Широтно-импульсный преобразователь постоянного напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве стабилизированного источника питания, Цель изобретения - расширение области применения а режиме коротких замыканий и повышение надежности путем ограничения пусковых токов нагрузки. Устройство содержит входной реактор 1, полностью управляемый вентиль 2, тиристор 3, зашунтированный цепью из токоограничивающего элемента 6 и диода 7. Вентиль 2 включен параллельно цепи нагрузки, а тиристор 3 - последовательно. Указанное выполнение устройства обеспечивает его работоспособность при коротких замыканиях в цепях нагрузки и ограничение токов короткого замыкания и пусковых токов. Для этого последовательно в цепь нагрузки вместо диода 7 включается тиристор 3. Это включение обеспечивается при достижении током определенного значения включением полностью управляемого вентиля 2. Рассеяние энергии, накопленной в реакторе 1 при выключенном вентиле 2, обеспечивается токоограничивающим элементом б и диодом 7. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 Н 02 М 3/135

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4750632/07 (22) 04,08.89 (46) 07.12.91. Бюл. М 45 (71) Всесоюзный электротехнический институт им. В. И. Ленина (72) Г. Г. Адамия (53) 621.314.1(088.8) (56) Степаненко И. П. Основы теории транзисторов и транзисторных схем, Госзнергоиздат, 1963, рис. 20-17.

Руденко В. С, и др. Основы преобразовательной техники. М.: Высшая школа, 1980, с. 144, рис. 3 — 4. (54) ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ ПРЕОБРАЗО ВАТЕЛ Ь ПОСТОЯННОГО Н АП РЯЖЕ-.

НИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве стабилизированного источника питания, Цель изобретения — расширение области применения в режиме коротких замыканий

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве стабилизированного источника питания.

Цель изобретения †.расширение области применения в режиме коротких замыканий и повышение надежности путем ограничения пусковых токов нагрузки, На фиг. 1 приведена схема широтно-им. пульсного преобразователя постоянного напряжения; на фиг. 2 и 3 даны диаГраммы токов и напряжений, характеризующие режимы его работы. и повышение надежности путем ограничения пусковых токов нагрузки. Устоойство содержит входной реактор 1, полностью управляемый вентиль 2, тиристор 3, зашунтированный цепью из токоограничивающего элемента 6 и диода 7. Вентиль 2 включен параллельно цепи нагрузки, а тиристор 3— последовательно, Указанное выполнение устройства обеспечивает его работоспособность при коротких замыканиях в цепях нагрузки и ограничение токов Короткого замыкания и пусковых токов. Для этого последовательно в цепь нагрузки вместо диода 7 включается тиристор 3. 3то включение обеспечивается при достижении током определенного значения включением полностью управляемого вентиля 2. Рассеяние Я энергии, накопленной в реакторе 1 при выключенном вентиле 2, обеспечивается токоограничиваащим элементом 6 и диодом

7. 3 ил.

Преобразователь (фиг, !) содержит входной реактор 1, который соединен последовательно с полностью управляемым вентилем 2 (например, транзистор), образуя цепочку, включенную между входным и общим выводами для подключения источника постоянного напряжения. Тиристор 3 включен между общей точкой соединения реактора f с полностью управляемым вентилем

2 и выходным выводом для подключения нагрузки 4. Между выходным и общим выводами включен емкостный фильтр 5, например конденсатор. Параллельно тиристоду 3

1697219 включена цепочка иэ последовательна соединенных такаогряничиВяющега элемента

6 (например, активное сопротивление) и диода 7, НЯ фиг. 2 I«I 3 и!>«,Н«яты следующие 5 обозначения: «« — ток нагрузки, Кз — ток короткого замыкани, !р, !з, !т — таки llcl соответствующих элементах схемы на фиг, 1, О> — напря><ение нагрузки, При этом на фиг, 2 представлен режим рабаты преобра- 10 эавятеля при металличес«(ам каааткОм замыкании в цепи нагрузки(!(кз —: О), и. на фиг, 3 — при удаленном ко!>Отксл4 замыкании в цег)и нагруз< «(йкз - О!.

Преобразователь работает следу ащим 15 образам, При Вкл!Очении "«ранзистора 2 ТоК ВхаДного реактора 1 линейно нарастает да заданной величины, конденсатор фильтра 5 в зто врел4я разряжается на нагрузку 4, тири- 20 стор 3 выключен, тяк как к нему прило>кено . обратное напряжения (напряжение на включенном транзисторе близко к нулю, а на канденсатаое !>лизка K намин«зльнаму напряжению нагрузки), При наличии ил4- 25 пульса управления на тиристоре 3 и выклк>чении транзистора 2 происходит Включение тиристара 3 За счет э,Ц(самаиндукции, Возникающей во входном реакторе " .

Происходит питание нагрузки 4 по це- 30 пи; источник питания — Входной реактор 1— тиристор 3. Гяк «al< напряжение источника питания ниже напряжения на нагрузке, То ток Ва ВхОднОм реакторе уменьшается, напряжение на конденсаторе фильтра 5 уве- 35 личивается, так ка:< часть энергии, накопленной Во входном реакторе 1, расходуется на заряд конденсатора, а часть — на питание нагрузки 4. При снижении тока нагрузки до заданной величинь: включается транзистор 4!)

2 и процесс повторяется.

Вообще при коротком замыкании в схеме может быть обеспечено два режима. Так короткого замыкания определяется только величиной активного сопротивления (фиг. 45

2) на заданном уровне. Реализац«ия режима возможна талька при металличес к() м (Йкз + О) карат<ам замыкании !л активном сопротивлении 8 качестве ограничивающего элемента. 50

Так короткого =-амыкания определяется заданной установк«зй и с«беспеч««вается работой схемы по поивеценному на фиг. 3 алгоритму, Ограни ение пусковых токов нагрузки осуществляется аналогично ограни- 55 чению токов при:opoTком замыкании в цепи нагp«>«ÇKè, т. е. активным сопротивлением при Выключенном тиристоре или принудительном Вк ключ«-нии T!Ap«4«"Top8 ла достижении током заданной величины (выключение тиристора обеспечивается включением полностью управляемого вентиля).

Отличие ат режима короткого замыкания состоит в том, что по мере заряда конденсатора фильтра пусковой так уменьшается.

При зтам токоограничение по фиг. 2 не требует пояснений, так как ток в установившемся режиме перегрузки или короткого замыкания через диод (l7) определяется !

->вх «

Выражением i= < —, где U» — напряжение на входе преобразователя; !.>в — напряжение на нагрузке; - !< — Величина сопротивления, На фиг. 3 приведен более универсальный спссоб ограничения, авари«йного или пускового тока, позволяющий выбирать ограничивающее сопротивление, при котором установившееся значение тока через, диод (!7) может быть менее номинального даже при глухом коротком замыкании, но ограничение тока В нагрузке осуществляется на уровне, превышающем номинальный.

В этом случае ограничение тока нагрузки, как и в варианте по фиг, 2, осуществляется переводом тока нагрузки в полностью управляемый вентиль 2 (! ) с одновременным снятием импульсов управления с тиристора

3, ток тиристара 3 (!э) становится равным нулю. Выключение полностью управляемого вентиля 2 (! становится равным нулю) производится через интервал времени, достаточный для восстановления запирающих свойств тиристара 3. После выключения полностью управляемого вентиля 2 ток в нагрузку начинает поступать через токаограничивающий элемент 6 и диод 7 (!7) и начинает уменьшаться до заданной величи-!

-!вх U«! ны TBK ак l R — (!Чо где (ном— номинальное значение тока нагрузки. После спада тока до заданной величины включается тиристор 3, ток !з возрастает, па достижении заданного значения включается полностью управляемый вентиль 2 и процесс повторяется да устранения перегрузки

«лли кароткага замыкания, Если после вклк>чения тирист(>ра 3 ток l3 не возрастает выше заданного значения, значит перегрузка устранена и преобразователь работает без обтекания диода 7 током (!7=О), т. е. как в режиме до перегрузки, Формула изобретения

Широтно-импульсный преобразователь постоянного напряжени „содержащий входной, выходной и общий выводы для подключения соответственно источника по-. стоянного напря <ения и наго зк«4, цепочку, 1697219 включенную между входным и общим выводами и состоящую из последовательно соединенных входного реактора и полностью управляемого вентиля, вентиль, включенный между общей точкой соединения входного реактора с полностью управляемым вентилем и выходным выводом, а также емкостный фильтр, включенный между выходным и общим выводами, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения области применения в режиме коротких замыканий и повышения надежности путем ограничения пусковых токов нагрузки, в качестве ука5 занного вентиля использован тиристор, параллельно которому включена введенная цепочка, состоящая из последовательно соединенных токоограничивающего злемента и диода.

1697219

Составител Л. Устинкина

Редактор Т. Юрчикова Техред М.Моргентал 1 орректор C.. Щев<ун

Заказ 4313 Тираж Подписное

„ВНИИПО Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГККТ СССР

113ОЭБ, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производстве .но-издательский комбина- "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101