Устройство для защиты выпрямителя,работающего на импульсную нагрузку

 

(72) Авторы изобретекяя г

Ю. M. Головлев А. А. Гораков и В. И. Белоус

l (71) Заявнтедь (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ВЬВРЯИИТЕЛЯ, РАБОТАЮЩЕГО

НА ИМПУЛЬСНУЮ НАГРУЗКУ

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах защиты выпрямителей, работающих на импульсную нагрузку.

Известны устройства для защиты источников питания переменного тока от токовых перегрузок, содержащие тиристоры, оптроны, дополнительный источник тока, конденсатор, диоды и ре= зисторы 1 ).

Недостатком известного устройства является то, что оно срабатывает при единичном имйульсе перегрузки по то ку в нагрузке без последующего автоматического включения.

Наиболее близким техническим решением к изобретению по средствам и достигаемому результату является уст ° ройство для защиты транзисторов выпрямителя, содержащее трансформатор с одной входной и тремя выходными об» мотками, диодный выпрямитель, подключенный к выходным выводам первой

2 выходной обмотки трансформатора, датчик тока, формирователь импульсов, два триггера, три конденсатора, ти-, . ристор, два логических элемента, три оптрона, клеммы для подключения сети

5 соединенные с входной обмоткой тран- сформатора, и выходные клеммы (2) . .Недостатком известного устройства является невысокая надежность.

Цель изобретения - повышение надежности устройства для защиты выпрямителя.

Поставленная цель достигается тем, что известное устройство снабжено усйлителем мощности, тремя транзистора IS ми, двумя диодами, тринадцатью резисторами и двумя дополнительными диодными выпрямителями, входы которых подключены к выходным выВодам второй и третьей выходных обмоток .трансформаторов, а логические элементы выполнены на основе элементов

ИЛИ/НЕ, причем первый и второй выходные выводы основного выпрямителя

78267 4

3 9 подключены к входам питания усилителя мощности и соответственно через первый резистор к катоду светоизлучающего диода первого оптрона и через второй резистор к аноду первого диода и к выходу второго элемента ИЛИ/НЕ, подключенного своими входами к инвертирующему выходу первого триггера, неинвертирующий выход которого подключен к третьему входу второго триггера, первый и вто+ рой входы которого подключены к вто ромуу выходу формирователя импульсов, подключенного своим входом к выходу фототиристора первого оптрона и первым выходом - к S - входу первого триггера, 0 - вход которого подключен к первому выводу основного выпрямителя, соединенному с входами первого элемента ИЛИ/НЕ, подключенного своим выходом к R - -входу первого триггера, С - вход которого соединен с выходом фототиристора второго оптрона, светоизлучающий диод которого подсоединен катодом к плюсовой. выходной клемме и одновременно к своему аноду через последовательно соединенные третий переменный и четвертый резисторы, точка соединения которых подключена к эмиттеру первого транзистора, база которого подключена к выходу усилителя мощности и коллектор подсоединен через пятый резистор к катоду светоизлучающего диода третьего оптрона, подключенного своим анодом через ВСцепь из параллельно соединенных шестого резистора и первого конденсатора к эмиттеру первого транзистора и одновременно к аноду фототиристора третьего оптрона, катод которого подключен к эмиттеру первого транзистора через последовательно соединенные седьмой и вось мой резисторы, точка соединения которых соединена с катодом первого диода и с базой второго транзистора, эмиттер которого соединен с эмиттером второго транзистора и коллектор подключен к аноду фототиристора тре. тьего оптрона через последовательно соединенные девятый резистор и второй диод, точка соединения которых подключена к аноду светоизлучающего диода первого оптрона, к первому выходному выводу первого дополнительного выпрямителя и через десятый резистор к коллектору третьего транзистора, база которого подключена через одиннадцатый резистор к

10 !

40 ю

4S

SO

И эмиттеру второго транзистора, подключенному через двенадцатый резистор к эмиттеру третьего транзистора и к управляющему электроду тиристора, анод которого подключен к первому выходному выводу второго дополнительного выпрямителя, а катод тиристора соединен с вторыми выходными выводами первого основного и второго дополнительного выпрямителей и одновременно с эмиттером первого транзистора, соединенного с первыми выводами второго и третьего конденсаторов, вторые выводы которых зашунтированы переменным тринадцатым резистором и подключены соответственно к второму выходному выводу второго дополнительного выпрямителя и к отрицательной выходной клемме.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема устройства для защиты вентиля.

Устройство для защиты выпрямителя г работающего на импульсную нагрузку, содержит трансформатор 1, выпряиитель 2, подключенный к первой вторичной обмотке трансформатора 1, тиристор 3, анод которого подключен к плюсовому выходу выпрямителя 2, кон-денсатор 4, подключенный между катодом тиристора 3 и линусовым выходом выпрямителя 2, переменный резистор

5, включенный по схеме реостата лежду минусовым выходом выпрямителя 2 и минусовым выходом источника питания, конденсатор 6, включенный между катодом тиристора 3 и минусовым выходом выпрямителя, пере ленный резистор 7, включенный по схеме реостата между катодом тиристора 3 и плюсовым выходом выпрямителя, дополнительный выпрямитель 8, минусовый выход которого подключен к катоду тиристора 3, а входы выпрямителя подключены к второй выходной обмотке трансфор матора 1, транзистор 9, эмиттер которого соединен с управляющим электродом тиристора 3 и через резистор lO с катодом тиристора 3, коллектор транзистора 9 соединен через резистор 11 с плюсовым выходом выпрямителя 8, транзистор 12, коллектор которого подключен к базе транзистора 9, а эмиттер к катоду тиристора 3, между коллектором и эмиттером транзистора 12 включен резистор 13, а между базой транзистора 9 и плюсом выхода выпрямителя 8 включен резистор

14, диод 1, анод которого подклю78267 6

5 9 чен к плюсовому выходу выпрямителя

8, резистор 16 и конденсатор 17, включенные между катодом тиристора

3 и катодом диода 15, тиристорный оптрон 18, подключенный анодами фототиристора и светоиэлучающего диода к катоду диода 15, катод фототиристора оптрона 18 через резистор 19 соединен с базой транзистора 12, резистор 20, включенный между базой и эмиттером транзистора 12, логический оптрон 21, катод светодиода которого соединен с плюсовым выходом, а анод через резистор 22 с катодом тиристора 3, логический оптрон 23, .анод светодиода которого соединен с плюсовым выходом выпрямителя 8, а катод светодиода через резистор 24.с минусовым выходом выпрямителя 8, формирователь 25 импульсов обнуления, вход которого соединен с выходом логического оптрона 23, элемент ИЛИ/НЕ 26, входы которого соединены с минусовым выходом выпрямителя 8, 0-триггер 27, R- вход которого соединен с выходом элемента И@1/НЕ 26, 5-вход - с минусом выпрямителя 8, S - вход - с первым выходом формирователя 25, а С -. вход " с выходом логического оптрона 21, второй элемент ИЛИ/НЕ 28, входы которой соединены с неинвертирующим выходом 0-триггера 27, а . выход которой через диод 29 соединен с базой транзистора 12, второй вспомогательный выпрямитель 30, плюсовой выход которого .через резистор

31 соединен с выходом элемента ИЛИ/НЕ

28, делитель 32 импульсов, $ и Ввходы которого соединены с вторым выходом формирователя 25, а Т - входс инвертирующим выходом 0-триггера

27, усилитель 33 мощности, вход которого соединен с выходом делителя

32 импульсов, транзистор 34, эмиттер которого соединен с минусовым выходом выпрямителя 8, коллектор через резистор 35 - с катодом светодиода оптрона 18, а база транзистора 34 соединена с выходом усилителя

33 мощности.

Устройство для защиты выпрямителя работает следующим образом.

При номинальном токе нагрузки тиристор 3 находится в открытом состоянии. Включение тиристора производится импульсйым.током, создаваемым выпрямителем 8 и транзистором

9, который находится в насыщенном состоянии. Так как на датчике тока (резистор 7) номинальным током нагрузки создается падение напряжения, недостаточное для включения логического оптрона 21, то на- его выходе все время присутствует логическая

"1". Следовательно, и на неинвертирующем выходе 0-триггера 27 также присутствует логическая "1", а на выходе элемента ИЛН/НЕ 28 - логический "0", который запирает транзистор 12, упоавляющий тиристором 3.

При возникновении перегрузки по току в цепи нагрузки на резисторе 7 возникает напряжение, при котором происходит срабатывание логического

tO

1$ оптрона 21, и на его выходе появляется логический "0". Происходит опрокидывание 0-триггера. На неинвертирующем выходе появляется логический

"0", а на инвертирующем выходе - логическая "1". Следовательно, на выходе элемента ИЛИ/НЕ 28 появляется логическая "1", что приводит к отпиранию транзистора 12 и запираниа транзистора 9, при этом тиристор 3, запирается. Для восстановления рабочего состояния выпрямителя служит схе ма обнуления, собранная на логичес" ком оптроне 23 и на формирователе

25 импульсов обнуления. На выходе логического оптрона 23 через каждые полпериода питающего напряжения вы2S

ЗФ даатся импульсы в виде логической

"1" (спад импульсного напряжения выпрямителя), которые поступают на .,вход формирователя 25 импульсов об" нуления. Формироратель импульсов обнуления имеет два выхода. Первый выход имеет время между импульсами равное времени, через которое должна автоматически включаться схема выпрямителя после срабатывания эащитного устройства от одиночного импульса перегрузки по " току, Вто $ рой выход имеет время между имйульсами, s течении которогО разревается определенное количество срабатывания защитного устройства, после которых защитное устройство должщается в рабочее состояние. Если неисправность не устранилась, то пос ле определенного количества срабаты но совсем отключить выпрямитель от потребления. При этом включение можно произвести только отключив сетевое напряжение от устройства.

После срабатывания защитного устSS ройства происходит обнуление 0-триггера 27, и схема устройства воэвра978267

7 ваний защитного устройства на выходе делителя импульсов появляется сигнал логической "1", усиленная усилителем 33 мощности, который открывает транзистор 34, что приводит к срабатыванию оптрона 18. Оптрон 18 выключает тиристор 3. Вернуть устройство в рабочее состояние можно только выключив сетевое напряжение.

Использование изобретения позволя- 1о ет повысить надежность работы устройства для защиты выпрямителя при значительных изменениях нагрузки и температуры. Применение различных вариантов включения делителя импульсов И позволяет в широких пределах регулировать время задержки повторного, автоматического включения источника питания после срабатывания устройства от первого импульса перегрузки по ю току, а также регулировать число повторяющихся импульсов до окончательного выключения выпрямителя.

Формула изобретения 25

Устройство для защиты выпрямителя, работающего на импульсную нагрузку, содержащее трансформатор с одной входной и тремя выходными об- 36 мотками, диодный выпрямитель, подключенный к выходным выводам первой выходной обмотки трансформатора, датчик тока, формирователь импульсов, два триггера, три конденсатора, тиристор, два логических элемента, три, оптрона, клеммы для подключения сети, соединенные с входной обмоткой трансформатора, и выходные клеммы, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено усилителем мощности; тремя транзисторами, двумя диодами, тринадцатью резисторами и двумя дополнительными диодными выпрямителями, вхо- „, ды которых подключены к выходным выводам второй и третьей выходных обмоток трансформаторов, а логические элементы выполнены на основе элементов ИЛИ/НЕ, причем первый и второй выходные выводы основного выпрямителя подключены к входам питания усилителя мощности и соответственно через первый резистор к катоду светоизлучающего диода первого

И оптрона и через второй резистор к аноду первого диода и к выходу второго элемента ИЛИ/НЕ, подключенного своими входами к инвертирующему выходу первого триггера, неинвертирующий выход которого подключен к третьему входу второго триггера, первый и второй входы которого подключены к второму выходу формирователя импульсов, подключенного своим входом к выходу фототиристора первого оптрона и первым выходом — к S-входу первого триггера, D-вход которого подключен к первому выводу основного выпрямителя,.соедийенному с входами первого элемента ИЛИ/НЕ, подключенного своим выходом к Р-входу первого триггера, С-вход которого соединен с выходом фототиристора второго оптрона, светоизлучающий диод которого подсоединен катодом к плюсовой выходной клемме и одновременно к своему аноду через последовательно соединенные третий переменный и четвертый резисторы, точка соединения которых подключена к эмиттеру первого транзистора, база которого подключена к выходу усилителя мощности и коллектор подсоединен через пятый резистор к катоду светоизлучающего диода третьего оптрона, подключенного своим анодом через РС-цепь из параллельно соединенных шестого резистора и первого конденсатора к эмиттеру первого транзистора и одновременно к аноду фототиристора третьего оптрона, катод которого подключен к эмиттеру первого тоанзистора через последовательно соединенные седьмой и восьмой, резисторы, точка соединения которых соединена с катодом первого диода и с базой второго транзистора, эмиттер которого соединен с эмиттером второго транзистора и коллектор подключен к аноду фототиристора третьего оптрона через последовательно соединенные девятый резистоо и второй диод, точка соединения которых подключена к аноду светоизлучающего диода первого оптрона, к первому выходному выводу пер-. вого дополнительного выпрямителя и через десятый резистор к коллектору третьего транзистора, база которого подключена через одиннадцатый резистор к эмиттеру второго транзистора, подключенному через двенадцатый резистор к эмиттеру третьего транзистора и к управляющему электроду тиристора, анод которого подключен к первому выходному выводу второго- дополнительного выпрямителя и катод тиристора соединен с вторыми выходны9 978267 10 ми выводами первого основного и вто- дополнительного выпрямителя и к отрого. дополнительного выпрямителей рицательной выходной клемме. и одновременно с змиттером первого транзистора, соединенного с первыми Источники информации, выводами второго и третьего конден- у принятые во вниМание при экспертизе саторов, вторые выводы которых за- 1. Авторское свидетельство СССР шунтированы переменным, тринадцатым Ю 714568, кл. Н 02 Н 7/10, 1978. резистором и подключены соответствен- 2. Авторское свидетельство СССР но к второму выходному выводу второго Р 687557, кл. Н 02 H 7/10, 1977.