Искробезопасный источник питания

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во взрывозащищенном электрооборудовании, эксплуатируемом во взрывоопасной атмосфере предприятий горной, нефтехимической и газовой промышленности. Цель изобретения - повышение надежности, активной искробезопасной мощности и КПД. Цель достигается тем, что из источника питания исключается элемент, ограничивающий ток короткого замыкания в аварийных режимах, который приводит к увеличению жесткости нелинейной нагрузочной характеристики. Выходное переменное напряжение прямоугольной формы позволяет достигнуть активной искробезопасной мощности источника на постоянном токе. Искробезопасный источник питания содержит источник постоянного тока, токоограничивающие нелинейные элементы, включенные последовательно с нагрузкой. Новым в источнике является включение нелинейных токоограничивающих элементов в выходные цепи переключающих элементов преобразователя напряжения прямоугольной формы (мультивибратора Роера), запитанного от источника постоянного тока. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 Е 21 F 9 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4348169/24-07 (22) 21.12.87 (46) 15.09.89. Бюл. № 34 (71) Карагандинский научно-исследовательский, проектно-конструкторский и экспериментальный институт «Гипроуглегормаш» (72) Э. Д. Токпанов, П. И. Иванов и А. А. Ермишин (53) 621.316.925 (088.8) (56) Кравченко В. С., Серов В. Н., Ерыгин А, Т., Погорельский А. Е. Искробезопасность электрических цепей. М.: Наука, 1976, с. 182 — 184, рис. 68 — 69.

Авторское свидетельство СССР № 174156, кл. Е 21 F 9/00, 1963. (54) ИСКРОБЕЗОПАСНЫЙ ИСТОЧНИК

ПИТАНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во взрывозащищенном электрооборудовании, эксплуатируемом во взрывоопасной атмосфере

2 предприятий горной, нефтехимической и газовой промышленности. Цель изобретения— повышение надежности, активной искробезопасной мощности и КПД. Цель достигается тем, что из источника питания исключается элемент, ограничивающий ток короткого замыкания в аварийных режимах, который приводит к увеличению жесткости нелинейной нагрузочной характеристики. Выходное переменное напряжение прямоугольной формы позволяет достигнуть активной искробезопасной мощности источника на постоянном токе. Искробезопасный источник питания содержит источник постоянного тока, токоограничивающие нелинейные элементы, включенные последовательно с нагрузкой. Новым в источнике является включение нелинейных токоограничивающих элементов в выходные цепи переключающих элементов преобразователя напряжения прямоугольной формы (мультивибратора Poepa), запитанного от источника постоянного тока. 2 ил.

1507989

Изобретение относится к элекротехнике и может быть использовано во взрывозащищенной аппаратуре, эксплуатируемой во взрывоопасной атмосфере предприятий горной, нефтехимической и газовой промышленности.

Цель изобретения — упрощение, повышение надежности, активной искробезопасной мощности и КПД источника питания.

На фиг. 1 представлена схема искробезопасного источника питания; на фиг. 2— нагрузочные характеристики прототипа (кривая А), данного источника (кривая Б) и источника постоянного тока с идеальной прямоугольной характеристикой (кривая С) .

Искробезопасный источник питания (фиг. 1) содержит трансформатор 1, переключающие транзисторы 2, 3 и токоограничивающие транзисторы 4, 5 с установочным резистором 6. Транзисторы 2, 3 соединены с обмотками трансформатора 1 по схеме мультивибратора Роера. В их выходные (коллекторные) цепи включены по схеме с общей базой токоограничивающие транзисторы 4, 5.

Искробезопасный источник питания работает следующим образом. Питающее постоянное напряжение, преобразованное мультивибратором Роера 1, 2, 3 в переменное напряжение прямоугольной формы подается к нагрузке через токоограничивающие транзисторы 4, 5, выходными харак-. теристиками которых формируется нагрузочная характеристика источника (фиг. 2, кривая Б).

При токе нагрузки меньшем тока насыщения транзисторов 4, 5 их выходное сопротивление мало. Увеличение нагрузочного тока выше номинального значения переводит транзисторы 4, 5 в режим насыщения со значительным ростом их выходного сопротивления. В режиме короткого замыкания падение напряжения на них достигает величины напряжения питания.

Резистором 6 устанавливается требуемый ток нагрузки. Включение токоограничивающих транзисторов 4, 5 в коллекторные цепи переключающих транзисторов 2, 3 позволяет обходиться без дросселя, ограничивающего в схеме прототипа ток в режиме короткого замыкания при внутренних повреждениях. Любое внутреннее повреждение в предлагаемом источнике питания — закорачивание переходов любого транзистора или обрыв любой их внешней цепи — приводит к насыщению трансформатора 1 преобразователя и обесточению его выходных цепей.

Отсутствие дросселя с индивидуальным элементом искрозащиты наряду с упрощением схемы повышает ее надежность, позволяет сформировать жесткую нагрузочную характеристику и обеспечить высокий КПД данного источника питания. Кроме того, прямоугольная форма выходного напряжеФормула изобретения

Искробезопасный источник питания, содержащий трансформатор, первый и второй транзисторы, резистор, источник постоянного тока, положительный полюс которого через

40 резистор подключен к эмиттеру первого транзистора, коллектор которого через первичную обмотку трансформатора соединен с коллектором второго транзистора, отличаюи1ийся тем, что, с целью повышения надежности, активной искробезопасной мощности

45 и КПД, дополнительно введены вторая и третья первичные обмотки трансформатора, общая точка соединения которых имеет клемму для подключения шинки с нулевым потенциалом, третий и четвертый транзисторы, эмиттеры которых соединены между

50 собой непосредственно, а базы через последовательно включенные вторую и третью первичные обмотки трансформатора, коллекторы третьего и четвертого транзисторов сое55

4 ния в источнике позволяет достигнуть активной искробезопасной мощности источника на постоянном токе, имеющего аналогичные параметры тока короткого замыкания и напряжения холостого хода, сохраняя при этом все преимущества переменного тока. При идеальной нагрузочной характеристике, при которой ток нагрузки равен току короткого замыкания (кривая С), для источника постоянного тока максимальная полезная мощность выражается площадью О,ь„которая для прототипа и рассматриваемого источника является полной мощностью, определяемая произведением их амплитудных значений тока короткого замыкания и напряжения холостого хода. Получить такую идеальную характеристику практически невозможно, поэтому характеристики реальных источников расположены ниже криво" 3.

Для данного источника максимально полезная мощность пропорциональна максимуму функции, выражающей площадь прямоугольника 0,1. КПД источника определяется отношением площадей Odef к О, „выражающих полезную и полную мощность источника соответственно. С увеличением жесткости нагрузочной характеристики величина

КПД стремится к 1.

Таким образом, искробезопасный источник питания расширяет возможности внедрения взрывозащищенного электрооборудования в отраслях промышленности со взрывоопасной атмосферой и повышает безопасность ведения работ во взрывоопасных средах. динены соответственно с базами первого и второго транзисторов, эмиттер второго транзистора подключен к эмиттеру первого транзистора, средняя точка первичной обмотки трансформатора соединена с отрицательным полюсом источника питания.

1507989 фиг 2

Состав ител ь Ю. Постн иков

Редактор М. Товтин Техред И. Верес Корректор О. Ципле

Заказ 5467/39 Тираж 410 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат «Патент>, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101