ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ДЛЯ ПИТАНИЯ ИНДУКТОРА

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована в качестве источника питания для установок индукционного нагрева.
Известен преобразователь переменного тока для питания индуктора содержащий полумостовой резонансный инвертор с блоком управления и входным емкостным фильтром, выполненный на транзисторах со встречными диодами и конденсаторах, в диагональ переменного тока которого включен индуктор, мостовой однофазный выпрямитель на диодах, вход которого подключен к выходу генератора переменного напряжения, а выводы - к фильтру инвертора, входы блока управления соединены с положительным выводом выпрямителя и общей точкой соединения транзисторов, а выходы - с базами транзисторов (заявка Японии №61 - 61508, кл. Н 05 В 6/12, 1987).
Недостатком преобразователя является то, что при несимметричном режиме работы транзисторов в результате перераспределение напряжения на конденсаторах полумостового резонансного инвертора к одному из них будет приложено напряжение превышающее допустимое значение, что может вызвать необратимые повреждения.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому является преобразователь переменного тока для питания индуктора, который принят за прототип.
Преобразователь переменного тока для питания индуктора включает в себя полумостовой резонансный инвертор с блоком управления и входным емкостным фильтром, выполненный на двух транзисторах с соответствующими встречными диодами и на двух конденсаторах, в диагональ переменного тока которого включен индуктор, мостовой однофазный выпрямитель на диодах, вход которого подключен к выходу генератора переменного напряжения, а выход - к входному емкостному фильтру, первый и второй выходы блока
управления соединены с базами транзисторов (RU 2024177, Н 02 М 7/538, дата публикации 1994.11.30).
Недостатком преобразователя является то, что при несимметричном режиме работы транзисторов произойдет перераспределение напряжения на конденсаторах полумостового резонансного инвертора и к одному из них будет приложено напряжение превышающее допустимое значение, что может вызвать необратимые повреждения конденсатора и снизить надежность работы преобразователя.
Предлагаемой полезной моделью решается задача повышения надежности работы преобразователь для питания индуктора за счет защиты конденсаторов полумостового резонансного инвертора от перенапряжений при несимметричном режиме работы транзисторов.
Для достижения поставленного результата в преобразователь переменного тока для питания индуктора содержащий полумостовой резонансный инвертор с блоком управления и входным емкостным фильтром, выполненный на двух последовательно соединенных транзисторах, шунтированных обратными диодами, на двух последовательно соединенных конденсаторах, в диагональ переменного тока которого включен индуктор, мостовой однофазный выпрямитель на диодах, вход которого подключен к выходу генератора переменного напряжения, а выход - к входному емкостному фильтру, первый и второй выходы блока управления соединены с базами транзисторов, дополнительно введены резисторный равноплечий и диодный мосты, причем одна диагональ резисторного равноплечего моста подключена к входному емкостному фильтру, а во вторую диагональ, одна точка которой подключена к средней точке соединения конденсаторов, включен диодный мост, анодный и катодный выходы которого соединены со входом триггера, выход которого соединен со входом блока управления,
Новыми отличительными признаками заявляемого устройства от прототипа является введение резисторного равноплечего и диодного мостов, причем одна диагональ резисторного равноплечего моста подключена к входному
емкостному фильтру, а во вторую диагональ, одна точка которой подключена к средней точке соединения конденсаторов, включен диодный мост, анодный и катодный выходы которого соединены со входом триггера, выход которого соединен со входом блока управления.
Введение резисторного равноплечего и диодного мостов, анодный и катодный выходы которого соединены со входом триггера, выход которого соединен со входом блока управления позволяет при несимметричном режиме работы транзисторов исключить превышение допустимого значения напряжения на конденсаторах и повысить надежность работы преобразователя.
Сущность полезной модели поясняется чертежом на котором изображена схема преобразователя.
Преобразователь переменного тока для питания индуктора содержит полумостовой резонансный инвертор с блоком управления 1, выполненным на основе микроконтроллера, и емкостной фильтр 2, выполненный на двух последовательно соединенных транзисторах 3 и 4, шунтированных обратными диодами 5 и 6, на двух последовательно соединенных конденсаторах 7 и 8, в диагональ переменного тока которого включен индуктор 9, мостовой однофазный выпрямитель на диодах 10, вход которого подключен к выходу генератора переменного напряжения 11, а выход - к входному емкостному фильтру 2, первый и второй выходы блока управления 1 соединены с базами транзисторов 3 и 4, резисторный равноплечий 12 и диодный 13 мосты, причем одна диагональ резисторного равноплечего моста 12 подключена к входному емкостному фильтру 2, а во вторую диагональ, одна точка которой подключена к средней точке соединения конденсаторов 7 и 8, включен диодный мост 13, анодный и катодный выходы которого соединены со входом триггера 14, выход которого соединен со входом блока управления 1,
Преобразователь работает следующим образом. Переменное напряжение с выхода генератора 11 преобразуется мостовым однофазным выпрямителем 10 в знакопостоянное, фильтруется входным емкостным фильтром 2 и поступает на вход полумостового резонансного
инвертора. На базы транзисторов 3 и 4 инвертора подается симметричная последовательность запирающих и отпирающих импульсов с выходов блока управления 1, причем длительности отпирающих импульсов, приходящих на транзисторы 3, 4 должны быть меньше полвины периода управления, а также быть равными друг другу. Транзисторы 3 и 4 включаются поочередно со сдвигом на половину периода управления. При отпирании транзистора 3 (4) через индуктор 9 протекает ток заряда конденсатора 8 (7) и ток разряда конденсатора 7 (8). После выключения транзисторов 3 и 4 ток индуктора 9 замыкается по цепям, включающим диоды 6 и 5 (9-8-6-9, 9-7-5-9).
При возникновении несимметричного режима работы транзисторов 3 и 4, т.е. в случае, если длительность отпирающих импульсов с выхода блока управления 1 на транзистор 3 (4), будет меньше либо больше длительности отпирающих импульсов на транзистор 4 (3), либо один из указанных импульсов исчезнет совсем, произойдет перераспределение напряжения на конденсаторах 7 и 8 полумостового резонансного инвертора и к конденсатору 7 (8) будет приложено напряжение превышающее допустимое значение. Для предотвращения развития данной аварийной ситуации осуществляется контроль напряжения разбаланса резисторного равноплечего моста 12, которое поступает на вход диодного моста 13, с выхода которого модуль напряжения разбаланса поступает на вход триггера 14. Если значение приложенного к его входу модуля напряжения превысит установленный порог, на выходе триггера 14 формируется сигнал, поступающий на вход блока управления 1, выполненный на основе микроконтроллера, и запрещающий подачу отпирающих импульсов на транзисторы 3 и 4. Транзисторы 3 и 4 запираются, что позволяет предотвратить необратимые повреждения конденсаторов 7, 8 и повысить надежность работы преобразователя.