SU930524A1 - Преобразователь посто нного напр жени в посто нное - Google Patents

Description

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В посто ннее

1

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может быть использовано , например, в стабилизированных преобразовател х посто нного напр жени  в посто нное.

ИзЬестны преобразователи посто нного напр жени  в посто нное, выполненные на основе тирйсторного резонансного инвертора . Эти преобразователи содержат тирнсторный резонансный инвертор, входные выводы которого подключены к источнику питани  tl и 2 .

Недостатком таких .преобразователей  вл етс  наличие напр жени  питани  на входньк зажимах инвертора на интервале восстановлени  запирающих свойств тиристоров , что приводит к понижению обратного напр жени  на тиристорах. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению  вл етс  преобразователь посто нного напр жени  в посто нное, который содержит св занный с его входными выводами тиристорный резонансный инвер-

тор, обратный диод, шунтирующий вход резонансного инвертора, выходной выпр - , митель и регулирующий транзисторный f ключ З .

Недостатком известного регул тора  вл етс  пониженна  надежность при малых токах нагрузки, обусловленна  тем, что обратное напр жение на тиристорах на интервале восстановлени , равное сумме напр жений на коммутирующем конденсаторе и первичной обмотке трансформатора за вычетом напр жени  источника питани , может снизитьс  до величины , недостаточной дл  восстановлени  запирающих свойств тиристоров за отве15 денное на это врем .

Claims (3)

1. Кроме того, при работе в режиме широтно-импульсного регулировани  выходного напр жени  с помощью транзисторного ключа при уменьшении относительной длительности открытого состо ни  этого ключа происходит уменьшение напр жени  на коммутирующем конденсаторе и выходе инвертора, также при водит к снижению обратного напр жени  на тиристорах на интервале восстановле- ни . Цепь изобретени  - повышение надежности работы преобразовател  путем увеличени  запирающего напр жени  на тиристорах инвертора. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в преобразователь посто нного напр  жени  в посто нное, содержащий резонансный тиристорный инвертор и выходной выпр митель, в котором вход посто нного тока инвертора зашунтирован jp6rратным диодом и св зан через регулирующий транзисторный ключ с входными выводами, а выход переменного тока инйертора св зан через выходной выпр митель с выходаыми выводами, введены сглаживающие дроссель и конденсатор, соединенные последовательно и включенные в цепь посто нного тока ме.жду первым входным Выводом и входом инвертора , причем регулирующий транзисторный ключ включен между общей точкой дроссел  и конденсатора и вторым входным выводом. Кроме того, дл  повыщенн  надежности и уменьшени  перенапр жений при скачкообразных изменени х тока нагрузк в преобразователе могут быть использованы дополнительный управл емый ключ, включенный между первым входным выводом и дросселем, и дополнительный обратный диод, включенный между общей точкой дополнительного ключа и дроссел  и вторым входным выводом. На фиг. 1 приведена схема преобразо вател ; на фиг. 2 - временные диаграмм его работы. Преобразователь содержит тиристорнгый резонансный инЬертс з 1. Инвертор 1, выполненный на тиристорах 2-5, имеет последовательный резонансный контур состо щий из дроссел  6 и конденсатора 7. К выходу инвертора 1 подключен трансформатор 8, вторична  обмотка которого подключена нерез мостовой вь пр митель 9 к: фильтрующему конденсатору Ю и нагрузке 11. Вход инвертора защунтирован обратным диодом 12 и через конденсатор 13 включен параллельно регулирующему транзисторному ключу 14 который соединен последовательно с сгла живающим дросселем 15 и св зан с вход ными выводами 16 и 17 преобразовател  Через вспомогательный ключ 18. Последовательно соединенные сглаживающий дроссель и регулирующий транзисторный ключ защунтирован вторым обратным диодом 19 . Блок 2О управлени  выраба. тывает импульсы управлени  регулирующим 14 и вспомогательным 18 ключами и тиристорами 2-5 инвертора. Преобразователь работает следующим образом. В установившемс  режиме при работе на номинальную нагрузку вспомогательный ключ 18 открыт и через входные зажимы 16 и 17 непрерывно протекает ток дроссел  15. В момент i- (фиг. 2) на управл ющие входы регулирующего ключа 14 и пару тиристоров (например 2 и 5) инвертора 1 подаютс  отпирающие импульсы от блока 20 управлени . К этому моменту напр жени  на конденсаторах 13 и 7 имеют пол рность, указанную на фиг. 1. На интервале tQ-t , когда регулирующий ключ 14 открыт, к входу резонансного инвертора 1 прикладываетс  напр жение конденсатора 13. По цепи регулирующий ключ 14 - тиристоры 2 и 5 - трансформатор 8 - конденсатор 7- дроссель 6 протекает импульс тока 1 , близкий по форме к синусоидальному . Одновременно -входной ток преобразовател  , протекающий через дроссель 15 и транзисторный ключ 14, нарастает под действием входного напр жени . Через регулирующий ключ 14 протекает ток 1, равный сумме Ч5 и , конденсатор 7 перезар жаетс  током 1 . Напр жение на конденсаторе 13 на этом интервале уменьшаетс  незначительно, так как емкость его выбираетс  ва пор док больше емкости конденсатора 7, 8момент Ь. блок 2О управлени  вьфабатывает сигнал, запирающий транзисторный ключ 14. После его запирани  на интервале Ц-iq ток i под действием ЭДС самоиндукции дроссел  6 продолжает замыкатьс  через обратный диод 12. Ток через диод 12 на этом интервале равен сумме входного тока i инвертора 1 и тока i,jc дроссел  15. В момент i дроссел  6 переХОДИТ через ноль и тиристоры 2,5 запираютс . Далее, на интервале n-tj входной ток инвертора i равен нулю, через диод 12 продолжает протекать ток дроссел  15 н напр жение на входе инвертсфа 1 близко к нулю. В результате на интервале tijft к тиристорам 2,5 прикладываетс  обратное напр жение, равное сумме напр жений конденсатора 7 и первичной обмотки трансформатора 8. В момент %j снова включаетс  транзисторный ключ 14 и друга  пара тирнсторов 3,4 и все процессы повтор ютс . В момент сброса тока нагрузки преобразовател  до его минимального значени  блок 20 управлени  вьфабатьшает ;напр жение, запирающее вспомогательный ключ. После его запирани  ток сглаживающего дроссел  15 на интервале открытого состо ни  регулирующего ключа 14 уже не растет, как в установившемс  режиме, а остаетс  почти неизменным протека  по низкоомной цепи регулирующий ключ 14 - обратный диод 19. На интервале закрытого состо ни  регулирующего ключа 14 ток .сглаживающего дроссел  15 уменьшаетс , протека  по цепи конденсатор 13 - диод 12 - диод 19. При этом энерги , накопленна  в дросселе 15, передаетс  конденсатору 13, а в последующем 1ттервалв открытого состо ни  регулирующего ключа передаетс  в нагрузку. Установленна  на период переходного процесса при сбросе нагрузки необходиму относительную длительность открытого , состо ни  регулирующего ключа, можно добитьс  значительного снижени  перенап р жений на конденсаторе 13 и выходе преобразоватеп  по сравнению со схемой без вспомогательного кгаоча 18 и диода 19. По окончании переходного процесса, в течение которого вс  избыточна  энерги  сглаживающего дроссел  передаетс  в нагрузку и ток Дроссел  уменьшаетс  до значени , соответствующего новому значению тока нагрузки, блок 2О управлени  вьфабатывает управл ющий сигнал, открывающий вспомогательный ключ 18, в результате чего устанавливаетс  нормальный режим работы преобразовател  при меньшем токе нагрузки. При нормальной работе преобразовател  блок 2О управлени  вырабатывает короткие импульсы управлени  дл  включени  тиристоров 2-5 инвертора и напр же- ни  дл  управлени  регулирующим и вспо могательным ключами. Отпирающее напр жение регулирующего ключа представл ет собой последовательность отпирающих импульсов пр моугольной формы, фронты которых соответствуют моментам передачи импульсов управлени  на тиристоры инвертора, частота следовани  этих ик4Пульсов в /..два раза вьпде рабочей час тоты инвертора. Максимальна  длитель .ность отпирающих импульсов регулирую:щего ключа не должна превышать длитель ;ность полупериода работы инвертора за вычетом схемного времени восстановлеНИЯ тиристоров. На вспомогательном , ключе 18 отпирающее напр жение поддерживаетс  в период нормальной работы преобразрвйтел  и снимаетс , только на период сброса нагрузки, интервал которого фиксируетс  по изменению выходного напр жени . Так как частота работы вспомогательного ключа, коммутируемого только в моменты сбросанагрузки преобразовател , на много меньше частоты работы регулирующего ключа, то в качестве вспомогательного ключа можно примен ть двухоперационный тиристор или тиристор с искусственной коммутацией. Таким образом, предлагаемый преобразователь имеет более высокую надежность при маль1Х токах нагрузки, так как при прочих равных услови х- обратное напр жение на тиристорах инвертора в предлагаемой схеме выше, чем в известной. Благодар  наличию сглаживающих дроссе- л  15 и конденсатора 13 фильтра, регулировочна  характеристика предлагаемого преобразовател  более линейна. Дополнительным преимуществом предлагаемого преобразовател   вл етс  непрерывность входного тока в установившемс  режиме работб, что уменьшает вредное вли ние преобразовател  на питающую сеть. Введение вспомогательного ключа на входе .преобразовател  позвол ет дополни .тельно Повысить надежность в результате уменьшени  перенапр жений на элементах при сбросе нагрузки. Формула изобретени  1. Преобразователь посто нного напр жени  в посто нное, содержащий резонансный тиристорный инвертор и выходной выпр митель, поичем вход посто нного тока инвертора зашунтирован обратным диодом и св зан через регулирующий транзисторный ключ с входными выводами, а выход переменного тока инвёртора св зан через выкоцной выпр митель с выходными выводами, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности путем увеличени  запирающего напр жени  на тиристорах инвертора, в него введены сглаживающие дроссель и конденсатор, соединенные последовательно и включенные в цепь посто нного тока между первым . входным выводом и входом инвертора, причем регулирующий транзисторный ключ включен между общей точкой дроссел  и конденсатора и вторым входным выводом .
2. 2. Преобраэоватепь по п.1, о т п тчающийс  тем, что в него введены дополнительные управл емый ключ и обратный диод, причем дополнительный ключ включен между первьхм входным выводом и дросселем а обратный диод между общей трчкой дополнительного ключа и дроссел  и вторым входным выводом .

   К тиристорам UNSepmopa

   г./ 48 Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3953779, кл Н 02 М 3/315, опуЬлик. 1976. 2.Авторское свидетельство СССР № 635576, кл. Н 02 М 3/315, 1976.
3. 3.Авторское свидетельство СССР ho за вке № 27О2731/24-07, кл. Н 02 М 3/315, 1978.