Преобразователь выпрямленного напряжения сети
Патент 752700
Авторы
Классы МПК
Преобразователь выпрямленного напряжения сети
Иллюстрации
Реферат
75270О
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 25.04.78 (21) 2608660/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опуоликовано 30.07.80. Бюллетень ¹ 28 (45) Дата опубликования описания 30.07.80 (51) М Кл з
Н 02 М 7/537
Государственный комитет (53) УДК 621.314.58 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения
Б. К. Гальс, В. М. Булык и Н. П. Узберг (71) Заявитель Научно-исследовательский институт управляющих вычислительных машин (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВЫПРЯМЛЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯСЕТИ (2 ф л»» no»rBinni sinn ÿ Н1 . т» .1оИзобретение относится к преобразовательнои технике и может, в частности, использоваться при разработке вторичных источников электропитания.
Известно устройство, которое состоит из конвертора, выполненного по упрощенной мостовой тиристорно-емкостной схеме преобразователя с посторонним возбуждением, на вход которого подключен емкостный фильтр и подается выпрямленное напряже- 10 ние сети через ограничитель зарядного тока емкостного фильтра. Этот ограничитель состоит из параллельно включенных резистора и тиристора, к управляющему переходу которого подключена цепочка, 15 состоящая из параллельно соединенных конденсатора и резистора. Кроме того, управляющий электрод данного тиристора подсоединен через последовательно включенные диод и резистор с точкой соедине- 20 ния первичных обмоток накопительных трансформаторов пнвертора. К достоинствам данного преобразователя следует отнести пали ьие в нем ограничителя зарядных токов смкостного фильтра, действующего 25 в переходном процессе после включения напряжения сети. Недостатки этого пр образователя обусловлены использованием
Так как в тпристорном инверторе необходимо использовать реактивные элементы в силовых цепях для перевода тиристоров из открытого состояния в запертое, то это приводит к относительно низким массогабаритным показателям в сравнении с транзисторными ипверторами при выходной мощности десятки — сотни ватт.
Наиболее близким по своей технической сущности является устройство, состояь,ее из выпрямителя сетевого напряжения, инвертора и узла запуска. Инвертор представляет собой транзисторный мост, в одну диагональ которого подключен источник входного напряжения, содержащий сетевой выпрямитель с емкостным фильтром, а в другую диагональ — первичная обмотка трансформатора, имеющего обмотки положительной обратной связи, подсоединенные к управляющим переходам транзисторов.
Узел запуска содержит ЯС-генератор одиночного импульса, подключенный к источнику входного напряжения пнвертора, и транзисторно-трансформаторный формирователь, цепь питания которого подключена к накопительному конденсатору RC-цепи упомянутого генератора, а выход последнего — ко входу этого формирователя. Вто752700
Решая совместно (1), (2) и (3), находим
Если емкость конденсатора 20 соответствует этому условшо, то сначала на конденсаторе 11 напряжение достигнет установившегося значения U0, и только лишь после этого напряжение на конденсаторе 20 достигнет значения У„р, при котором лавинообразно открываются транзисторы 14 If 15.
Разрядный ток конденсатора 20, протекая через резистор 18 и управляющий переход транзистора 22, открывает последний. Таким образом обмотка 24 подключается к конденсатору 20. В каждой из обмоток 25 и 26 возникает одиночный импульс тока (его длительность определяется временем перемагничпвания сердечника трансформатора 23 от остаточной индукци:! до индукции насыщения и должна соответствовать значению 3 — 5 т, (где т — время включения транзисторов инвертора) . Они открывают транзисторы 27 и 28, в результате инвертор запускается. Ток, протекающий от обмотки
9 через резистор 8 и управляющий участок тирпстора 6, открывает последни!й, который закорачивает резистор 5. После разряда конденсатора 20 транзисторы 14 и 15 остаются во включенном состоянии, тем самым исключается повторный заряд указанного конденсатора, поэтому формирователь 21 обесточивается. Следовательно, узел запуска на дальнейшую работу инвертора не оказывает влияния.
Благодаря тому, что частота работы инвертора отличается обычно от частоты переменного напряжения сети не менее,чем на два порядка, то для тиристора 6 удалось использовать весьма простое однополу!Ieриодное управление (в один полупериод преобразования инвертора ток обмотки 9 протекает через управля!Ощ!!й участок тиристора 6, а в другой полупериод — через диод 7, которыи защищает упомянутый управляющий участок от пробоя обратным напряжением) .
Следовательно, в момент включения напряжения сети амплитуда импульса зарядного тока конденсатора 11 ограничивается резистором 5, поэтому выбором его сопротивления можно ограничить указанную амплитуду до любого приемлемого уровня.
После момента отключения напряжения сети конденсатор 11 разряжается на входное сопротивление инвертора, которое приближенно определяется, как о
U вх—
7вх где I„x — среднее значение входного тока инвертора, а конденсатор 29 разряжается через параллельно соединенные резисторы
16 и 19, т. к. при включенных транзисторах
14 и 15 напряжения на резисторе 17 и конденсаторе 20 незначительны в сравнении с напряжениями I!a резисторах 16 и 19.
Если выполнено условие
5 C„" " а.0,2R,„С„, R10 > !9 т. е. емкость конденсатора 29 выбрана пз соотношения
<0 2 RsxCiI(Ris Rgs)
29
R R
io !s то его полный разряд произойдет за интервал времени, в течение которого напряжение на конденсаторе 11 уменьшится не бо-!
5 лее, чем на 45%, т. е. в то время, когда инвертор еще работает за счет энергии, накопленной конденсатором 11, узел запуска готов к работе. Поэтому запуск преобразователя произойдет независимо от дли2!! тельности интервала времени, в течение которого отсутствовало напряжение сети.
В предлагаемом преобразователе можно вместо резистора 17 использовать стабилнтрон, что позволяет получить в каждой из
25 обмоток 25 If 26 практически постоянную амплитуду импульса запуска независимо от величины напряжения се-,и,-а также вместо мостового самовозбуждаюгцегося инвертора можно использовать люоой самовозбужда5!! ющийся инвертор. В этом случае обмотка
25 подкл!Очается и управляющему переходу одного::з транзистороз инвертора, а обмотка 26 па трансформаторе 23 исключается.
BBE„".; i èå в изь o Tlloe устройство В Сф!!льтр:„д!!Одов, резистора. дополнительной обмотки на трансформаторе инвертора выгодно отл!!чает предлагаемый преобразовате.!ь от пзвест:!Ого, т. к. исключены в;!o;;; ..г oкл!u:;сипя напряжения сети ф) 00. ш!!е токовые пере рузк!! (coTIIII ампер) д!!одов;eçи;0 в:Ifp;Ii!нтеля, что приводит к I .0!! III.;;!;!f0 I!,i Ie!кност!! pauoI I преобразозател)!. 1(pомo то! О, !iå снижая экономичности пр.:абра;ователя, ооеспе швается его
45 автомат:.: еский запуск прц внезапном пропадашш напряжения сети и повторном его возникнозении незав: симо от длительности пнтерва. а времени, в течение которого отсутствовало напряжение сети. Это расши50 ряет фу:, !i!!offaльные возможности преобразовате..я, т. к. позволяет использовать его для электропитан я устройств, которые эксплуатируются на обьектах без обслуживают;его персонала.
Формула !!зобретения
ПреобразОватель выпрямленного напряжения сети, содержащий сетевой выпрямитель, выход которого через тирпстор, шунтирова!шь!й резистором, связан с конденсатором фильтра, подключен!!ым ко входу самовозбуждающегося транзисторно-трансформатор:oi о инвертора, а также узел
65 запуска, состоя!цц!! пз Р С-генератора оди752700
Составитель И. Никитин
Техред А. Камышникова
Редактор В. Левятов
Корректор Л. Орлова
Заказ 1221/14 Изд. ¹ 798 Тираж 798 Подписное
НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2 ночного импульса, один из входных выводов которого связан с общей шиной сетевого выпрямителя и транзисторно-трансформаторного формирователя, выходы которого соединены с управляющими переходами транзисторов инвертора, о т л и ч а ю щ и йся тем, что, с целью повышения надежности и расширения функциональных возможностей, трансформатор инвертора снабжен дополнительной обмоткой, которая через дополнительный резистор подключена к управляющему переходу тпристора, зашунтированного обратным диодом, а вновь
5 введенный конденсатор подключен ко входу RC-генератора, соответствующий входной вывод которого через дополнительные резистор и диоды подключен к выводам для подключения сети.