Искробезопасный источник питания переменного тока

 

Изобретение относится к искробезопасным источникам питания. Целью изобретения является повышение надежности искробезопасного источника питания переменного тока путем отключения цепи первичной обмотки выходного трансформатора преобразователя постоянного тока в переменный от источника постоянного тока. Для этого в схему источника, содержащего усилитель мощности с выходным трансформатором и задающий генератор, включены двухтактный амплитудный детектор, схема управления и токовый ключ, причем входы амплитудного детектора подключены к соответствующим выходам усилителя мощности, выход амплитудного детектора подключен к входу схемы управления, выход схемы управления - к управляющему входу токового ключа, через который производится питание задающего генератора. Изобретение позволяет повысить надежность источников питания переменного тока за счет полного отключения первичной обмотки трансформатора от источника постоянного тока, а также обеспечить искробезопасность всех обмоток трансформатора с помощью одного узла искрозащиты. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU „„ I 504355 (51) 4 F- 21 F 9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4351948/24-07 (22) 28. 12. 87 (46) 30.08.89. Бюл. У 32 (71) Донецкий политехнический институт (72) В.Ф. Сенько, b.A. Кузнецов, Н.Б. Мачуговский, В.В. Давыдов и А.Д. Файнгольд (53) 621.316.925(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1108217, кл. E 21 F 9/00, 1982.

Источники питания радиоэлектронной аппаратуры. Справочник. Под ред.

Найвельта Г.С. М.: Радио и связь.

1986, с. 361. (54) ИСКРОБЕЗОПАСНЬИ ИСТОЧНИК ПИТА.НИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к искробезопасным источникам питания. Целью изобретения является повышение надежности искробезопасного источника питания переменного тока путем отключения цепи первичной обмотки выходного

Изобретение касается искробеэопасных источников питания и может быть

Использовано в горной, химической, нефтяной и других отраслях промышленности, производства которых связаны с взрывоопасной атмосферой.

Целью изобретения является повьппение надежности искробеэопасного источника переменного тока путем отключения цепи первичной обмотки выходного трансформатора преобразователя постоянного тока в переменный от источника постоянного тока при возни2 трансформатора преобразователя постоянного тока в переменный от источника постоянного тока. Для этого в схему источника, содержащего усилитель мощности с выходным трансформатором и задающий генератор, включены двухтактный амплитудный детектор, схема управления и токовый ключ, причем входы амплитудного детектора подключены к соответствующим выходам усилителя мощности, вь ход амплитудного детектора подключен к входу схемы управления, выход схемы управления — к управляющему входу токового ключа, через который производится питание задающего генератора. Изобре- g тение позволяет повысить надежность источников питания переменного тока за счет полного отключения первичной обмотки трансформатора от источника постоянного тока, а также обеспечить искробеэопасность всех обмоток трансформатора с помощью одного узла искроэащиты. 2 ил. Я кновении короткого замыкания ипи перегрузок в любой иэ обмоток выходно1

ro трансформатора °

На фиг. 1 показана блок-схема искробеэопасного источника переменного тока; на фиг. 2 — его принципиальная схема.

Искробезопасный источник переменного тока содержит источник 1 постоянного тока, задающий генератор 2, противофазные выходные напряжения которого подаются на входы двухтактного усилителя 3 мощности, нагруз1504355 кой которого является ныходной трансформатор 4, к точкам подключения которого к усилителю 3 мощности подсоединены входы двухтактного амплитудного детектора 5, выход которого подключен к входу схемы 6 управления, нагрузкой которой является управляющая цепь токового ключа 7, через который напряжение источника 1 постоян- 1О ного тока подается на задающий генератор 2.

Принцип действия источника заключается в следующем.

В номинальном режиме работы схема 15

6 управления поддерживает токовый ключ 7, через который осуществляется питание задающего генератора 2, во включенном состоянии, что обеспечивает нормальную работу преобразователя с независимым возбуждением (усилителя 3 мощности и выходного трансформатора 4). Амплитуда коллекторного напряжения транзисторов усилителя 3 мощности близка к удвоенному напря25 жению источника 1 постоянного тока, при этом напряжение на выходе двухтактного амплитудного детектора 5 максимально, что соответствует требуемому состоянию схемы 6 управления. 30

При коротком замыкании или перегрузке в любой иэ обмоток выходного трансформатора 4 амплитуда коллекторного напряжения транзисторов усилителя 3 мощности уменьшается, уменьшается 35 и выходное напряжение амплитудного детектора 5, и при дост вкении им определенного значения, соответствующего допустимой искробезопасной мощности, схема 6 управления закрывает 40 токовый ключ 7, абесточивая тем самым задающий генератор 2. При этом транзисторы усилителя 3 мощности закрываются, отключая тем самым выходной трансформатор 4 от источника 1 45 постоянного тока.

Усилитель 3 мощности искробезопасного источника переменного тока выполнен по днухтактной схеме на силовых транзисторах 8 и 9, работающих в режиме переключения. Управление силовыми транзисторами 8 и 9 осуществляется с помощью управляющих транзисторов 10 и 11, коллекторы которых соответственно через резисторы 55

12 и 13 подсоединены к соответствующим базам силоных транзисторов 8 и

9. Управляющие транзисторы 1(1 н 11 также работают н режиме переключения, поэтому токи баз силовых транзисторов 8 и 9 определяются напряжением источника 1 постоянного -.ока и значением сопротивления резисторов 12 и 13. Задающий генератор 2 выполнен н виде симметричного мультивибратора на транзисторах 14 и 15. Скважность колебаний равна двум, частота колебаний определяется конденсаторами 16 и 17 и составляет десятки килогерц. Противофаэные выходные напряжения задающего генератора 2 подаются на входы управляющих транзисторов 10 и 11 через согласующие эмиттерные повторители на транзисторах 18 и 19 и резисторы 20 и 21. Питание задающего генератора осуществляется через токовый ключ 7, выполненный на транзисторе 22.

Двухтактный амплитудный детектор

5 состоит из двух диодов 23 и 24 и сглаживающего фильтра, образованного конденсатором 25 и резисторами

26, 27.

Схема управления состоит из двух согласующих каскадов, виполненных на транзисторе 28 по схеме с общей базой и на транзисторе 29 по схеме с общим эмиттером, и триггера Шиитта, выполненного на транзисторах 30 и 31. К выходу триггера Шмитта через резистор 32 подсоединена база транзистора 22 — управляющий вход токового ключа 7.

Включение преобразователя осуществляется с помощью кнопки 33.

Искробеэопасный источник переменного тока функционирует следующим образом.

При номинальной нагрузке напряжение на конденсаторе 25 амплитудного детектора 5 максимально (оно равно удвоенному напряжению источника 1 питания постоянного тока), транзистор 28 и, следовательно, транзистор

29 схемы 6 управления закрыты, триггер 1Чмитта находится в таком состоянии, когда транзистор 30 открыт, а транзистор 31 закрыт. Транзистор

22 токового ключа 7 при этом открыт и тем самым обеспечивает питание задающего генератора 2. При перегрузке или коротком замыкании в любой из обмоток выходного трансформатора

4 силовые транзисторы 8 и 9, работающие с фиксированным током базы, вы1О

5 15043 ходят из насыщения, амплитуда напряжения на них уменьшается, выходное напряжение амплитудного детектора 5 также уменьшается и при определенФ

5 ном его значении транзисторы 28 и 29 открываются, а триггер Шмитта скачком изменяет свое состояние: транзистор 30 закрывается, а транзистор 31 открывается. При этом закрывается транзистор 22 токового ключа 7, тем самым обесточивая цепь питания задающего генератора 2. Выходные напряжения задакпцего генератора уменьшаются по нуля, упоавпяюшие транзисторы 10 и 11 закрываются, закрывая тем самым силовые транзисторы 8 и 9. Подача энергии в трансформатор 4 прекращается, за счет чего и обеспечивается искробезопасность выхопных цепей переменного тока.

Постоянная времени сглаживающего фильтра амплитудного детектора 5 выбрана на порядок меньше периода коле- 25 баний задающего генератора 2, поэтому схема 6 управления переключается и в том случае, если из насьпцения вьппел один из силовых транзисторов (8 или 9), т.е. в данном источнике 30 переменного тока не требуется высокой степени идентичности силовых транзисторов 8 и 9 по коэффициенту ускпения тока.

Таким образом, использование дан35 ного изобретения позволяет повысить надежность источников питания переменного тока путем полного отключе55 6 ния первичной обмотки трансформатора от источника постоянного тока, а также обеспечить искробезопасность всех обмоток трансдюрматора с помощью одного узла нскрозащиты.

Формула изобретения

Искробезопасный источник питания переменного тока, содержащий источник постоянного тока, преобразователь постоянного тока в переменный, состоящий из двухтактного усилителя мощности с выходным трансформатором и задающего генератора, выход которого подключен к первому входу усилителя мощности, второй вход которого соединен с выходом источника постоянного тока, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности источника путем отключения цепи первичной обмотки выходного трансформатора преобразователя постоянного тока в переменный от источника постоянного тока, дополнительно введены двухтактный амплитудный детектор, схема управления, токовый ключ, силовой вход которого соединен с выходом источника постоянного то ка, а управляющий вход — с выходом схемы управления, вход которой соединен с выходом амплитудного детектора, первый и второй входы которого подключены к соответствующим выходам усилителя мощности, выход токового ключа подключен к шине питания задающего генератора.

1504355

Заказ 5227/34

Тираж 410

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Составитель Ю. Постников

Редактор А. Маковская Техред M.Õoäàíè÷

Корректор В. Гирняк

Подписное