Транзисторный преобразователь напряжения

)5 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ОРСКОМУ С ЕЛЬСТВУ ектно-конструкторического оборудоваого объединения ляется отгрузки при повыше- в работе оку. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Специальное проское бюро электротермния Производственн(57) Изобретение отностельной технике, в часвателям постоянногпеременное. Цель изоб ьство СССР /60, 1975,ьство СССР537., 1969.Й ПРЕОБРАЗОВА- ится к преобразоватности к преобразоо напряжения в ретения - повышеИзобретение относится к преобразовательной технике, в частности к преобразователям постоянного напряжения в переменное,Известны схемы коммутации с защитой от перегрузки индуктивно-емкостной нагрузки, Для реализации защитных функций в устройство коммутации, содержащее коммутирующие транзисторы, включенные по мостовой схеме, в одну из диагоналей моста включена нагрузка, а в.другую - источник питания. Данное устройство содержит также два вспомогательных источника питания и дополнительные резисторы, по которым протекает ток нагрузки, Напряжение, снимаемое с них в момент превышения допустимого тока нагрузки, закрывает дополнительные транзисторы защиты по ние надежности путем защиты транзисторов преобразователя от коротких замыканий. В преобразователь, содержащий транзисторный мост на транзисторах 14, трансформатор 9 с управляющими токовыми обмотками введены резистор 11, ЯС- цепь 13, 14, токоограничивающие резисторы 15, управляющие транзисторы 16, 17, дополнительный источник питания 18, запирающие резисторы 20, В трансформатор 9 введена запускающая обмотка. Схема позволяет повысить надежность преобразователя в работе путем предохранения его транзисторов от всех видов коротких замыканий за счет рационального расположения токовых и запускающей обмоток трансформатора, а также выбором номиналоь токоограничивающих резисторов. д 2 ил,С: Известны также схемы транзисторных преобразователей напряжения, содержащее силовой транзисторный мост, задающий генератор на базе транзисторного моста, где управление всеми транзисторами обоих мостов осуществляется через управляющие обмотки трансформатора, включенные между базой и эмиттером транзистора за счет трансформаторной связи с током нагрузки, проходящим через токовую обмотку трансформатора. Данная схема проста, позволяет работать на высоких питающих напряжениях. Недостатком этой схемы я сутствие защиты от токов пере коротких замыканиях. Целью изобретения являет ние надежности преобразоватепутем защиты транзисторов от коротких за- ста, Базы второй пары транзисторов соединены с токоограничивающими резисторамимыканий,Предложенная схема позволяет повы, вторые концы которых подключены ксить надежность работы преобразователя коллекторам управляющих транзисторовпутем защиты силовых транэистр эисторов от 5 16, 17, эмиттеры которых соединены с довсех видов коротких замыканий. полнительным источником питания 18, а баСущность изобретения заключается в зы - с схемой 19 управления. Запирающиеспособах защиты от двух видов коротких резисторы 20 включены между базами транзисторов второй пары 3, 4 и нулевой точкойзамыканий.При межвитковых замыканиях, когда 10 схемы,в тся скорость нарастания тока в Устройство работает следующим обрав емя 11 иг. 2нагрузке, увеличивается падение напряже- эом, При открывании во время т (фиг. )ния на индуктивностях токовыхоковых обмоток, схемой 19 управления одного из транзисточто приводит к кратковременному запира- ров, например транзистора 16, протекаетнию транзисторов,.к эмиттерам которыхто базовый токьз (фиг, 2 а) к нулевой точке.ковые обмотки подключены, а благодаря Транзистор 3 отпирается и через запускаюналичию положительной обратной связи за- щую обмотку трансформатора 9 начинаетпи аются транзисторы, к которым подклю- протекать ток 14(ф ., )фиг. 2 г ж) от источника 10пирацены обмотки управления, и ток через питания через реэист рто ы 11, 14, емкость 13,нагрузку прекращается. 20 транзистор 3. Время и величина этого токантов 11,При наличии коротких замыканий в на- определяется параметрами элементовгрузке на "землю", которая соединена с ну, 13, 9. Благодаря наличию трансформалевой точкой, ток начинает протекать от торной связи между запускающей и уписточника питания через место замыкания, равляющей обмотками транзистор 2шунтируя токовые обмотки. Благодаря на открывается, шунтируя резистор 11, и начиличию положительной обратной связи ток, нает протекать ток 2 (фиг. 2 3) через нагрузпоступающий в транзисторы через обмотки ку 12, открыв транзисторы 2, 3 и токовуюуправления, прекращается и транзисторы обмотку трансформатора 9, Полярность наопять-таки запираются, таким образом пряжения наобмоткахтрансформаторадляобеспечивается защита транзисторов от ко этого режима указана на фиг, 1,ротких замыканий. Ток через нагрузку 12, имеющую индукНа фиг. 1 представлена электрическая тивный характер, начинает нарастать и бласхема преобразователя напряжения; на годаря положительной обратной связифиг,2 - диаграммаработыпреобразователя между токовой обмоткой, подключенной кнапряжения. 35 транзистору 3, и обмоткой управления транТранзисторный преобразователь на- зистора 2, последний остается в открытомпрякения содержит транзисторный мост с состоянии из-за роста тока гав (фиг. 2 г), Втранзисторами 1 - 4, с разрядными диодами нормальных режимах схема управления от 5 - 8, ф мато а 9 с обмотками управ- крывает транзистор 2 на время меньше, чемления, включенными разнополярно к базам 40 время достижения током через индуктивиэмиттерампервойпарытранзисторов 1,2, ную нагрузку 12 величины, при которойподсоединенных коллекторами к источнику удерживается положительная обратная10 питания. Параллельно транзисторам связь(1 удфиг, 2 з) иэ-за короткого переднегопервой пары включены резисторы 11. В ди- фронта тока бз, проходящего через токовуюагональ моста подключена нагрузка 12, име обмотку.ющая индуктивный характер, Параллельнонаг зке подсоединена последовательная схемой управления 19 транзистора 16 зацепь, состоящая из запускающей обмотки крывается и транзистор 3 через свой запитрансформатора 9, емкости 13 и резистора рающий резистор 20. ЭДС самоиндукции14. 50 трансформатора 9 меняет полярность наЗапускающая обмотка включена разно- противоположную и происходит резкое заполярно с одной из обмоток управления, пирание транзистора 2, но запирающее наимеющей с ней общую точку. Токовые об- пряжение на его переходе база - эмиттер немотки трансформ тформатора включены между достигает опасных значений из-за шунтируэмиттерами второй пары транзисторов 3, 4 55 ющего действия перехода база - эмиттери нулевой точкой источников питания 10(18) транзистора 1, по которому протекает токразнополярно по отношению к нулевой точ- б 1(фиг, 2 м) в прямом направлении, открыке, но однополярно сно с обмотками управле- вая его, но ток через него не проходит, такния, подключенными к транзисторам 1, 2 как ток нагрузки протекает от нагрузки чепервой пары в противопоположных плечах мо- рез диод 5 1 ь (фиг. 2 н), источник питания и1737681 55 токовую обмотку трансформатора 9 и диод 8 (в фиг. 2 л), постепенно уменьшая свое значение. При этом ЭДС самоиндукции токовой обмотки, подключенной к диоду 8, наводится с обратным знаком (относитель но обозначений на фиг. 1), в запирающем для транзистора 2 направлении. При открытии во время 12 транзистора 17 схема работает аналогично до времени тз(фиг. 2), но ток через нагрузку меняет свое направление. 10В случае возникновения короткого замыкания во время 1 з (фиг, 2), когда открыты транзисторы 2, 3, в точке 21 транзистор 2 не выходит из строя, так как прекращается протекание тока через токовую обмотку, а 15 емкость 13 разряжается током 14 через место короткого замыкания, нулевую точку, диод 7 и запускающую обмотку трансформатора, причем формируется импульс, запирающей полярности для транзистора 2. 20 Если точка короткого замыкания возникает на другом конце нагрузки, то транзистор 2 также запирается из-за прекращения протекания тока через токовую обмотку, подключенную к транзистору 3, 25Еще одним видом коротких замыканий являются межвитковые, вследствие которых уменьшается индуктивность нагрузки и следовательно возникает быстрый рост тока через нее, 30Для защиты от межвитковых коротких замыканий напряжение источника питания 18 и величина токоограничивающих резисторов 15 выбирается так, что при нормальных величинах тока и скорости его 35 нарастания, когда уменьшение базового тока транзисторов 3, 4 вследствие роста напряжения на токовых обмотках трансформатора не выводит транзисторы 3, 4 из насыщения. 40В случае возрастания скорости изменения тока через нагрузку вследствие коротких замыканий возрастает напряжение на эмиттере транзистора 3 (4), Он начинает выходить из насыщения, ограничивая рост то ка через нагрузку и, если ток прекращает свой рост, обрывается положительная обратная связь между токовой и управляющей обмотками трансформатора, ЭДС самоиндукции меняет свой знак, что приводит к 50 запиранию транзистора 2 (1). В этом случае выход из строя транзистора 3 (4) не происходит, так как запирание может происходить при малых токах через него и при высокой скорости изменения этих токов, И активный режим при малых токах для транзистора не опасен, Далее, если 2 н скачком станет равным нулю, все напряжение будет прикладываться к токовой обмотке и произойдет кратковременное запирание транзистора 3 (4) и вследствие положительной обратной связи закрывается также транзистор 2 (1), причем последний так и остается в запертом состоянии, так как запускающая обмотка не сможет сформировать ему импульс управления, будучи. закороченной через Ен.Формула изобретения Транзисторный преобразователь напряжения, содержащий транзисторный мост, входом подключенный к входным выводам, а выходом - к цепи нагрузки, трансформатор, имеющий токовые обмотки, обмотки управления которого подключены к управляющим переходам верхних транзисторов моста, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности путем защиты транзисторов от коротких замыканий, в него введены ВС-цепь, два резистора, два управляющих транзистора, два токоограничивающих и два запирающих резистора и дополнительный источник питания, а в трансформатор введена запускающая обмотка, причем запускающая обмотка и ВС- цепь соединены последовательно и подключены параллельно цепи нагрузки, токовые обмотки трансформатора включены последовательно с эмиттерами нижних транзисторов преобразователя, однополярно с обмотками управления, подключенными к верхним транзисторам синфазных плеч, запирающие резисторы подключены соответственно между базами нижних транзисторов и общей точкой соединения токовых обмоток трансформатора, базы нижних транзисторов через соответствующие токо- ограничивающие резисторы и управляющие транзисторы подключены к клеммам дополнительного источника питания, а введенные резисторы - параллельно силовым переходам соответствующих верхних транзисторов моста,1737681 ныц режа Ра осле юрюлюю Л едактор Л.Народ орректор Т.Палий Тираж Подписноеосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Заказ 1904 ВНИИП