Устройство для коммутации преобразователя напряжения

сесо.с;.,ПниИВтентно-т,-,.,ф " 1 е.коляСАие Союз Советских Социалистических Республик(51) М Кл Н 02 М 110 присоединение23) Приоритет заявки ГоордйротееноыХ оомотет Соеете Млооотрое ССВР оо,делам оэобретелоХ о отлрытоХ(43) Опу (45) Дата етеиь РХэ 5 эия 26,01,7 ковано 050278, Бэол тубликования опнса(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОММУТАЦИИ ПРЕОБРАЗОВАВНАПРЯЖЕНИЯ т- ие тся сравни" 25 наличие имется повыше- уменьшениеузок и комИзобретение относится к областиэлектротехники и предназначено дляприменения во вторичных источниках питания ЦВМ и автоматики, где необходимо преобразование переменного напряжения в постоянное, используемое дляпитания достаточно мощных (порядка200 и более вт) преобразователей постоянного напряжения в постоянное,в частности стабилизаторов напряжения эОс безтрансформаторным входом.Известно устройство для коммутациипреобразователя напряжения,содержащеекоммутирующий ключ и выпрямительныйдиод 11). )бНаиболее близким к данному иэобре"т нию является устройство для коммута"ции преобразователя напряжения, содержащее включенные между выводамидля подключенияк питающей се- ф)ти и выводами для подключения ко входу преобразователя последовательныецепи из коммутирующего ключа и выпрямительного диода2 1.Недостатками его являютельно низкая надежность,пульсных помех,Целью изобретения являние надежности устройстваимпульсных токовых перегр 30 мутационных помех, использование усройства,в системах с безпробойным птанием,Поставленная цель достигается тем,что в устройстве для коммутации преобразователя напряжения, содержащемвключенные между выводами для подключения к питающей сети и выводамндля подключения ко входу преобразователя последовательные цепи из коммутирующего ключа и выпрямительного ди"ода,новым является то,что между каждойточкой соединения коммутирующего ключас выпрямительным диодом и выводом дляподключения ко входу преобразователявключена, параллельная. цепь из дополнительно введенных силового тиристора и соединенных последовательно резистора и стабилитрона, к котброму через дифференциальный кон.денсатор и усилитель постоянного токаподключен управляЮщий переход упомяну.того тиристора, причем цепь запретавключенияусилителей постоянного тока через релейный элемент иинтегрирующую цепь соединена с дополнительновведЕнным вспомогательным источни.ком питанчя, кроме того,цепь запрета вклкчения усилителей постоянноготока подключена к дополнительно,вве"денному датчику тока потребдения преобразователя, а каждый из коммутирующих ключей снабжен дополнительнымвыводом для подключения его к резервной питающей сети, причем дополнитель,но введенный вспомогательный источникпитания-.на базе выпрямителя, входыФоторогофодключены к выпрямительнымдиодам.На фиг,1 показана принципиальнаясхема устройства для коммутации преобразователя напряжения на фиг.2 -диаграммы напряжений на отдельных егоэлементах.Устройство содержит входные выводы1, к которым подключается источник пе- Иременного. напряжения, и выходные выводы 2, к которым подключается нагрузка(с емкостным накопителем) . Между выводами 1 и 2 включены коммутирующчйключ 3 и выпрямитель на диодах 4 и 20тиристорах 5-7. Параллельйо тиристо-рам включены идентичные цепи запрета8, содержащие последовательную цепь;из резистора 9 и стабилитрона 10, ккоторому через дифференцирующую цепь . щиз конденсатора 11 и резистора 12 иусилитель 13 постоянного тока подключен управляющийпереход соответствующего тиристора. Цепи запрета йключе-"ния 8 подключены через релейный элемент. 14 и интегрирующую цепь из резистора 15 и конденсатора 16 к вспомогательному источнику .17Устройство содержит датчик 1.8 тока потребителя преобразователя и дополнйтельные входные выводы 19, на которые может подаваться напряжение резервного источника питания.Устройство работает следующим образом.Работу устройства рассмотрим с момента времени А (см.фиг.2), соответствующего включению коммутирующегоключа З.и подаче питающего включениюкоммутирующего ключа 3 и подаче питающего напряжения с выводов 1 на элементы 4-7 и источник 17 . В Этот моментподается питание на усилитель 13 (навыходе источника .17), но ни один изтиристоров,57 не включается, так какконденсатор 16 еще не зарядился через щрезистор 15 до напряжения переключениярелейного элемента 14 (на. диаграммеЧз.- пунктирная .лиуия), и на выходепоследнего имеется сигнал запоетавключения усйлителей 13 (Му ).Соответ-ственно найряжение на выводах 2 устрой-ства вэтот,момент времени будет отсутствоватьВ отключенноМ состоянии тирнсторов5-7 к каждому из них попеременно:будетприложено положительно (относительно ,катода) или отрицательное напряжение)10 при этом будет получаться однополярное трапецеидальное напряжение; а на резисторах 12 - располярные импульсы, соответствующие моментам перехода напряжения на тиристоре 5, 6 или 7 черезнуль. Отрицательные импульсы (момент времени Б) не вызывает включения уси" лителеи 13, Положительные импульсы . после усиления используются для включения соответствуецего тиристора, если в это время нет сигнала запрета ( 94 ) . Последний исчезает к моменту времени В, когда конденсатор 16 заряжается до необходимой величины и переключается релейный элемент 14. С момента В устройство подготовленок включению того из тиристоров 5-7, на первом из которых появляется положительное напряжение, например для тиристора 5, в начале следующего периода напряжения (момент Г),В момент Г появляется очередной тиристор 5, и на выводах 2 появляется напряжение. В последующеМ аналогичные процессы происходят в цепи . запрета. 8 тиристорами б, 7, и схема из 1 элементов 4-7 начинает работать как:обычный неуправляемый выпрямитель,обеспечивающий на выводах 2 постоянное напряжение.Поскольку включение устройствапроисходит при прохождении питающего напряжения через нуль, высокочастотных помех при этом не образуется .Кроме того,ф напряжение на выводах,2 с момента Г начинает возрастать практически с нуля и с ограниченной скоростью (определяемой частотой питакщей сети), что позволяет ограничить ток заряда емкостных накодителей нагрузки без применения гспециальныхограничивающих средств.Если в процессе кратковременно исчезает пйтающее, напряжение, конденса-, то 1 16 разряжается, напряжение на нем становится меньше необходимой величины, и при поворотном появлении питающего напряжения вначале вновь будет возникать сигнал запрета включения усилителей 13. Последующие процес сы будут происходить в рассмотренной последовательности.Устройство может быть использовано в системах бесперебойного питания с двумя (и более) .источниками питаю.щего напряжения. В этом случае коммутирующий ключ 3 выполняется в виде переключателя, соединенного с дополнительными вынодами 19, к которым подключается резервный источнйк.При переключении с.одного источника питания на другой и обратно происхо;дящее в схеме процессы аналогичны рас- смотренным, вследствие этого процесс происходит также без образования помех и токовых перегрузок.устройство может содержать датчик 1.8 тока нагрузки. При его наличии устройство может быть некритичным ктоковым перегрузкам и короткому замыканию в нагрузке. В этих случаях на датчике 18 возникает сигнал, аналогичный запрету включения усилителей 13, что вызывает отключение тиристо- ров 5-7.Повторное включение может быть про изведено автоматически или после устранения неисправности., 10по сравнению с;прототипов использование данного устройства для электропитания преобразователей позволяет резко уменьшить уровень коммутацконных помех и амплитуду коммутационных б токовых перегрузок, обеспечить защиту. от перегрузки по току и коротйого замыкания в нагрузке бвэ существенного усложнения схемы. Это, в свою очередь, позволяет повысить надежностьщ и срок службы устройства, уменьшить габариты и веспом;хоподавляющих фильтров, упростить обслуживание и эксплуатацкю устройства питания в целом за счет уменьшения объема пРоФкпактичвсккх работ. формулаизобретения1. Устройство для коммутации пре образоватвля напряжения, содержащее включвннывмежду выводами для подключения к питающей сети и выводами для подключения ко входу преобразойателя последовательные цепи иэЙоммуткрукщв.38 го ключа к выпрямительного дкода, о т л и ч а ю щ в в с я твм что с целью повышения надежности,уменьшения импульсных токовых перегрузок и комму; тационных помех,между каждой точкой 4 О соединения коммутирующего ключа с вы.прямительным диодом и выводом для подключения ко входу преобразователя включена параллельная цепь из дополнительно введенных силового тиристора и сое 1 кненных последовательно резистора истабилитрона к которому через дифференцирующий конденсатор и усилитель постоянного тока подключен управляющий пееход упомянутого тиристора, причемцепь запрета включения усилйтелей псстоянного тока чврез релейный элементи интегрирующую цепь соединена с дополнительно введенным вспомогательнымисточником питания.2,устройство по п,1, о т л и ч аю щ е в с я тем, что, цепь запретавключения усилителей постоянного тока подключена к дополнительно введен,ному датЧику. тока потребления преобразователя.3. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью исполь;зования в системах с бесперебойнымпитанием, каждый из коммутирующих ключей снабжен дополнительным выводомдляподключения его к резервной пита"ющей сети4. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что дополнительновведенный вспомогательный источникпитания выполнен на базе выпрямителя,входы которого подключены к выпрямительным диодам,Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе;1. Патент СВЖ, Р 3313997, кл, 321- .181 19 б 72. Устройство вторкчных источниковэлектропитания РЭА. М., Энание,1976. с. 53, рис,1.591994 Составитель .С. Горбачктор И. Тимофеева Техред Н.Андрейчук КоРРектоР С,Ямал 07/49 ЦНИИПИ ПодписноеССР ак филиал ППП Патентг.ужгород, ул. Проектная,4 Тираж Государственного комите по делам иэобретен 113035, Москва,. Ж"35, РИФа Совета Министрй и открытийушская наб.,д. 4