SU951600A1 - Преобразователь выпр мленного напр жени сети - Google Patents

Description

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВБШРЯМЛЕПНОГО НАПРЯЖЕНИЯ СЕТИ

1

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может использоватьс  во вторичных источниках электропитани  электронной аппаратуры.

Известен преобразователь посто нного напр жени , который содержит двухтакт- 5 ный транзисторно-трансформаторный инвертор с самовозбуждением, выпр митель с фильтром и узел запуска, выполненный на транзисторе, управл ющий переход которого через RC-цепочку (последователь- ,Q ное соединение) подключен к источнику входного напр жени  преобразовател , а его участок коллектор-эмиттер через резистор - между базой одного из транзисторов инвертора и общей щиной указанного источника питани  1.15

В данном преобразователе применен весьма простой узел запуска, но надежность его работы зависит от скорости нарастани  напр жени  на входе преобразовател  в момент его подключени  к источ- JQ нику питани . Наиболее надежна  работа его имеет место, если входное напр жение нарастает скачком, т. е. когда в качестве входного источника используетс , например , аккумул торна  батаре .

К недостаткам рассматриваемого преобразовател , питающегос  от источника высокого напр жени  (сотни вольт), следует отнести необходимость применени  высоковольтных элементов (транзистора, конденсатора) в узле запуска, что существенно увеличивает габариты последнего

Известен преобразователь напр жени , который содержит транзисторно-трансформаторный мостовой инвертор с самовозбуждением и узел запуска, состо щий из RCгенератора одиночного импульса, выполненного на транзисторах, цепь питани  которого подключена к вводам входного источника преобразовател , и транзисторнотрансформаторного формировател  импульсов запуска, цепь питани  и вход которого подсоединены к конденсатору RCцепи и выходу указанного генератора соответственло , а его выходы (вторичные обмотки трансформатора формировател ) через резисторы и диоды - к управл ющим переходам транзисторов противоположных плеч инвертора 2.

Основные недостатки данного преобразовател  про вл ютс  при питании его от сетевого выпр мител  с емкостным фильтiioM , a именно: наличие больших токовых ii: иегрузок в диодах сетевого выпр мител  . . за зар да емкостного фильтра в момент юдключени  сети, повышенный уровень помех в сети, вызванный указанными токовыми перегрузками, надежный запуск преобразовател  наблюдаетс  только в том случае, если к моменту подключени  напр жени  сети конденсаторы фильтра сетевого выпр мител  разр жены.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  преобразователь выпр мленного напр жени  сети, который содержит транзисторно-трансформаторный инвертор с самовозбуждением, сетевой выпр митель, емкостной фильтр, подсоединенный непосредственно к входу инвертора и через резисторно-тиристорный ограничитель его зар дных токов к выходу сетевого выпр мител , узел запуска, состо щий из RC-генератора одиночного импульса , выполненного на транзисторах, цепь питани  его соединена с сетевым вводом через диоды и RC-фильтр, и транзисторно-трансформаторного формировател  импульсов запуска, цепь питани  и вход которого подключены к накопительному конденсатору и выходу указанного генератора соответственно, а выходы формировател  (вторичные обмотки его трансформатора) через резисторы и диоды - к управл ющим переходам транзисторов инвертора 3.

Однако в узле запуска данного преобразг вател  используетс  относительно сложный формирователь импульсов. Такое решение оправдано только дл  самовозбуждаю цегос  инвертора, выполненного на транзисторах по мостовой схеме, так как в этом случае необходимо запускающие импульсы подавать одновременно на два транзистора противоположных плеч моста, вследствие чего требуетс  гальваническа  разв зка выходных цепей узла запуска. В любом другом двухтактном преобразователе с самовозбуждением , например, выполненном на транзисторах по полумостовой схеме, дл  его запуска вполне достаточно запускающий импульс подавать только на один из транзисторов инвертора, что позвол ет упростить формирователь, исключив из него трудоемкий в изготовлении импульсный трансформатор. Причем при этом упрощении должны быть сохранены все упом нутые достоинства прототипа.

Цель изобретени  - упрощение узла запуска преобразовател .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в преобразователе выпр мленного напр жени  сети, содержащем двухтактный транзисторно-трансформаторный инвертор с самовозбуждением, сетевой выпр митель, емкостной фильтр, подсоединенный непосредственно к входу инвертора и через резисторно-тиристорный ограничитель к выходу сетевого выпр мител , узел запуска , состо щий из RC-генератора одиночного импульса, выполненного на транзисторах, вход которого соединен через RC-фильтр и диоды с вводом сети, транзисторного формировател  импульса запуска, выход которого через резистор подключен к базе одного из транзисторов инвертора, эмиттер упом нутого транзистора формировател  подключен к конденсатору RC-цепи генератора одиночного импульса, база - к эмиттеру одного из транзисторов этого генератора , а коллектор через параллельный RCконтур - к выходному выводу формировател .

На чертеже представлена принципиальна  схема преобразовател  выпр мленного напр жени  сети.

Преобразователь выпр мленного напр жени  сети содержит сетевой выпр митель (диоды 1-4), емкостной фильтр 5 резисторно-тиристорный ограничитель 6, выполненный на резисторе 7 и тиристоре 8, цепь управлени  которого соединена с обмоткой 9 трансформатора 10, инвертор 11, узел запуска, состо щий из RC-генератора одиночного импульса 12, выполненном на транзисторном аналоге двухбазового диода (транзисторы 13 и 14, резисторы 15-17) и RC-цепи (резистор 18 и конденсатор 19), цепь питани  этого генератора соединена через RC-фильтр (резистор 20 и конденсатор 21) и диоды 22, 23 с сетвым вводом, и транзисторного формировател  импульса запуска 24, собранном на транзисторе 25, резисторах 26, и RC-параллельный контур (резистор 27 и конденсатор 28), выход этого формировател  через ограничительный резистор 29 подключен к базе транзистора 30 инвертора 11.

Диоды 22 и 23 совместно с диодами 1 и 4 образуют вспомогательный сетевой выпр митель , к выходу которого подключен фильтр, состо щий из резистора 20 и конденсатора 21, причем основное назначение резистора. 20 - это ограничение зар дного тока конденсатора 21 в переходном процессе после включени  преобразовател .

Преобразователь работает следующим образом.

Claims (3)

1. При включении преобразовател  от выходного напр жени  сетевого выпр мител  начинаетс  зар д конденсатора 5 через резистор 7, ограничивающий до приемлемого уровн  величину зар дного тока, от выходного напр жени  вспомогательного выпр мител  - зар д конденсатора 21 через резистор 20, а от напр жени  на конденсаторе 21 - зар д конденсатора 19 через резистор 18. Причем посто нна  времени RC-цепи (резистор 20, конденсатор 21) выбираетс  такой; чтобы за врем , необходимое дл  полного зар да конденсатора 21, напр жение на конденсаторе 19 изменилось незначительно, т. е. с небольшой погрешностью можно считать, что напр жение на цепи питани  генератора 12 возрастает скач ком от нул  до значени  Ug (установившеес  значение напр жени  на конденсаторе 21) В этом случае в процессе зар да конденсатора 19 транзисторы 13 и 25 наход тс  в запертом состо нии под действием приложенного к их управл ющим переходам напр жени  U UR,e-U где UR16 const и var - напр жени  на резисторе 16 и конденсаторе 19 соответственно . По мере зар да конденсатора 19 величина ди уменьшаетс . Этот процесс продолжаетс  до тех пор, пока на . пр жение MJ не изменит свой знак на обратный. В переходном процессе после включени  преобразовател  токовые перегрузки диодов I-4 отсутствуют, если запуск инвертора 11 происходит после того, когда напр жение на конденсаторе 5 достигает установившеес  значение, приблизительно так же равно UQ. А это возможно, если емкость конденсатора 19 выбрать из услови  С ч SRjzL- -(Ч S« где Unop - значение напр жени  на конденсаторе 19, при котором начинаетс  релаксаци  в генераторе 12. Следовательно, после достижени  на конденсаторе 5 значени  напр жени  U о напр жение на конденсаторе 19 возрастает до величины Unop CUnopI U)(i6). при которой лавинообразно отпираютс  транзисторы 25, 13 и 14. Эти транзисторы удерживаютс  в открытом состо нии током, ограниченным резистором 17 и вызванным конденсатором 19 в процессе его разр да. Так как R 10R2g и Qe- то в момент открывани  транзистора 25 в его коллекторной цепи возникает экспоненциальный импульс тока, обусловленный зар дом конденсатора 28 через резистор 29 (ограничивает амплитуду импульса) и эмиттерный переход транзистора 30 от напр жени  на конденсаторе 19. Этим импульсом запускаетс  инвертор 11, а возникающий при этом ток обмотки 9 трансформатора 10 вызывает включение тиристора 8, который закорачивает резистор 7. По мере разр да конденсатора 19 на резистор 17, когда его ток уменьшаетс  до нескольких милиампер, запираетс  транзистор 25, что достигаетс  выбором сопротивлени  резистора 26 (дес тки Ом), и конденсатор 28 полностью разр жаетс  на резистор 27. После разр да конденсатора 19 транзисторы 13 и 14 остаютс , во включенном состо нии током от вспомогательного выпр мител  через резисторы 18, 26 и 17, тем самым исключаетс  повторный зар д указанного конденсатора. Запиранием транзистора 25 устран етс  вли ние работающего инвертора на режим работы генератора 12. Дл  надежного запуска инвертора емкость конденсатора 28 выбираетс  из равенства . 28 где и - врем  включени  транзисторов инвертора . После выключени  преобразовател  конденсатор 21 разр жаетс  через открытые транзисторы 13 и 14, в основном на резисторы 15 и 18, так как в этом случае резисторами 26 и 17 можно пренебречь из-за малости их сопротивлений в сравнении с сопротивлени ми первых резисторов. Дл  получени  надежного запуска преобразовател  независимого от интервала времени между его выключением и повторным включением необходимо, чтоб врем  разр да конденсатора 21 было не больше удвоенного времени коммутации сетевой цепи тумблером . В этом случае емкость конденсатора 21 должна соответствовать условию C2f -llf.SV Изобретение выгодно отличаетс  от прототипа тем, что в его узле запуска не используютс  разделительный и блокирующий диоды, трудоемкий в изготовлении импульсный трансформатор. Формула изобретени  Преобразователь выпр мленного напр жени  сети, содержащий сетевой выпр митель , который через резисторно-тиристорный ограничитель подключен к конденсатору фильтра и входу двухтактного транзисторно-трансформаторного инвертора, и узел запуска, состо щий из RC-генератора одиночного импульса, выполненного на транзисторах , который через RC-фильтр и диоды подключен к вводу сети, и формирователь импульсов запуска на транзисторе, выход которого через ограничительный резистор подключен к базе одного из транзисторов инвертора, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  узла запуска, эмиттер упом нутого транзистора формировател  подключен к конденсатору RC-цепи генератора одиночного импульса, база - к эмиттеру одного из транзисторов этого генератора, а коллектор через параллельный RC-контур - к выходному выводу .формировател . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Булык В. М., Гальс Б. К. Стабилизированный преобразователь посто нного напр жени . «Обмен опытом в радиопромышленности , 1975, № 12, с. 38-40.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 634437, кл. Н 02 М 7/537, 1977.
3. 3.Авторское свидетельство СССР № 752700, кл. Н 02 М 7/537, 1978.