Источник питания для нагрузок электродугового типа — SU 1821306 (original) (raw)
СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 1821306 19) .БЦ ГОСУДАРСТ 8 ННОЕ ПАТЕНТНОЕСССРССР) ДОМСТВО СПАТЕНТ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ МУ СВИДЕТЕЛЬСТ К АВТ(56) Малышев Б.Д. и др, Рка, Стройиздат, 1990, с,8Патент США М 4897кл, Н 02 Н 7/122, 1990. кторское бюро нко и И.А.Войтовичучная дуговая свар 1., рис.6.3,773,АГРУ ротехнисистемах варочных я: источниковый аторным(54) ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ДЛЯ Н ЗЛЕКТРОДУГОВОГО ТИПА (57) Изобретение относится к алек ке и может быть использовано в электропитания, в частности, для с установок. Сущность изобретен ник питания содержит полупрово преобразователь с бестрансфор Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электропитания, в частности для сварочных установок.Цель изобретения - уменьшение массы и габаритов.На фиг.1 показана структурная схема источника питания с выпрямителем, построенным по схеме с отводом от средней точки вторичной обмотки выходного трансформатора; на фиг;2 - то же,в варианте с мостовой . схемой силового выпрямителяна фиг,3 - вольтамперные характеристики и редлагаемого устройства и нагрузки; на фиг.4 - принципиальная схема источника питания с транзисторным коммутирующим ключом и транзистором в качестве промежуточного усилителя; на фиг,5 - то же,в варианте с 5)з В 23 К 9/00, Н 02 Н 7/122 2входом и с выходным трансформатором повышенной частоты. По двум диодам силового выпрямителя проходит рабочий ток при горящей дуге в цепи нагрузки, а дополнительные диоды при этол; закрыты, так как разомкнут коммутирующий ключ. При холостом ходе и малых нагрузках сигнал с датчика тока не поступает и коммутирующий ключ находится в исходном нормально замкнутом состоянии. Вследствие этого открываются дополнительные диоды и закрываются диоды силового. выпрямителя. Напряжение на выходе источника увеличивается в несколько раз, благодаря подключению дополнительных обмоток выходного трансформатора. Форсирование напряжения источника питания при холостом ходе, обеспечивает уверенное зажигание дуги. 5 з.п, ф-лы, 5 ил,промежуточным усилителем на операционном усилителе,Источник питания (фиг.1) содержит по- . лупроводниковый преобразователь 1 с бестрансформаторным входам, к выходу Ы которого подключена первичная обмотка С выходного трансформатора 3 повышенной СЬ частоты. Отвод от средней точки вторичной обмоткй 4 соединен с первым выходным выводом 5 источника питания, а концы вторичной обмотки через диоды 6 и 7 силового выпрямителя и датчик тока 8 соединены со вторым выходным выводом 9 источника питания, Между выходными выводами 5 и 9 источйика питания включена нагрузка электродугового типа 10. Трансформатор 3 снабжен двумя дополнительными обмотками 11, 12, подключенными к вторичной обмотке 420 25 снимаемый с датчика тока 8, воздействуя на 30 35 40 45 50 и через диоды 13, 14 соединены с первым силовым выводом 15 коммутирующего ключа 16. Второй силовой вывод 17 ключа 16 соединен с выходным выводом 9, а его цепь управления подключена к датчику тока 8.Источник питания работает следующим образом.При подаче сетевого напряжения на вход преобразователя 1 (фиг.1) на обмотках трансформатора 3 формируется напряжение повышенной частоты, Если нагрузка 10 находится в состоянии холостого хода (дуга не зажжена), то сигнал нэ выходе датчика тока 8 отсутствует и нормально открытый коммутирующий ключ 16 находится в замкнутом состоянии. При этом на выходной вывод 9 подается повышенное напряжение 01. (фиг.З) снимаемое через выпрямитель на диодах 13, 14 с обмоток 4, 11, 12, При зажигании дуги в нагрузке 10 рабочая точка иэ неустойчивого состояния "а" (фиг.З) лавинообразно переходит в устойчивое состояние "б" вследствие падающего характера вольтамперной характеристики дуги и выполнения преобразователя 1 с внешней характеристикой, имеющей вертикальнопадающий участок нэ заданном уровне токаю,12, 1 нз и т,п. При увеличении тока нагрузки от нуля до порогового значения 1 о сигнал,цепь управления ключа 16, размыкает последний, При этом питание горящей дуги происходит с выхода силового выпрямителя на диодах 6, 7, питаемого напряжением обмотки 4 на более низком уровне 02 (фиг,З) Вследствие этого при горящей дуге, т.е. в основном режиме работы, трансформатор 3 работает с пониженным коэффициентом трансформации, что снижает ток в силовых элементах преобразователя и уменьшает их массу и габариты.В варианте, показанном на фиг,2, силовой выпрямитель выполнен по мостовой схеме за счет добавления диодов 18, 19, а вторичная обмотка 4 не имеет отвода от средней точки. Коммутирующий ключ (фиг,4) может быть выполнен в виде силового транзистора 20, вход которого шунтирован дополнительным транзистором 21, а вход последнего подключен к датчику тока 8. выполненному в виде низкоомного резистора. Вспомогательный источник напряжения 22 через резистор 23 подключен к входу силового транзистора 20. В варианте с мостовым силовым выпрямителем (фиг.2) работа происходит по аналогии с фиг,1, но при замкнутом ключе 16 напряжение на день нагрузки подается с обмоток 4, 11 через диоды 13, 19 в один полупериод и с обмоток 4, 12 через диоды 14. 18 и другой полупериод, Данный,5 10 15 вариант удобен при повышенных уровнях выходного напряжения источника питания, Коммутирующий ключ может быть выпол. нен в виде транзистора 20 (фиг,4), который нормально открыт за счет тока базы проходящего через резистор 23 от вспомогательного источника напряжения 22. При увеличении тока нагрузки до уровня 1 о (фиг.З) падение напряжения на резисторе 8, выполняющем функции датчика тока, увеличивается настолько, что транзистор 21 открывается и шунтирует вход транзистора 20, выключая последний. В варианте схемы управления по фиг.5 кдатчику тока(резистору) 8, включенному в отличие от вариантов по фиг.1, 2, 4, в минусовую цепь силового выпрямителя, подключен первый вход операционного усилителя 24, К второму входу усилителя 24 подключен выход узла опорного напряжения 25, выполненного на стабилитроне 26 и резистивном регулируемом делителе напряжения 27, 28. Выход усилителя 24 соединен с базой силового транзистора 20, Питание усилителя 24, узла 25 и базы транзистора 20 выполняется от вспомогательного источника напряжения 22, имеющего отвод от средней точки, подключенный к общему выводу 9. Напряжение на резисторе 8 сравнивается на входе усилителя 24 с опорным напряжением, снимаемым с выхода узла 25. Усиленный сигнал на выходе усилителя 24, воздействуя на вход коммутирующего ключа 20, запирает последний при достижении током.нагрузки порогового уровня 1 о. При этом падение напряжения на резисторе 8 может быть несколько десятков милливольт, что по отношению к варианту фиг.4 позволяет уменьшить потери мощности в резисторе 8 в несколько раз,формула изобретения 1. Источник питания для нагрузок электродугового типа, содержащий полупроводниковый преобразователь с бестрансформаторным входом и выходным трансформатором повышенной частоты, к вторичной обмотке которого подключен силовой выпрямитель, соединенный первым выходным выводом с первым выходнымвыводом источника питания, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью уменьшения массы и габаритов, в него введен датчик тока, включенный последовательно в цепь соединения второго выходного вывода силового выпрямителя с вторым выходным выводом источника питания, выходной трансформатор снабжен двумя дополнительными обмотками, каждая из которых одним выводом соединена с соответствующим крайним выводом вторичной обмотки, а другим выводом через диод - с первым силовымвыводом нормально открытого коммутирующего ключа, второй силовой вывод которого соединен с вторым выходным выводом источника питания, а управляющий вход ключа - с выходом датчика тока,.2, Источник питания по п,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что силовой выпрямитель выполнен в виде двух диодов, а вторичная обмотка выходного трансформатора выполнена с отводом от средней точки.3. Источник питания по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что силовой выпрямитель выполнен мостовым,4. Источник питания по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что коммутирующий ключ выполнен в виде силового транзистора, коллектор и эмиттер которого являются соответственно первым и вторым силовым выводом нормально открытого коммутирующего ключа, а база через. промежуточный усилитель подключена к датчику тока, выполненному в виде первого резистОра, и через второй резистор - к вспомогательно му источнику отпирающего напряжения.5, Источник питания по п.4, о т л и ч а ющ и й с я тем, что промежуточный усилитель выполнен в виде дополнительного транзистора, коллектор и эмиттер которого соеди нены соответственно с базой и эмиттером силового транзистора, а база соединена с вторым выходным выводом силового выпрямителя6, Источник питания по п.4, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что промежуточный усилитель выполнен в виде операционного усилителя, один вход которого подключен к датчику тока, а другой вход - к выходу узла опорного напряжения.З1821306 гз оставитель В,Мои ехред М.Моргентал Корр ор М,СамОорск актор Т.Иван агарина, 101 оизаодственно-издательски Заказ 2083 .ВНИИПИ Тираж рственного комите 113035. Москва, Подписноео изобретениям и открытиям при ГКНТ СС35, Раушская наб., 4/5 инат "Патент", г, Ужго