SU1272397A1 - Устройство дл защиты преобразовател напр жени - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к электротехнике, в частности к устройствам дл  заш,иты полупроводниковых преобразователей электрической энергии, и может быть использовано дл  защиты от перегрузки по току и короткого замыкани  стабилизатора напр жени , статических преобразователей, как стабилизиров-анных , так и нет, а также инверторов.

Цель изобретени  - повышение надежности при одновременном расширении функциональных возможностей устройства дл  заш,иты.

На чертеже приведена функциональна  схема устройства дл  защиты преобразовател .

Дл  большей нагл дности устройство защиты показано совместно с нерегулируемым преобразователем напр жени , выпол ненным по схеме с базовым трансформатором . Датчик 1 тока устройства защиты входом включен последовательно с первичной обмоткой силового трансформатора 2 преобразовател  3 напр жени . Пороговый элемент 4 входом подсоединен к выходу датчика 1 тока, а выходом соединен с входом первого формировател  5 импульса заданной длительности, выход которого подключен к входу второго формировател  6 импульса заданной длительности и первому входу блока 7 выключени  преобразовател  напр жени , первым выходом соединенного с выводом выключени  преобразовател  3. Выход второго формировател  6 импульса заданной длительности подсоединен к первому входу первого элемента И-НЕ 8, второй вход которого подключен к выходу датчика 9 включенного состо ни  преобразовател  напр жени , входом подсоединенного к одному из выходных выводов преобразовател  3, например, дополнительной обмотке силового трансформатора 2. Третий вход первого элемента И-НЕ 8 подключен к второму выходу блока 7 выключени . Выход первого элемента И - НЕ 8 подсоединен к входу блока 10 включени  преобразовател  напр жени , выходом подключенного к входу включени  преробразовател  3. Инвертор 11 выходом подключен к второму входу блока 7 выключени , а входом непосредственно соединен с клеммой 12 дл  подключени  команды па включение преобразовател  3 и через первый резистор 13 к клемме 14 дл  подключени  источника дополнительного напр жени , предназначенного дл  питани  устройства защиты.

Блок 7 выключени  имеет второй элемент И-НЕ 15, первый исполнительный транзистор 16, диод 17 и второй резистор 18, причем входы второго элемента И-НЕ 15 подсоединены к входам блока 7 выключени . Выход второго элемента И-НЕ 15 подсоединен к эмиттерному переходу первого исполнительного транзистора 16, коллектор которого через последовательно включенные диод 17 и второй резистор 18 подключен

К клемме 14 дл  подключени  источника дополнительного напр жени , предназначенного дл  питани  устройства защиты. Коллектор первого исполнительного транзистора 16 соединен q первым выходом блока 7 выключени , а обща  точка диода 17 и второго резистора 18 - с вторым выходом блока выключени .

Датчик 1 тока может быть выполнен, например, на трансформаторе 19 тока, первична  обмотка которого соединена с его входными выводами, а вторична  через выпр митель 20 подключена к измерительному резистору 21, щунтированному резистивным делителем 22, предназначенным дл  установки порога срабатывани  защиты с выходом , соединенным с выходом датчика 1 тока.

Последовательно включенные формирователи 5 и 6 импульсов заданной длительности могут быть выполнены, например, на трех элементах И-НЕ 23-25, двух конденсаторах 26 и 27 и двух резисторах 28 и 29, причем первый вход элемента И-НЕ 23 соединен с входом первого формировател 

5импульса заданной длительности, а его второй вход подсоединен к выходу элемента И-НЕ 24. Выход элемента И -НЕ 23 через конденсатор 26 подключен к первому входу элемента И-НЕ 24, зашунтированному резистором 28, а порой вход элемента И-НЕ 24 подсоединен к выходу элемента И-НЕ 25 и выходу второго формировател 

6импульса заданной длительности. Выход элемента И-НЕ 24 непосредственно соединен с выходом первого формировател  5 импульса заданной длительности, и через конденсатор 27 подключен к объединенным вместе входам элемента И-НЕ 25, защунтированным резистором 29.

Датчик 9 включенного состо ни  преобразовател  напр жени , может быть выполнен , например, на выпр мителе 30, входом подключенном к входу блока, а выходом нагруженным на резистивный де читель 31, выходом подсоединенный к входу инвертора 32, защунтированному конденсатором 33, выход инвертора 32 соединен с выходом датчика 9 включенного состо ни  преобразовател  напр жени .

Блок 10 включени  может быть выполнен, например, на инверторе 34, входом подключенном к входу блока включени  и блокинг-генератора , построенного на втором исполнительном транзисторе 35, резисторах 36 и 37, конденсаторе 38 и базовом трансформаторе 39 преобразовател  3 напр жени . Вывод выключени  преобразовател  3, например, через выпр митель 40 может быть подсоединен к одной из обмоток базового трансформатора 39 преобразовател  3.

Устройство защиты преобразовател  напр жени  работает следующим образом.

Исходным  вл етс  состо ние, при котором на вход преобразовател  подано напр жение питани , подано напр жение на клемму 14, но на клемме 12 команда на включение отсутствует. При этом, так как вход инвертора 11 через резистор 13 соединен с клеммой 14, на его выходе присутствует сигнал логического «О. На выходе элемента И-НЕ 15 блока 7 выключени  присутствует сигнал логической «1. Первый исполнительный транзистор 16 насыщен и через выпр митель 40 шунтирует обмотку обратной св зи по напр жению базового трансформатора 39 преобразовател  3. Последний надежно заперт. В этом режиме работы на выходах датчика 9 включенного состо ни  преобразовател  напр жени , компаратора 4, первого 5 и второго 6 формирователей импульса заданной длительности присутствует сигнал логической «1. Поскольку на третий вход элемента И-НЕ 8 с второго выхода блока выключени  подан сигнал логического «О, на выходе элемента и-НЕ 8 присутствует сигнал логической «1 и второй исполнительный транзистор 35 заперт нулевым сигналом инвертора 34, что соответствтует выключенному состо нию блока 10 включени .

Включение преобразовател  осуществл етс  подачей на клемму 12 сигнала логического «О. При этом единичный сигнал с инвертора 11 запирает первый исполнительный транзистор 16 блока 7 выключени , т.е. снимаетс  запрет на включение преобразовател  3. Одновременно с второго выхода блока 7 выключени  на третий вход элемента И-НЕ 8 подаетс  сигнал логической «1.Так как на других входах этого элемента уже присутствовали единичные сигналы , на его выходе формируетс  логический «О, который инвертируетс  инвертором 34 обеспечивает начальное смещение второго исполнительного транзистора 35. Блокинг-генератор, собранный на втором исполнительном транзисторе 35, базовом трансформаторе 39 преобразовател  3, резисторах 36 и 37 и конденсаторе 38 формирует импульс включени , насыща  верхний по схеме транзистор преобразовател  3. Последний запускаетс . На его обмотках по вл етс  напр жение. После достижени  этим напр жением уровн , достаточного дл  опрокидывани  инвертора 32 датчика 9 включенного состо ни  преобразовател  напр жени  последний сигналом логического «О через элемент И-НЕ 8 и инвертор 34 блока 10 включени  запирает второй исполнительный транзистор 35, блокиру  работу пускового блокинг-генератора, т.е. запира  блок 10 включени . Таким образом, при нор .мальной работе преобразовател  блоки включени  10 и выключени  7 отключены и невли ют на работу устройства.

При возникновении токовой перегрузки сигнал на выходе резистивного делител  22 датчика 1 тока достигает уровн  срабатывани  порогового элемента 4, на выходе которого формируетс  сигнал логического «О. Этот сигнал поступает на вход первого формировател  5 импульса заданной длите«1ьности , на выходе элемента И-НЕ 23 по вл етс  сигнал логической «1, а на выходе элемента И-НЕ 24 - сигнал логического «О. По вление логического «О на выходе первого формировател  5 импульса заданной длительности приводит, во-первых, к быстрому разр ду конденсатора 27 через диод, щунтирующий резистор 29, что подготавливает к работе второй формирователь 6 импульса заданной, длительности и, во-вторых, включает блок 7 выключени . На выходе элемента И-НЕ 15 формируетс  сигнал логической «1 первый исполните.дьный транзистор 16 насыщаетс  и через выпр митель 40 преобразовател  3 шутирует обмотку обратной св зи по напр жению базового трансформатора 39.

Силовые транзисторы запираютс , преобразователь 3 выключаетс . Одновременно сигнал логического «О с второго выхода блока 7 выключени  поступает на третий вход элемента И-НЕ 8, подтвержда  единичный сигнал на входе блока 10 включени , т.е. подтверждает его выключенное состо ние. После выключени  преобразовател  3 напр жение на его выходах уменьщаетс  до нул  и, следовательно, на выходе блока перек тючени  формируетс  сигнал логической «1. Таким образом, на интервале работы первого формировате.д  5 импульса заданной длительности блок 10 включени  заперт сигналом с второго блока 7 выключени , который включен сигналом с выхода формировател  5.

После окончани  импульса на выходе первого формировател  5 импульса заданной длительности, длительность которого определ етс  посто нной времени цепи конденсатор 26 - резистор 28, на выходе элемента И-НЕ 24 формируетс  сигнал логической «1, запускающей второй формирователь 6 импульса заданной длительности. На выходе элемента И-НЕ 25 формируетс  сигнал логического «О, что обеспечивает подтверждение запертого состо ни  второго исполнительного транзистора 35 блока 10 включени . Сигнал логической «1 с выхода элемента И-НЕ 24, поступа  на первый вход блока 7 выключени ,переключает элемент И-НЕ 15, нулевой выходной сигнал которого запирает первый исполнительный транзистор 16. Блок 7 выключени  запираетс , однако запуск преобразовател  3 не происходит, так как эмиттep ныe переходы его силовых транзисторов зашунтированы практически нулевыми активными сопротивлени ми базовых обмоток трансфор .матора 39, а блок 10 вк.дюченин выключен . Таким образом, на интервале импульса второго формировател  6 на втором и третьем входах элемента И - НЕ 8 присутствуют сигналы логической «1 и его выходное сое

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Устройство для защиты преобразователя напряжения, содержащее датчик тока, входом предназначенный для включения в силовую цепь преобразователя напряжения, пороговый элемент, входом соединенный с выходом датчика тока, а выходом подключенный к входу первого формирователя импульса заданной длительности, блок включения преобразователя напряжения, выходом предназначенный для подключения к выводу включения преобразователя напряжения, блок выключения преобразователя напряжения, первым выходом предназначенный для соединения с выводом выключения преобразователя напряжения, датчик включенного состояния преобразователя напряжения,входом предназначенный для подключения к одному из выходных выводов преобразователя напряжения, и клемму для подключения источника дополнительного напряжения, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности при одновременном расширении функциональных возможностей, в него введены второй формирователь импульсов заданной длительности, первый элемент И—НЕ, инвертор, второй резистор и клемма для подключения команды на включение преобразователя напряжения, причем блок выключения преобразователя напряжения снабжен вторым входом и вторым выходом и включает в себя второй элемент И—НЕ, первый исполнительный транзистор, резистор и диод, при этом выход первого формирователя импульсов заданной длительности подсоединен к входу второго формирователя импульсов заданной длительности и первому входу блока выключения преобразователя напряжения, выход второго формирователя импульсов заданной длительности соединен с первым входом первого элемента И—НЕ, выходом подключенного к входу блока включения преобразователя напряжения, выход датчика включенного состояния преобразователя напряжения подсоединен к второму входу первого элемента И—НЕ, второй выход блока выключения преобразователя напряжения соединен с третьим входом первого элемента И—НЕ, первый вход второго элемента И—НЕ исполь зован в качестве первого входа блока выключения преобразователя напряжения, а выход соединен с эмиттерным переходом первого исполнительного транзистора, коллектор которого использован в качестве первого выхода блока выключения преобразователя напряжения и через последовательно включенные диод и первый резистор подсоединен к клемме для подключения источника дополнительного напряжения, общая точка диода и первого резистора использована в качестве второго выхода блока выключения преобразователя напряжения, вход инвертора подключен к клемме для подачи команды на включение преобразователя напряжения, а через второй резистор соединен с клеммой для подключения источника дополнительного напряжения, выход инвертора соединен с вторым входом блока выключения, преобразователя напряжения, в качестве которого использован второй вход второго элемента И—НЕ.