Устройство для коммутации преобразователя напряжения

 

СЕСО.;;.,„,.„,„= -ч

ИВтентно : 1ескаа@

С А Ёай Е

Союз Советских

Социалистических

Республик (11)) $QgQQg

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51) М. Кл. (22) Заявлеио 0706.76 (2!) 2369370/24-07

Н 02 М 1!10 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет (43) Опубликовано 050278. Бюллетень Рй 5

Геердаретееллыа еематет

Сееета Млнаетрее СССР ае,делам иаееретеллХ а етлрытай (53) УДК 621.316.722... 1 (088. B) (45} Дата опубликования описания 2601,78 (72) .Автор изобретения

И.И.Колосков (71) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОММУТАЦИИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для применения во вторичных источниках питания ЦВМ и автоматики, где необходимо преобразование переменного напря- 5 жения в постоянное, используемое для питания достаточно мощных (порядка

200 и более вт) преобразователей постоянного напряжения в постоянное, в частности стабилизаторов напряжения тО с безтрансформаторным входом.

Известно устройство для коммутации. преобразователя напряжения, содержащее коммутирующий ключ и выпрямительный диод f 1 ). 15

Наиболее близким к данному изобретению является устройство для коммутации преобразователя напряжения, содержащее включенные между выводами для подключения - к питающей сети и выводами для подключения ко входу преобразователя, последовательные цепи из коммутирующего ключа и выпрямительного диода (2 ).

Недостатками его являются сравни- 25 тельно низкая надежность, наличие импульсных помех, Целью изобретения является повышение надежности устройства, уменьшение импульсных токовых перегрузок и ком- 30 мутационных помех, использование устройства, в системах с безпробойным питанием.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для коммутации преобразователя напряжения, содержащем включенные между выводами для подключения к питающей сети и выводами для подключения ко входу преобразователя последовательные цепи из коммутирующего ключа и выпрямительного диода,новым является то,что между каждой точкой соединения коммутирующего ключа с выпрямительным диодом и выводом для подключения ко входу преобразователя включена, параллельная. цепь из дополнительно введенных силового THpHcTQра и соединенных последовательно резистора и стабилитрона, к котброму через дифференциальный конденсатор и усилитель постоянного тока подключен управляЮщий переход упомянутого тиристора, причем цепь запрета включения усилителей постоянного тока через релейный элемент и интегрирующую цепь соединена с дополнительно введЕнным вспомогательным источни.ком питанчя, кроме того, цепь запрета вклкчения усилителей постоянного тока подключена к дополнительно .sse"

591994 денному датчику тока потребдения преобразователя, а каждый из коммутирующих ключей снабжен дополнительным выводом для подключения его к резервной питающей сети, причем дополнитель,но введенный вспомогательный источник питания-уа базе выпрямителя, входы

Фоторогофцодключены к выпрямительным диодам.

На фиг.l показана принципиальная схема устройства для коммутации преобразователя напряжения на фиг.2— диаграммы напряжений на отдельных его элементах. Устройство содержит входные выводы

1, к которым подключается источник пе- )8 ременного. напряжения, и выходные выводы 2, к которым подключается нагрузка (с емкостным накопителем) . Между выводами 1 и 2 включены коммутирующчй ключ 3 и выпрямитель на диодах 4 и 20 тиристорах 5-7. Параллельйо тиристо- рам включены идентичные цепи запрета

8, содержащие последовательную цепь, из резистора 9 и стабилитрона 10, к ,которому через дифференцирующую цепь . щ из конденсатора ll и резистора 12 и усилитель 13 постоянного тока подключен -управляющий переход соответствующего тиристора. Цепи запрета йключе ния 8 подключены через релейный элемент 14 и иитехриРующую цепь из резис .тора 15 и конденсатора 16 к вспомогательному источнику .17..

Устройство содержйт датчик 1.8 тока потребителя преобразователя и до полнйтельные входные выводы 19, на которые может подаваться напряжение резервного источника питания.

Устройство работает следующим образом.

Работу устройства рассмотрим с момента времени A ((с мM..ф иHг ..22)), -соответствующего включению коммутирующего ключа З.и .подаче питающего включению коммутирующего ключа 3 и подаче питающего напряжения.с выводов 1 на элементы 4-7 и источник 17 . В Этот момент подается питание на усилитель 13 (на выходе источника .17), но ни один из тиристоров.5»7 не включается, так как конденсатор 16 еще не зарядился через . щ резистор 15-до напряжения переключения релейного элемента 14 (на. диаграмме

V< .- пунктирная -лиуия), и иа выходе последнего имеется сигнал запрета включения усйлителей 13 (14у ).Соответ-ф ственно найряжение на выводах 2- устройства в этот,момент времени будет отсутствовать;.

В отключенноМ состоянии тирнсторов

5-7 к каждому из них попеременно:будет приложено положительно (относительно ,катода) или отрицательное напряжение (источника питания). На стабилитронах

Il0 при этом будет получаться однополярное трапецеидальное напряжение; а на резисторах 12 — располярные импульсы, соответствующие моментам перехода напряжения на тиристоре 5, 6 или 7 через нуль. Отрицательные импульсы (момент времени Б) не вызывает включения усилителеи: 13. Положительные импульсы после усиления используются для включения соответствукицего тиристора, если в это время нет сигнала запрета (,VH ) . Последний исчезает к моменту времени В, когда конденсатор 16 заряжается до необходимой величины и переключается релейный элемент 14.

С момента В устройство подготовлено к включению того из тиристоров 5-7, на первом из которых появляется положительное напряжение, например для тиристора 5, в начале следующего периода напряжения (момент Г) .

В момент Г появляется очередной тиристор 5, и на выводах 2 появляется напряжение. В последующеМ аналогичные процессы происходят в цепизапрета. 8 тиристорами 6, 7, и схема из1 элементов 4-7 начинает работать как; обычный неуправляемый выпрямитель, обеспечивающий на выводах 2 постоянное напряжение.

Поскольку включение устройства происходит при прохождении питающего напряжения через нуль, высокочастотных помех.при этом не образуется .

Кроме того," напряжение на выводах.2 с момента Г начинает возрастать практически с нуля и с ограниченной скоростью (определяемой частотой питакщей сети), что позволяет ограничить ток заряда емкостных накодителей нагрузки без применения гспециальных ограничивающих средств.

Если в процессе кратковременно исчезает пйтающее, напряжение, конденса-. то1- 16 разряжается, напряжение на нем становится меньше необходимой величины, и при поворотном появлении питающего напряжения вначале вновь будет возникать сигнал запрета включе: ния-усилителей 13. Последующие процес ° сы будут происходить в рассмотренной последовательности.

Устройство может быть использовано в системах бесперебойного питания с двумя (и более) .источниками питаю-! щего напряжения. B этом случае коммутирующий ключ 3 выполняется в виде переключателя, соединенного с дополнительными выводами 19, к которым подключается резервный источнйк.

При переключении с.одного источника питания на другой и обратно происхо; дящее в схеме процессы аналогичны рас- смотренным, вследствие этого процесс происходит также без образования помех и токовых перегрузок.

Устройство может содержать датчик

1.8 тока нагрузки. При его наличии устройство может быть некритичным к

591994

/У

1У токовым перегрузкам и короткому замыканию в нагрузке. В этих случаях на датчике 18 возникает сигнал, аналогичный запрету включения усилителей

13, что вызывает отключение тиристо- ров 5-7.

Повторное включение может быть про. изведено автоматически или после устранения неисправности., I0 по сравнению с;прототипов использование данного устройства для электропитания преобразователей позволяет резко уменьшить уровень коммутационных помех и амплитуду коммутационных токовых перегрузок, обеспечить защиту. от перегрузки по току и коротйого замыкания B нагрузке беэ существенного усложнения схемы. Это, в свою очередь, позволяет повысить надежность 1 и срок службы устройства, уменьшить габариты и вес:пом хоподавляющих фильтров, упростить обслуживание и эксплуатацию устройства (питания s qeлом за счет уменьшения обьема (проФи- пактических работ.

Формула 1 изобретения

1. Устройство для коммутации пре образователя напряжения, содержащее включенные между выводами для подключения к питающей сети и !выводами для подключения ко входу преобразойателя последовательные цепи иэ коммутирующе38 го ключа и выпрямительного диода, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что,с целью повышения надежности, уменьшения импульсных токовых перегрузок и комму; тационных ttoMex,между каждой точкой 4О соецинения коммутирующего ключа с вы.прямительным диодом и выводом для подключения ко входу преобразователя вклю чена параллельная цепь из дополнительно введенных силового тиристора и соединенных последовательно резистора и стабилитрона к которому через днфферен1 цирующий конденсатор и усилитель постоянного тока подключен управляющий пе. еход упомянутого тиристора, причем цепь запрета включения усилйтелей пс стоянного тока чЕрез релейный элемент и интегрирующую цепь соединена с дополнительно введенным вспомогательным источником питания.

2. устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, цепь запрета включения усилителей постоянного тока подключена к дополнительно введен,ному датЧику тока потребления преоб разователя.

3. Устройство по п.l, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью исполь.зования в системах с бесперебойным питанием, каждый из.коммутирующих ключей снабжен дополнительным выводом для подключения его к резервной питающей сети..

4. Устройство по п.l, о т л и ч аю щ е е с я тем, что дополнительно введенный вспомогательный источник питания выполнен на базе выпрямителя, входы которого подключены к выпрямительным диодам.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент СВЖ, Р 3313997, кл, 321- .

l8 19á7 °

2. Устройство вторичных источников электропитания РЭА . М., Энание, 1976. с. 53, рис.l.

591994 и„

Cur. 2

Составитель .С. Горбачева

Техред Н.Андрейчук КоРРектоР С.Ямалова

Редактор И. Тимофеева

Филиал ППП Патент г.ужгород, ул. Проектная,4

Заказ 607/49 Тираж ЮФ Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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