Автономный инвертор с защитой от токовых перегрузок

СОЮЗ СОВЕТСКИХсаичюмесиикРЕСПУБЛИН ае ои 7 // Н 02 Н 7/122 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ь,ВТОРСНОМУ ТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(72) В.Л.Кузьмин и В.А,Худяков (71) Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики при Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (53) 621.314.57(088.8)(56) 1. Патент СПА Р 3377540, кл. Н 02 М 7/537, 1968.2. Авторское свидетельство СССР В 626475, кл. Н 02 М 7/537, 1975..(54)(57) 1, АВТОНОМНЫЙ ИНВЕРТОР С ЗАЩИТОЙ ОТ ТОКОВЫХ ПЕРЕГРУЗОК, содержащий узлы задержки и транзисторныйавтогенератор с трансформаторной обратной связью, подключенный к входным выводам, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью упрощения и повыщения К 1 Щ, введены два узла защиты,каждый из которых состоит из первого резистора, первого диода и оптрона, .причем анод фототиристора и катод светодиода последнего соединены с базой соответствующего транзистора автогенератора, эмиттер которого подключен к катоду ютотиристора, а коллектор - к катоду первого диода, анод которого соединен с анодом светодиода и соответствующим выходом узла задержки, при этом вход последнего через первый резистор подключен к точке соединения базовой обмотки и базового резистора.2. Инвертор по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что что узлы защиты снабжены параллельными цепями, од- Е на из ветвей которых состоит из"последовательно соединенных дополнительной обмотки трансформатора, второго резистора и второго диода, другая ветвь - из конденсатора, причем ука- Я занные цепи включены между базой транзистора и анодом Аототиристора.Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах вторичногоэлектропитания для преобразования одного уровня постоянного напряженияв другой нли для преобразования постоянного напряжения в переменное.Известен автономный инвертор с защитой транзисторов от перегрузок потоку, который содержит подключенный 1 Ок входным выводам транзисторный авто 4генератор с общим базовым резистором и управляемый ключ, соединенныйс узлом управления 1 .Недостатком устройства являетсянизкий КПД,обусловленный необходимостью применения коммутирующих узлов по цепям питания,Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является устройство, содержащее транзисторныйавтогенератор с общим базовым резис- .тором, управляемый ключ, соединенныйс узлом управления, причем узел управления выполнен в виде триггера,выход которого подсоединен к входууправляемого ключа, один выход - квыходу узла коммутации, другой - квыходу элемента задержки, входы узла коммутаций и узла задержки подсое-Здинены соответственно к дополнительной обмотке трансформатора и выходным выводам источника питания 2 .Недостаток устройства - сложностьи низкий КПД, обусловленный наличием.дополнительных источников питания.Цель изобретения - упрощение устройства и повьппение КПД.Поставленная цель достигаетсятем, что в автономный инвертор с защитой от токовых перегрузок, содержа 10щий узлы задержки и транзисторныйавтогенератор с трансформаторнойсвязью, подключенный к входным выводам, введены два узла защиты, каждыйиз которых состоит из первого резистора, первого диода и оптрона, причем анод фототиристора и катод светодиода последнего соединены с базойсоответствующего транзистора автоге.йератора, эмиттер которого подключен 50к катоду фототиристора, а коллектор -к катоду первого диода, анод которого соединен с анодом светодиода исоответствующим выходом узла задержки, причем вход последнего через пер вый резистор подключен к точке соединения базовой обмотки и базовогоГрезистора автогенератора. Кроме того, узлы защиты снабжены параллельными цепями, одна ветвь которых состоит из последовательно соединенных дополнительной обмотки трансформатора, второго резистора и второго диода, а другая ветвь - из конденсатора, причем указанные цепи включены между базой соответствующего транзистора и анодом фототиристора.На фиг. 1 представлена функциональ. ная схема автономного инвертора с защитой от токовых перегрузок, на фиг. 2 - вариант выполнения узла защиты.Автономный инвертор содержит узлы 1 и 2 задержки, транзисторный автоге. нератор 3, подключенный к входным выводам 4 и 5, узлы 6 и 7 защиты, состоящие из первого резистора 8, диода 9 и оптрона 10, анод фототиристора и катод светодиода которого соединены с соответствующей базой транзистора 11 каждого плеча автогенератора, катод фототиристора соединен с эмиттером, а коллектор - с анодом первого диода, анод которого подключен к аноду светодиода и выходу соответствующего узла задержки, причем вход последнего через первый резистор подключен к точке соединения базовой обмотки 12 и базового резистора 13.Узлы 6 и 7 защиты (фиг. 2) содержат параллельную цепь, одна ветвь которой состоит из последовательно соединенных дополнительной обмотки трансформатора 14, второго резистора 15 и второго диода 16, а другая - из конденсатора 17, причем параллельная цепь включена между базой транзистора 11 и анодом дютотиристора 10.Автономный инвертор работает следующим образом.При подключении инвертора к входным выводам напряжение поступает на автогенератор 3, который переводится в динамический режим, и в выходной цепи трансформатора появляется переменное напряжение прямоугольной формы. При появлении положительного потенциала на одной из базовых обмоток 12 трансформатора транзистор 11 того или иного плеча инвертора открывается, при этом узел задержки 1 или 2 блокирует действие узла защиты 6 ипи 7 на время включения транзистора 11.3 11125Ток от базовой обмотки 12 протекаетв этом случае по двум цепям: базовыйрезистор 13 - базо-эмиттерный переход транзистора (открытого) 11 и резистор 8 - узел 1 задержки - диод9 - коллектор-эмиттерный переходтранзистора 1 1.В случае увеличения тока нагрузкивыше критической величины или прикоротком замыкании в цепи нагрузки 1 Отранзистор 11 выходит из состояниянасыщения в активную область. Напряжение на его коллекторе при этом возрастает и при равенстве нулю падениянапряжения на переходе коллектор - 1база, ток от базовой обмотки 12 трансФорматора начинает протекать по цепи светодиода оптрона 10, вызываясрабатывание Аототиристора. Транзистор 11 закрывается, прерывая тем са- домым аварийный ток,Форсированное запирание транзистора осуществляется при помощи параллельной цепочки, Резистор 15 служит для ограничения зарядного токаконденсатора 17, а диод 16 исключаетвозможность его перезаряда в обратную полярность.Такое построение узла защиты позволяет зацаватьминимальный рабочийбазовый ток транзистора 38 1 с сохранением высокого уровня надежности,12 4тогда как обычно для обеспечения надежной работы базовый ток выбирается с большим запасом.Транзисторы не успевают войти в активную область достаточно глубоко, так как узел защиты срабатывает при 0 = О, а значит и 0 имеет величину, мало отличающуюся от величины 01 в режиме насыщения.Устройство позволяет снизить уровень сквозного тока, поскольку узел защиты постоянно контролирует величину 3 и не позволяет ему возрасти до величины более, чем с 3 дВ самовозбуждающихся преобразователях при перегрузках происходит срыв генерации, однако это происходит при токах коллектора, во много раз превышающих 3, , тогда как в устройстве срабатывание узла защитыпроисходит при М - стЗс 1 дТаким образом, изобретение позволяет получить высокий КПД за счет уменьшения динамических потерь в транзисторах автогенератора, так как узел защиты принимает участие при переключении транзисторов на границе перехода их из области насыщения в активную область, и упростить схему автономного инвертора за счет исключения дополнительных источников питания.