг.2,т.у), т.е. вольтодобавочный преобразователь отключаетс . Такое построение схемы управлени  транзисторами мостового преобразовател  позвол ет организовать эффективную защиту транзисторов 4-7 6т перегрузок по току. Схема защиты работает следующим образом. Последовательно с силовым трансформатором 8 включаетс  трансформатор тока 29. Разнопол рные импуль сы тока выпр мл ютс  двухполупериод ным выпр мителем 30. Использование выпр мител  30 позвол ет определить значение тока за период в каждой диа гонали мостового управл емого преобразовател . При достижении импуль сом тока заданного уровн  устройство 31 формирует напр жение, которое поступает на вход ШИМ (на фиг.2,0 лини . На переходах база-эмиттер транзисторов 4-7 по вл етс  запирающее напр жение (фиг.2,т,у). Дл  повышени  надежности,схемы защиты транзисторов 4-7 от перегрузок по току в схему мощного стабилизированного источника вводитс  генератор одиночного импульса. Его вве дение необходимо дл  установки триггера в исходное состо ние ,показанное на фиг. 2,б,и,к. Если, например, вто рой триггер 19 встает в исходное состо ние, показанное на фиг. 3,з, то при перегрузке по току транзисторов 4-7 на переходах база-змиттер этих транзисторов по вл етс  напр жение , форма которого показана на фиг. 3,л,м, т.е. отсутствует минимальна  площадка на нуле, равна  по длительности импульсу одновибратора f (фиг.2,,д, фиг, 3 д) . В этом случае в транзисторах 4-7 возникают сквозные токи, а следовательно, рассеиваетс  больша  мЬщность. Генератор 6диНйчно го взаимодействует с узлами мощного стабилизированного источника питани  следующим образом. В момент включени  питающего трехфазного напр жени  по вл етс  напр жение на каком-либо выходе триггера 12 или 19. Это напр жение включает генератор одиночного импульса. Одиночный импульс ус- танавливает триггеры 12 и 19 в соето ние , показанное на фиг. 2,б,и,к. Схема ШИМ построена таким образом, что позвол ет в момент включени  трехфазного питакадего напр жени  иметь на управл ющих переходах транзисторов 4-7 напр жение, показан-. ное на фиг. 2,т,у. Затем нарастание тока в этих транзисторах происходит линейно. Это позвол ет повысить надежность всего устройства и повысить точность срабатывани  защиты транзисторов 4-7 от перегрузок по току. Изобретение повйшает КПД и надежность устройства и улучшает массогабаритные показатели. Формула изобретени  Мощный стабилизированный источник питани  с защитой от перегрузок по. току, содержащий трехфазный входной выпр митель с емкостным фильтром , управл емый конвертор с мостовым усилителем мощности и выходным трансформатором, выпр мителем и фильтром, который своимвыходом соединен последовательно, а входом параллельно с упом нутым входным выпр мителем , а также ведомый и ведущий предварительные усилители с трансформаторными выходами, состо щие из п.оследовательно соединенных триггера и импульсного усилител , и генер.атор тактовых импульсов, ког торый одним из выходов св зан с соответствующим входом триггера веомого усилител , отличаюийс  тем, что,- с целью повйени  надежности схемы защиты тран- зисторов управл емого конвертора т перегрузок по току, в введен генератор одиночного импульса, соответствующие входы которого соединены с выходами триггеров, а выходы - с х вторыми входами.

   m -VTasgfcitAsfe.