Токовый источник питания

 

Союз Советских

Социалистииеских

Рэспу6лик

О П И С А Н И Е ()720635

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ДВТОИЖОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 03.03.78 (21) 2585968/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) Я. Кл е

ФФМ

Гаеудвретаеннмй квинта

СССР

IlD делам изебретенкй н еткритий

Н 02 М 7/12

Опубликовано 05.03.80. Бюллетень №9 (53) УДК 621.316. .722.1 (088.8) Дата опубликования описания 15.03.80, (72) Автор изобретения

Е. М. Куличев

I (71) Заявитель (54) ТОКОВЫР1 ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ,:- ". );„!,":,, 2

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для питания устройства релейной защиты.

Известны токовые источники питания, применяющиеся в защитных энергосистемах переменного тока, обеспечивающие поддержание стабильного выходного напряжения в широком диапазоне изменения первичного тока (1).

Известен также токовый источник питания, содержащий последовательно соединенные, по крайней мере, один трансформатор тока и выпрямитель, к выходу которого подключены накопительный элемент, вывод для подключения нагрузки, и соединенные параллельно между собой ограничитель напряжения и параметрический стабилизатор напряжения, а также вывод для подкЛючения цепей питания и смещения схем управления нагрузкой (2).

Ввиду большой емкости сглаживающего конденсатора, необходимой для обеспечения малых пульсаций, а также из-за наличия резистора в цепи заряда накопительного конденсатора, подключенного между отрицательным выводом накопительного конденсатора и общей шиной источника, устройство имеет большое время установления напряжения по каналу питания схем управления. В установившемся режиме при подзарядке сглаживающего конденсатора имеются потери мощности на резисторе параметрического стабилизатора. Накопительный конденсатор устройства имеет большую емкость, а следовательно, и значительные габаритные размеры, а работает в ждущем режиме, отдавая накопительную энергию только при разряде на катушку электромагнита.

Целью изобретения являются уменьшение времени установления напряжения каналов питания нагрузки источника, повы1 шение КПД, а также улучшение весогабаритных характеристик источника.

Для этого в токовый источник питания введены управляемый нелинейный элемент, неуправляемый нелинейный элемент и параллельная RC-цепочка, причем управляемый нелинейный элемент включен между свободным зажимом накопительного элемента и общей шиной источника, а его управляющий вход через последовательно соеди720635

3 ненные указанные неуправляемый нелинейный элемент и RC-цепочку подключен к точке-соедийения выхода выпрямителя с выводом для подключения нагрузки и с накопительным элементом и через первый дополнительно введенный диод в обратном направлении — к общей шийе источника, при этом параметрический стабилизатор напряжения выполнен на последовательно соединенной цепочке из резистора, и стабилитрона, точка соединения которых через второй дополнительно введенный диод подключена к точке соединения накопительного элемента с управляемым нелинейным элементом, а в ка"честве йакоййтельного элемента использован конденсатор, положительная обкладка которого соединена с выводом для подключения нагрузки, а отрицательная — через третий дополнительно введенный диод — к

1 общей шине питания, кроме того, в качестве управляемого нелинейного элемента использован транзистор п-р-п типа проводимости, а в качестве неуправляемого нелинейного элемента — стабилитрон, причем коллекторэмиттерный переход указанного транзистора включен между накопительным элементом и общей шиной источника.

На чертеже представлена принципиальная схема токового источника питания.

Источник питания содержит трансформатор 1 тока, выпрямитель 2, ограничитель 3 напряжения, управляемый нелинейный элемент (транзистор) 4, в коллекторную цепь которого включен накопительный элемент (конденсатор) 5. Транзистор 4 шунтирован обратно включенным диодом 6. Параметрический стабилизатор напряжения, состоящий из стабилитрона 7 и ограничительного резистора 8, соединен с конденсатором 5 через диод 9. В базовую цепь транзистора

4 последовательно с неуправляемым нелинейным элементом (стабилитроном) 10 включена параллельная RC-цепь, .состоящая из конденсатора 11 и резистора 12. Диод 13 обеспечивает разряд конденсатора 11 и защиту базового перехода транзистора 4 при разряде конденсаторов по каналу питания электромагнита. Выход параметрического стабилизатора зашунтирован конденсатором 14.

Источник питания работает следующим образом.

Вторичный ток трансформатора 1 тока выпрямляется выпрямителем 2, заряжает конденсатор 5 и 14 через диод 9, Транзистор 4 при этом заперт. По мере заряда конденсатора 13 увеличивается ток нагрузки канала питания схем управления. Этот ток станет равен номинальному току нагрузки к моменту, когда напряжение на конденсаторе 14 достигнет напряжения пробоя стабилитрона 7. Напряжение на конденсаторе

5 в момент пробоя стабилитрона 7 будет небольшим. Соотношение напряжений на конденсаторах 5 и 14 определится величиной, S0

1. Токовый источник питания, содержащий последовательно соединенные, по крайней мере; один трансформатор тока и выпрямитель, к выходу которого подключены накопительный элемент, вывод для подключения нагрузки и соединенные параллельно между собой ограничитель напряжения и параметрический стабилизатор напряжения, а также вывод для подключения цепей питания и смещения схем управления нагрузкой, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени установления напряжения каобратной отношению их емкостей. Заряд конденсатора 5 продолжается по указанной цепи до момента пробоя стабилитрона 10.

После пробоя стабилитрона 10 транзистор

4 открывается и входит в насыщение. Режим насыщения транзистора 4 определяется равенством отношения емкостей конденсаторов 5 и 11 минимальному коэффициенту усиления транзистора 4. Моменты пробоя стабилитрона 10 и насыщения транзистора

4 практически совпадают. Этот же момент определяет выход стабилизатора напряжения (стабилитрон 7 и резистор 8) на номинальный ток нагрузки канала питания схем управления и начало заряда конденсатора

5 через транзистор 4. Диод 9 в этот момент

ss закрывается. С описанного выше момента процесс работы источника питания не изменяется до срабатывания ограничителя 3.

В те моменты полупериодов, когда вторичный ток по величине меньше тока нагрузки канала питания схем управления, конден>О сатор 5 разряжается в эту нагрузку через диод 6, а конденсатор 11 разряжается через диод 13 и резистор 12. Транзистор 4 закрыт в этот момент. Когда собирается цепь отключающего электромагнита, подключенного го к выходу I, конденсатор 5 разряжается по этой цепи через диод 6. Транзистор 4 и в описанном выше режиме закрыт.

Применение транзистора обеспечивает использование накопительного конденсатора как для канала питания нагрузки, так

s0 и для канала питания схем управления, что позволяет значительно уменьшить емкость сглаживающих конденсаторов.

В результате уменьшаются время установления напряжения по каналу питания схем управления и габаритные размеры ис35 точника.

Поскольку в цепи заряда накопительного конденсатора 5 нет резистора, то это обеспечивает уменьшение времени установления напряжения по каналу питания на40 грузки и потерь, т. е. повышение КПД.

Данный токовый источник питания способствует повышению быстродействия экономичности, компактности систем релейной защиты.

Формула изобретения

720635

ыхад I

bixodg

Составитель С. Снтко

Редактор Ю. Челюканов Техред K. Шуфрич Корректор Г. Назарова

Заказ ) 0240/45 Тираж 783 Подписное

ЦИНИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», r, Ужгород, ул. Проектная, 4

5 налов питания нагрузки источника питания повышения КПД, а также улучшения весогабаритных характеристик, в него введены управляемый нелинейный элемент, неуправляемый нелинейный элемент и параллельная RC-цепочка, причем управляемый нелинейный элемент включен между свободным зажимом накопительного элемента и общей шиной источника, а его управляющий вход через последовательно соединенные указанные неуправляемый нелинейный элемент и RC-цепочку подключен к точке )й соединения выхода выпрямителя с выводом для подключения нагрузки и с накопительным элементом и через первый дополнительно введенный диод в обратном направлении — к общей шине источника.

2. Токовый источник по п. 1, отличающийся тем, что параметрический стабилизатор напряжения выполнен на последовательно соединенной цепочке из резистора и стабилитрона, точка соединения которых через второй дополнительно введенный диод подключена к точке соединения накопительного элемента с управляемым нелинейным элементом, а в качестве накопительного эле/

6 мента использован конденсатор, положительная обкладка которого соединена с выводом для подключения нагрузки, а отрицательная — через третий дополнительно введенный диод — к общей шине источника.

3. Токовый источник по п. 1, отличающийся тем, что в качестве управляемого нелинейного элемента использован транзистор и-р-п типа проводимости, а в качестве неуправляемого нелинейного элемента стабилитрон, причем коллектор-эмиттерный переход указанного транзистора включен между накопительным элементом и общей шиной источника.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Могилевский Г. В. и др. Бесконтактный расцепитель максимального тока для селективных автоматических выключателей переменного тока., Труды ВНИИэлектроаппарат, М., «Энергия», 1970, с. 17 — 22, рис. 1.

2. Комплектное устройство максимальной токовой защиты типов КМТ 3-50 и КМТ3-400.—

«Техническое описание и инструкция по эксплуатации». 1973, ОЛХ 140.020, лист 12, рис. 1 и 2.