Устройство для защиты от перегрузок нагрузок автоколебательных конверторов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 47 А ЯО Цг ЗОБРЕТЕНИЯ АН ИДЕТСПЬСТВ У Р СКОМУ мпульопарузке ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТКРЫТИЙ(53) 62 Ч . 316, 925,4 (088. 8) (56) Митрофанов А.В., Щеголев А,К. Импульсные источники вторичного электролит 1 ния в бытовой радиоап 1;аратуре, И.: Радио и связь, 1985, с, 52, рис. 30.Авторское свидетельство СССР Кф 1185487, кл. Н 02 Н 7/12, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕГРУЗОК НАГРУЗОК АВТОКОЛЕБАТЕЛЬНЫХ (57) Изобретение относится к электротехнике, Целью изобретения является повьпцение точности. Устройство содержит датчик 9 тока нагрузки, пороговый элемент 10 и исполнительный элемент 11, соединенные каскадно.(5 П 4 Н 02 Н 3/08 7/10 При этом исполнительный элемент 11подключен к узлу 12 защиты конвертора 2. Для устранения связи устройства защиты с цепями нагрузки дополнительно вводится узел 13 блокировкидатчика 9 тока нагрузки. Датчик 9тока нагрузки выполнен в виде преобразователя временных интервалов импульсов конвертора 2 в электрическийсигнал, а подключение узла 13 блокировки и датчика 9 произведено в первичной стороне б конвертора 2, Узел13 блокировки в стартовом режиме работы автоколебательного конвертора2 исключает функционирование датчика9 тока нагрузки, т.к. в датчик вэтом режиме, длящемся порядка 50100 мс, из последовательности исов, формируемых конвертором, пдает информация о токовой перегв цепях нагрузки конвертора. 4 илИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты нагрузок источников вторичного электропитания, выполненных ца ос нове бестрансформаторцого автоколебательного конвертора с промежуточным индуктивным накопителем энергии и обратным включением выпрямителя, от перегрузки и коротких замыканий в нагрузке.Целью изобретения является повыше ние точности защитыи расширение Функциональных возможностей эа счет устранения зависимости уставки защн ты от колебаний входного напряжения конвертора.На фиг, 1 представлена функциональная схема устройства, ца Фиг,2 - 1 прицццпиальцая схема устройства с 20 примером конкретной реализации отдельных его узлов, ца фиг. 3 а, б - эпюры тока коллекторац напряжения ца базе ар силового ключа конвертора, на Фиг, 4 - экспериментальная 25 зависимость интервала Смежду импульсами тока силового ключа конвертора от тока нагрузки 1 при разных входных напряжениях ПУстройство для защиты от перегрузок нагрузок 1 автоколебательного конвертора 2, выполненного с бестрансформаторным включением сетевого выпрямителя 3 и с разделительным импульсным трансформатором 4 с силовым ключом 5 на первичной 6 и с обратными диодами 7 в цспях нагрузок 1 на вторичной 8 сторонах, содержит датчик 9 тока нагрузки, вход которого включен в цепь Формирования импульсов 4 ключа 5, а выход через пороговый 10 и исполнительный 1 элементы подключен к входу узла 12 защиты нагрузки 1. Узел 13 блокировки датчика 9 включен между выходом выпрямйтеля 3 и .: входом датчика 9. Кроме того, устройство снабжено компенсирующим элементом 14, включенным между выходом выпрямителя 3 и входом порогового элемента 10.50Датчик 9 тока нагрузки 1 выполнен в виде преобразователя интервалов в электрический сигнал, который может быть реализован, например, в виде генератора пилообразного напряжения ца транзисторе 15, накопительном конденсаторе 16 и зарядном резисторе 17. База транзистора 15, являющаяся входом датчика 9, подключена к базе силового ключа 5 конвертора 2.Исполнительный элемент 11 может бьггь выполнен на тиристоре 18, управляющий переход которого является пороговым элементом 10 и подключен к выходу датчика 9 через регулируемый резистор 9. Выход исполнительного элемента 11 подключен к базе транзистора узла 12 защиты конвертора 2,Компенсирующий элемент 14 может быть выполнен в виде резистора, включенного между анодом и управляющим электродом тиристора 18. Узел 13 блокировки датчика 9 может бьггь выполнен на параллельнойКС-цепочке, включенцой через отсекающий диод 20 между выпрямителем 3 и базой транзистора 15 датчика 9.Устройство работает следующим образом.В стационарном режиме работы с базы силового ключа 5 конвертора 2 на базу транзистора 15 датчика 9 тока нагрузки поступает периодическая последовательность импульсов конвертора 2, близкая по форме к показанной на Фиг. Зб. От выпрямителя 3 в конверторе 2 напряжение импульсной формы с частотой 50 Гц и длительностью импульсов порядка 10 мс подается на транзистор 15 датчика тока нагрузки как напряжение коллекторного питания. При действии ца базу транзистора 15 положительных импульсов транзистор 15 насыцается и конденсатор 16 быстро разряжается через цепь коллекторэмиттер транзистора 15. При действии отрицательных импульсов на базу транзистора 15 он запирается и конденсатор 16 заряжается током, протекающим от выпрямителя 3. Ввиду большой постоянной времени этой цепи напряжение на конденсаторе 16 возрастает в течение времени е практическииипо линейному закону, близкому по форме к последовательности импульсов, показанной на фиг. За. Поэтому размах пилообразных импульсов на конденсаторе 16 пропорционален длительности 1и, следовательно, пропорционален току нагрузки (согласно графику Фиг, 4) конвертора. Поскольку коллектор транзистора 15 питается импульсным напряжением, сигнал на конденсаторе 16 имеет вид пачек пилообразных импульсов длительностьюс, . Длительность каждой пачки около 10 мс, часдатчика 9 тока нагрузки, так как конвертор 2 переходит в стационарныйрежим работы. Таким образом, благодаря выполне" нию датчика тока нагрузки в виде преобразователя временных интервалов между импульсами тока силового ключа конвертора в электрический сигнал повьппается точность срабатывания защиты при перегрузках, а введение компенсирующего элемента расширяет функциональные воэможности защиты, сохраняя неизменной уставку при колебаниях входного напряжения. Формула изобретения 1, Устройство для защиты от перегрузок нагрузок автоколебательных конверторов, выполненных с бестрансформаторным включением сетевого выпрямителя и с разделительным импульсным трансформатором с силовым ключом на первичной и с обратными диодами в Цепях нагрузок на его вторичной сторонах, содержащее датчик тока нагрузки, выход которого через пороговый и исполнительный элементы подключен к входу узла защиты конвертора, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения электробезопасности, оно снабжено узлом блокировки при включении датчика тока нагрузки, а датчик тока нагрузки выполнен в виде преобразователя временных интервалов между импульсами тока силового ключа конвертора в электрический сигнал, причем вход датчика тока нагрузки предназначен для включения в цепь формирования импульсов силового ключа на первичной стороне разделительного силового трансформатора. 2. Устройство по п. 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности защиты, оно снабжено компенсирующим элементом, выход которого подключен к входу порогового элемента, а вход предназначен для подключения к выходу сетевого выпрямителя конвертора,1437947тота пачек 50 Гц, количество пилообразных импульсов в пачке около 250300, Пилообразные импульсы Через резистор 19 поступают на управляющийпереход тиристора 18, Резистором 19подбирается размах пилообразных импульсон, при котором включается тиристор 18. Включение тиристора 18создает цепь для протекания базового 10тока транзистора узла 12 защиты конвертора 2. Отпирание транзистораузла 12 вызывает выключение конвертора 2 и в дальнейшем не дает емузапуститься до тех пор, пока тиристор 18 не выключится. Для выключениятиристора 18 необходимо отключитьконвертор 2 от сети, и после уменьшения тока через тиристор 18 ниже,уровня тока удержания он закрывается, 2 ОНапряжение на управляющий электродтиристора 18 поступает с сетевого вьгпрямителя 3 через резистор компенсирующего элемента 14. При изменениинапряжения на выходе сетевого выпрямителя 3, что эквивалентно изменению напряжения первичной сети, изменяется средний потенциал управляющего электрода тиристора 18, что обусловливает компенсацию изменения напряжения питания конвертора 2, которое незначительно влияет (см.фиг.4)на длительность й, являющуюся ин,формационным параметром для датчика9 тока нагрузки 1,Во время переходного процесса,. происходящего в конверторе 2 приего включении (так называемом стартовом режиме), импульсы питания датчика 9 проходят через диод 20 ипараллельную КС-цепочку на вход датчика 9 (базу транзистора 15), насыщают его и предотвращают запираниетранзистора 15 отрицательными импульсами, поступающими с базы ключа 5.Поэтому пилообразные импульсы на конденсаторе 16 не формируются, чемдостигается блокирование работы датчика 9 тока нагрузки при стартовомрежиме работы конвертора 2, Послезаряжения конденсатора диод 20 практи 50чески закрывается и насьпцения транэис.тора 15 импульсами более не происходит. При этом снимается блокировкаставитель В.Жмуровкред М,Ходанич орректор А. Редактор И.Рыбченко Заказ 590 Тираж 651осударственного комилам изобретений и отква, Ж, Раушская П ое та СС 1 ИИП ыт о д, 4 1 ЗОЭ роектная,оизводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгоро