Устройство для ограничения перенапряжения

Иллюстрации

Устройство для ограничения перенапряжения (патент 900357)
Устройство для ограничения перенапряжения (патент 900357)
Устройство для ограничения перенапряжения (патент 900357)
Устройство для ограничения перенапряжения (патент 900357)
Показать все

Реферат

 

Сотоэ Соывтскнн

Соцнаянстнчвскнн

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. саид-ву (22)Заявлено 07.06. 79 (21) 277763! /24-07 с присоединением заявки М (51)М. Кл.

Н 02 Н 3/20

Н 02 Н 7/127

Гвсудврстеенный квинтет

СССР (28) П риоритет

Опубликовано 23,01.82. Бюллетень ртеЗ (53) УДК621.316. .925 (088.8) но делан нзабретеннй н втнрытнй

Дата опубликования описания 23 .01. 82 (72) Авторы изобретения

М. В. Бродский, Л. М, Шалашова и Я. А. арковит1 — .—

1

Ф

1 ь

t (7I ) Заявитель (54) УСТРО" СТВО ДЛЯ ОГРАНИЧЕНИЯ 1ТЕРЕНАПРЯЖЕНИЧ

Изобретение относится к устройствам защиты нагрузки, подключенной к выходу выпрямителей со сглаживающим LC чфильтром, от перенапряжений, возникающих вследствие резкого изменения нагрузки, в частности, при срабатывании устройств защиты нагрузки от короткого замыкания.

Известны схемы зрщичм, следящие за напряжением на выходе выпрямительных устройств и отключающие выпрямительные устройства при своем срабатывании, которые эффективно работают, когда на выходе выпрямительного устройства возникает длительное перенапряжение(1 ), Выпрямительные устройства для питания аппаратуры связи, выполненной на полупроводниковых приборах и микросхемах, имеют незначительную пульсацию выпрямленного напряжения.

Сглаживание пульсаций в таких выпрямительных устройствах осуществляется одноэвенным нли двухзвенным LC-фильтром. В этом случае в момент короткого замыкания в нагрузке при срабатывании защиты от короткого замыкания (сгорание предохранителя, выключение автоматического выключате. ля) вследствие резкого уменьшения тока короткого замыкания на дросселях LC - фильтра возникает ЭДС самоиндукции, которая складывается с вы10, ходными напряжением выпрямительного устройства, в результате чего на выходе выпрямительного устройства получается выброс напряжения значительной величины, по амплитуде превы"

13 шающий номинальное значение в 1,52 раза, и очень кратковременный по длительности (10-20 мс). На такоЧ кратковременный выброс напряжения эта схема защиты прореагировать не может, вследствие -.чего выброс напряжения проходит на нагрузку, что вызывает выход ее из строя.

Для уменьшения влияния индуктивности дросселя (.С-фильтра мощных

3 выпрямительных устройств на выходное напряжение, применяется шунти" рование дросселя LC -фильтра на время переходного процесса управляемым тиристором или неуправляемым вентилеи.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для ограничения всплесков напряжения, которое содержит измерительную и исполни- t0 тельную цепи. Исполнительная цепь, состоящая из тиристора и последовательно с ним включенного конденсатора, подключена параллельно основной обмотке входного дросселя, а измерительная цепь содержит датчик напряжения и компаратор 2 l.

Недостатком известного устройства является его небольшая скорость срабатывания вследствие того, что из- щ мерительная цепь, включенная на выходе преобразовательного (инвертирующего} блока, реагирует только на изменение выходного напряжения и выдает сигнал для включения тиристо- ру ра при достижении выходного напряжения выше допустимой нормы. Анализ включения тиристора показал, что в этом случае его включение происходит с замедлением порядка 2 ис.

Таким образом, известное устройство начинает работать только тогда, ког- . да напряжение превысит все допустимые пределы.

Для случая, когда фронт нарастания N напряжения очень крутой, что имеет. место при срабатывании защиты от ко.роткого замыкания (КЗ) в нагрузке, известное устройство не может защитить нагрузку от перенапряжения.

Это происходит потому, что известное устройство начинает работать только тогда, когда выходное напряжение уже превышает допустимые нормы, и за время срабатывания устройства продолжает нарастать.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства для ограничения перенапряжений.

Цель достигается теи, что в уст- 50 ройстве для ограничения перенапряжения, содержащем входной дроссель с двумя последовательно соединенными обмотками, последовательно с первой иэ которых включен диод, измерительный блок, конденсатор, резистор и конденсатор на выходе устрой,ства, исполнительную цепь на тиристоре, катод которого связан с первой обмоткой входного дросселя и положительной шиной, а управляющий электрод тиристора подключен к блоку управления, измерительный блок выполнен на трансформаторе тока, блок управления — на транзисторе и вспомогательном тиристоре, а введенный конденсатор включен между средней точкой обмоток дросселя и отрицатель-. ной шиной, причем первичная обмотка трансформатора тока через упомянутый диод подключена параллельно второй обмотке входного дросселя, вторичная обмотка включена в цепь базы транзистора блока управления, эмиттер которого через упомянутый конденсатор, зашунтированный резистором, подключен к аноду вспомогательного тиристора, катод которого соединен с управляющим электродом тиристора исполнительной цепи, а управляющий электрод — с коллектором транзистора, На фиг. изображена схема устройства для ограничения перенапряжений.

Измерительный блок 1 содержит трансформатор 2 тока, первичная обмотка которого через диод 3 подключена параллельно обмотке 4 входного дросселя.

Исполнительная цепь имеет связанный с обмотками 4 и 5 входного дросселя тиристор 6, управляющий электрод которого подключен к блоку 7 управления, который содержит транзистор 8 и вспомогательный тиристор 9.

Вторичная обмотка трансформатора

2 тока включена в цепь базы транзистора 8. Эмиттер транзистора 8 через конденсатор 10, зашунтированный резистором 11, подключен к аноду вспомогательного тиристора 9, катод которого соединен с управляющим электродом тиристора 6 исполнительной цепи, а управляюший электрод — с коллектором транзистора 8.

Устройство работает следующим образом.

При коротком замыкании в момент срабатывания защиты ток резко уменьшается, и на обмотках 4 и 5 входного дросселя образуется ЭДС самоиндукции, вследствие чего открывается диод 3, и через первичную обмотку трансформатора 2 тока начинает протекать ток. На вторичной обмотке трансфопУстройство для ограничения перенапряжения, содержащее входной дроссель с двумя последовательно соединенными обмотками, последовательно с первой иэ которых включен диод, измерительный блок, исполнительную цепь на тиристоре, катод которого связан с первой обмоткой входного дросселя и положительной шиной, а yrlравляющий электрод тиристора подключен к блоку управления, резистор, конденсатор и конденсатор на выходе устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, измерительный блок выполнен на трансформаторе тока, а блок управления — на транзисторе и вспомогательном тиристоре, и введен конденсатор, включенный между средней точкой обмоток дросселя и отрицательной шиной, причем первичная обмотка трансформатора тока через упомянутый диод подклювена параллельно второй обмотке входного дросселя, вторичная обмотка включена в цепь базы транзистора блока управления, эмиттер которого через упомянутый конденсатор, зашунтированный резис, тором, подключен к аноду вспомогаl тельного тиристора, катод которого соединен с управляющим электродом тиристора исполнительной цепи, а управдяющий электрод — с коллектором транзистора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Электропитающие установки для городских АТС. Информационный сборник. N., "Связь", 1974. с. 29-32.

2. Авторское свидетельство СССР

У 513443, кл. Н 02 Н 7/127, 1972.

5 9ООЗ матора 2 тока возникает импульс напряжения, которьп открывает транзистор 8. Через переход эмиттер-коллектор транзистора 8 и управляющие цепи вспомогательного тиристора 9 и тиристора 6 исполнительной цепи проходит ток. Вспомогательньп тиристор

9 открывается, и создается цепь для заряда конденсатора 10. Ток заряда конденсатора 1О проходит через цепь 16 управления тиристора 6 исполнительной цепи. Тиристор 6 открывается по цепи управления, ток через которую протекает в течение времени заряда конденсатора 10. 15

В момент, когда напряжение на тиристоре 6 исполнительной цепи поменяет полярность и достигнет величины достаточной для ее открытия, тнристор 6 открывается, шунтирует обмот- 20 ки 4 и 5 входного дросселя, в результате чего ЭДС самоиндукции, возникшая в обмотках в момент спада тока К3, разряжается на тиристор 6 и увеличения напряжения на нагрузке 23 (аппаратуре связи) не происходит.

На фиг. 2а приведена осциллограмма напряжения на выходе выпрямительного устройства в момент срабатывания защиты при КЗ при подключении из-3О мерительноч цепи к его выходу;.на фиг. 2б — то же, при подключении сотласно изобретения.

Из осциллограмм видно, что напряжение на выходе выпрямительного устройства при подключении измерительной цепи к его выходу увеличивается до 120Х от номинального значения, а при подключении согласно изобретения — до 11О от номинального 4Ф значения.

Таким образом, предлагаемое изобретение повышает быстродействие устройства и тем самым уменьшает амплитуду выходного напряжения íà 10Х, чтб значительно повьппает надежность

57 Ь питаемой от выпрямительного устройства аппаратуры связи.

Формула изобретения