Мостовой преобразователь постоянного напряжения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Цю)ьг И 1ВКЬЛН ЛЕКА ИЗОБРЕТЕН И ЕЛЬСТВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ Ь ОТКРЫТИИ ОПИСАНИЕН АВТОРСКОМУ Сви(57) Изобретение относится к электро технике и может быть использовано во вторичных источниках питания. Цель изобретения - поэьппение надеж,.801261073 ности путем сокращения времени перегорания предохранителя при отказе одного из транзисторов. Мостовой инвертор содержит ключи 1-4, выполненные на параллельно включенных транзисторах 5 с предохранителями, задающий генератор 9, предохранитель- ный усилитель 10, силовой трансформатор 11. Ввведены в устр-во трансформатор тока 12, цепь из двух включенных согласно-последовательно тиристоров 19 и 20 и формирователь импульсов 24. В устр-ве обеспечивается уменьшение электрических и тепловых ударов в силовых элементах выжиганияР предохранителей, что обеспечивает вы- щ сокую надежность резервирования; уменьшается прямое падение напряжения на силовых полупроводниковых элементах выжигания предохранителей с 400 до 2 В. 2 ил.йвИзобретение относится к электротехнике и может быть использованово вторичных источниках питания систем радиотехники, автоматики и вычислительной техники. 5Целью изобретения является повышение надежности мостового преобразователя постоянного напряжения путемсокращения времени перегорания предохранителя при отказе одного из транзисторов,На фиг. 1 представлена электрическая схема мостового преобразователя постоянного напряжения; на фиг. 2 -схема формирователя импульсов управления тиристорами, вариант исполнения.Мостовой инвертор содержит полупроводниковые ключи 1 - 4, состоящиеиз параллельно соединенных транзисторов 5 с предохранителями 6 в коллек-.торных цепях и резисторами 7 и 8в базовых и эмиттерных цепях, задаю-.щий генератор 9, выход которого соединен с предварительным усилителем 10, связанным выходными обмотками с базоэмиттерными переходамитранзисторов 5 всех четырех плечинвертора, силовой трансформатор 11,первичная обмотка которого имеетсредний вывод, трансформатор 12 тока с двумя первичными обмотками, сос"тоящими из полуобмоток 13, 14 и 15,16, и с двумя вторичными обмотками 17 и 18, последовательно соединенные тиристоры 19 и 20, анод первогоиз которых и катод второго связанысоответственно с точками соединенияпервичных,полуобмоток 13, 14 и 15, 16трансформатора 12 тока, а точка соединения тиристоров 19 и 20 - со средним выводом первичной обмотки силрвого трансформатора 11 через резистор 21, первичный источник 22, плюсовая клемма которого связана с общей 45точкой полуобмоток 13 и 14 через дроссель 23, а минусовая клемма соединена непосредственно с общей точкой полуобмоток 15 и 16, формирователь 24управляющих импульсов, входы которого соединены с задающим генератором 9и вторичными обмотками 17 и 18 трансформатора 12 тока, а выходы формирователя 24 подключены к управляющимэлектродам тиристоров 19 и 20 и квходу предварительного усилителя 1 О,формирователь импульсов 24 (фиг.2).содержит генератор 25 тактовых импульсов, выход которого подключен к входу триггера 26 , логический элемент 2 ИИЛИ 27, входы которого соединены с выходами триггера 26 и с вторичными обмотками 17 и 18 трансформатора 12 тока через выпрямительные диоды. Стабилитроны 28 и 29 предназначены для ограничения напряжения на входах логического элемента 27, Выходы элемента 27 подключены к предварительному усилителю 10 и оконечным каскадам 30 и 31 формирователя 24 импульсов. Выходные выходы каскадов 30 и 31 подключены к управляющим переходам тиристоров 19 и 20.Устройство работает следующим образом.В режиме нормальной работы, когда все транзисторы в ключах 1-4 исправны, происходит поочередная коммутация диагонально противоположных ключей 1,3 и 2,4. Переменный ток, протекающий через встречно соединенные полуобмотки 13, 16 и 14, 15 соответственно, создает в магнитопроводе трансформатора 12 тока встречно направленные намагничивающие силы, вследствие чего ссуммарный магнитный поток равен нулю. На вторичных обмотках 17 и 8 напряжение раИно нулю (что соответствует уровню "0"). В этом режиме работы мостового преобразователя тиристоры 19 и 20 закрыты, так как на них не поступают управляющие силы.Выход из строя транзисторов мостового преобразователя происходит в момент их коммутации или в закрытом состоянии, так как в этих состояниях на них воздействует максимальный уровень коммутируемой импульсной мощности и напряжения, при этом происходит короткое замыкание перехода коллектор - эмиттер (отказ типа КЗ).Предположим, что после коммутации, когда ключи 2,4 открываются, а 1,3 закрываются, произошел отказ типа КЗ транзистора 5 в ключе 1.В этом случае образуются два контура, через которые протекают токи.Первый контур: плюс источника 22 - дроссель 23 - обмотка 14 - ключ 2 - трансформатор 11 - ключ 4 - обмотка 15 - минус источника 22 - соответствует нормальному режиму работы мостового преобразователя.Второй контур: плюс источника 22 - дроссель 23 - обмотка 13 - предохранитель 6 - короткозамкнутый транзис1261073 Режим р 18 26/Е 26/4 19 20 О/1 1/О Нормальный 0 0 О Отказ1 0 О 0 0 0 0 0 О тор 5 - резистор 8 - ключ 4 - обмотка 15 - минус источника 22 - обусловлен аварийным состоянием транзистора 5 ключа 1.В первом контуре обмотки 14 и 15 5 включены встречно,что соответствует, нормальному режиму, а во втором контуре обмотки 13, 15 оказываются соединенными согласно, поэтому на вторичных обмотках 17 и 18 возбуждается напряжение определенной величины, соответствующей, например, уровню "1", Формирователь 24 в соответствии с алгоритмом следования импульсов с обмоток 17 и 18 и с выхода генератор 9 выдает сигнал на усилитель 10, который снимает управляющие сигналы со всех четырех ключей 1-4, ключи запираются, предотвращая нарастание аварийного тока в схеме. После этого формирователь 24 подает отпирающий сигнал на управляющий электрод тиристора 20, который отпирается, образуя контур для протекания тока: плюс источника 22 - дроссель 23 - предохраТаким образом, предлагаемое уст ройство имеет следующие преимущества: уменьшены электрические и тепловые удары в силовых элементах выжигания предохранителей, что обеспечивает высокую надежность устройства ре зервирования; уменьшено прямое падение напряжения на силовых полупроводниковых элементах выжигания предохранителей с 400 до 2-3 В, что позволяет без увеличения установочной мощ ности элементов увеличить ток через предохранители в десятки раз и уменьшить на порядок время выгорания нитель 6 - короткозамкнутый транзистор 5 - резистор 8 - левая секция обмотки трансформатора 11 - резистор 21 - тиристор 20 - минус источника 22. В первоначальный момент токограничивается индуктивностями дросФселя 23, а после закрытия ключей 2,4 - транзисторами 11. Затем трансформатор 11 насыщается вследствие того что к одной секции обмотки приложено постоянное напряжение, ток в контуре, который ограничен резистором 21резко возрастает, предохранитель 6перегорает, отключая короткозамкнутый транзистор 5 и тиристор 20.Сигналы с обмоток 17 и 18 исчезают,и нормальная работа схемы восстанавливается. Логическая последовательность работы функциональных элементов мостоного преобразователя в нормальном режиме и при отказе, например, транзисторов 5 в любом из четырех плеч при- ведена в таблице состояний. предохранителей, а следовательнообеспечить сокращение времени отказамостового преобразователя; отсутствуют ограничения в применении предлагаемого устройства по мощности,напряжению питания и диапазону егоизменения. Формула изобретения Мостовой преобразователь постоянного напряжения, содержащий связанные с входными выводами полупроводниковые ключи, каждый из которых выполнен из И параллельно соединенных транзис126 1073 Составитель В.ЕловЛ.Веселовская Техред Ч.Ходанич, Корректор О.Луговая Редак каз 5242/56 ВН ого комит ений и от 11 , РаушскаТираж 631 ИИПИ Государственн по делам изобрет 3035, Москва, ЖПодписна СССРытийнаб., д,Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 3торов с предохранителями в цепи коллектора, силовой трансформатор, первичная обмотка которого, выполненная со средним выводом, крайними выьода-. ми подсоединена к диагонали переменноготока мостового преобразователя, задающий генератор, выход которого соединен через предварительный усили тель с управляющими входами полупроводниковых ключей, о т л и ч а ю.щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности путем сокращения времени перегорания предохранителя отказавшего транзистора, введен трансфор матор тока, цепь из двух включенных согласно-последовательно тиристоров,подключенных к входным выводам преобразователя, резистор и формирователь импульсов, первый вход которого подсоединен к выходу задающего генерато ра, второй и третий вход подключенык вторичным обмоткам трансформатора тока, первичные обмотки которого 1 включены в силовые цепи полупроводниковых ключей мостового преобразова 10 теля, средний вывод первичной обмотки силового трансформатора которого соединен через резистор с точкой соединения двух тиристоров, управляющие входы которых подключены 15 соответственно к первому и второмувыходу формирователя импульсов.