SU1717597A1 - Регулируемый преобразователь переменного напр жени в переменное - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике . Цель изобретени  -упрощение. При возникновении токовой перегрузки ключевой регулирующий элемент остаетс  з запертом состо нии до окончани  полупериода напр жени  питани . При этом обеспечиваетс  однократное срабатывание защиты во врем  каждого полупериода напр жени  питани  и повторные включени  оказываютс  невозможными. Исполнительный элемент выполнен на тиристоре и дополнительно введен диод, соединенный с исполнительным элементом,благодзр  чему достигаетс  поставленна  цель. 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может найти применение преимущественно в составе электрических печей сопротивлени  или осветительных устройств , а также дл  вторичных источников электропитани .

Цель изобретени  - упрощение устройства .

На фиг.1 показана принципиальна  злектрическа  схема регулируемого- преобразовател  переменного напр жени  в переменное; на фиг.2 - временные диаграммы, по сн ющие его работу.

Регулируемый преобразователь (фиг.1) содержит ключевой регулирующий элемент 1 в составе однофазного диодного выпр мительного моста 2, силового транзистора 3 и датчика 4 тока. Имеютс  еще нагрузка 5 и блок 6 защиты. Последний содержит исполнительный элемент 7 на тиристоре, управл ющий транзистор 8, первый диод 9 и делитель 10 напр жени  из последовательно соединенных первого 11, второго 12 и

третьего 13 резисторов. Имеютс  также второй диод 14 и защитна  RCD-цепочкз 15, в р де случаев в цепи базы силового транзистора 3 может быть включен неинвертирующий усилитель 16 мощности.

При этом вход переменного тока диодного моста 2 соединен с первым выводом 17 дл  подключени  сети и первым выводом дл  подключени  нагрузки 5, а вторые выводы дл  подключени  сети и нагрузки 5 соединены между собой и с выводом 18. Коллектор транзистора 3 подключен к положительному выводу посто нного тока моста 2. Эмиттер транзистора 3 соединен с первым выводом датчика 4 тока, второй вывод которого соединен с отрицательным выводом посто нного тока моста 2. Внешний источник управл ющего напр жени  Еупр подключен к первому 19 и второму 20 выводам , св занным соответственно с базой и эмиттером транзистора 3, в частности, через усилитель 17.

(л

v|

Вход делител  10 напр жени  подк ю- чен к выводам коллектора и эмиттера транзистора 3. Первый выход 14 делител  10, представл ющий собой общую точку соединени  резисторов 11 и 12, соединен с базой транзистора 8, коллектор которого соединен с первым выводом 19 дл  подключени  внешнего источника управл ющего напр жени  Еупр. Выводы управл ющего электрода и катода тиристора 7 под кл гачен Ь5 к первому и второму выводам датчика 4 токз соответственно. Анод диода 9 соединен с эмиттером транзистора 8. Второй выход делител  10, представл ющий собой обилую точку соединени  второго 12 и третьего 13 резисторов, подключен к аноду диода 15, а катоды диодов 9 и 15 соединены с анодом тиристора 7.

RCD-цепочка 16 подключена параллельно промежутку коллектор - эмиттер транзистора 3. Цепочка 16 предназначена дл  улучшени  траектории выключени  транзистора 3.

Предлагаемый преобразователь работает следующим образом,

При подаче напр жени  питани  Еп на выводы 17 и 18 и управл ющего напр жени  Еупр на выводы 19 и 20 транзистор 3 насыщаетс  в течение интервалов времени (О, Ti) и (Та, Тп/2), пока мгновенна  величина Еп не превышает уровн  Ео(фиг,2,а,г). Здесь Тп - период напр жени  Тп. В интервалах времени (Ti.Jz) транзистор 3 запираетс , поскольку напр жение Еупр обращаетс  в нуль (фиг.2,г). В этих услови х напр жение Ез на нагрузке имеет форму синусоиды с вырезанной центральной частью вс врем  полупериода (фиг.2,в). Соотаетст- венно, напр жение Еч на ключевом регулирующем элементе 1, т.е.- на коллекторе транзистора 3, в интервалах (Ti.T2) имеет форму, показанную на фиг.2,б: практически все напр жение питани  в этих интервалах прикладываетс  к коллектору транзистора 3.

Напр жение Ею нз базе транзистора 8, поступающее от первого выхода 14 делител  10 и пропорциональное EI, отпирает ба- за-эмиттерный переход транзистора 8, В нормальном режиме работы ток Js нагрузки 5. протекающий через датчик 4,.не создает на нем падение напр жени , достаточное дл  отпирани  тиристора 7, включенного последовательно с транзистором 8 через диод 9. Поэтому выводы 19 и 20 управл ющего напр жени  Еупр-в этих услови х не закорачиваютс  через транзистор 8, диод 8 и тиристор 7. Таким образом, при нормальном режиме работы (т.е. при отсутствии перегрузок по току) блок 6 защиты не вли ет

на работу ключевого регулирующего эле- мента 1.

При возникновении токовой перегрузки (например, при аварийном коротком замыканим нагрузки 5) ток is нагрузки начинает резко возрастать з течение интервала времени (О.Тз), при этом транзистор 3 выходит у.з режима насыщени  и падение «апр же- ни  Ei на нем увеличиваетс  (фиг.2, д,е,ж).

0 В результате в момент Тз, когда ток ig достигает максимального допустимого значени  доп. падение напр жени  ЕА на датчике 4 тока становитс  достаточным дл  отпира- нин тиристора 14 (фиг.2, д,е). Напр жение

5 EI и пропорциональное ему напр жение Ею на выходе делител  10 к моменту Тз оказываютс  достаточными дл  отпирани  транзистора 8, Таким образом в момент Тз транзистор 8 и тиристор 7 оказываютс  от0 крытыми одновременно, чем достигаетс 

практически короткое замыкание выводов

19, 20, к которым подводитс  управл ющее

напр жение Еупр. В результате транзистор

.3 запираетс  и ток is в нагрузке 5 прекраща5 етс . При этом напр жение EI на коллекторе транзистора 3 становитс  близким к Еп, а напр жение Ею на первом выходе делител  10 остаетс  достаточным дл  поддержани  транзистора 8 в открытом состо нии.

0 Тиристор 14 удерживаетс  в открытом состо нии под действием напр жени , поступающего через диод 15 второго выхода делител  10.

Таким образом при токовой перегрузке ключевой регулирующий элемент 1 остаетс  в запертом состо нии с момента Тз до момента Тп/2 окончани  полупериода напр - жени  питани  Еп (фиг.2, е,ж), т.е. в течение времени Тп/2 - Тз. Диод 9 обеспечивает защиту транзистора 8.от по влени  обратного напр жени  между коллектором и эмиттзром, которое могло бы поступать от

0 второго входа выхода делител  10. В момент перехода напр жений Еп и EI через нуль тиристор 7 выключаетс  и поэтому к началу следующего полупериода блок 6 защиты отключаетс  от выводов 19 и 20 управ5 л ющего напр жени . Однако, если к этому времени фактор нагрузки продолжает действовать, то описанные процессы повтор ютс .

Итак, .в предлагаемом регул торе при

0 возникновении токовой перегрузки обеспечиваетс  однократное срабатывание защиты во врем  каждого полупериода напр жени  питани : - повторные (пробные ) включени  оказываютс  невозможными . Этот результат достигаетс  более простыми средствами, чем в устройстве- ггрототипе.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Регулируемый преобразователь переменного напр жени  в переменное, сЪдер- жащий ключевой регулирующий элемент, выполненный в виде однофазного диодного выпр мительного моста, вход переменного тока которого соединен соответственно с первым выводом дл  подключени  сети и с первым выводом дл  подключени  нагрузки , причем вторые выводы дл  подключени  сети и нагрузки объединены, силовой транзистор , коллектор которого подключен к положительному выводу посто нного тока однофазного диодного выпр мительного моста, эмиттер силового транзистора соединен с первым выводом датчика тока, второй выход которого соединен с отрицательным выводом посто нного тока однофазного диодного выпр мительного моста, первый и второй выводы дл  подключени  внешнего источника управл ющего напр жени , соединенные соответственно с базой и эмиттером силового транзистора, блок защиты, содержащий исполнительный элемент, управл ющий транзистор, первый

   диод и резиетмвный делитель напр жени из последовательно соединенных первого второго и третьего резисторов, в.хсг ;сото рого подключен параллельно вывода.1- Кол лектор - эмиттер силового трг s.v.;стера причем первый выход резистивнога делител  напр жени , представл ющий собой общую точку соединени  первого и второго резисторов, соединен с базой управл ющего транзистора, коллектор которого соединен с базой силового транзистора, о т л и - ч з ю щ и и с   тем, чтс, с целью упрощений, введен второй диод, исполнительный элемент выполнен на тиристоре, выводы Управл ющий электрод - катод которого подключены пзраллельно первому и второму выводам датчика токз соответственно, анод первого диодз соединен с эмиттером управл ющего транзистора, второй выход резистивногс делител  напр жени , представл ющий собой общую точку соединени  второго и третьэгб резисторов, подключен к аноду второго диодз, а катоды первого у, второго диодов соединены с анодом тирк- сторэ.

   Јi,E,

   12

   0

   %

   /

   if

   .Гп/2-т3 ъ/г

   Јynpi

   ж D

   д

   I

   /