Коммутатор Советский патент 1987 года по МПК H03K17/56 

Изобретение относится к импульсной технике и может найти применение для коммутации мощных нагрузок, например силовых преобразователей или источников питания лазеров.

Известен коммутатор, содержапщй последовательно соединенные тиристор дроссель, нагрузку и источник постоянного напряжения, а также тиристорно-конденсаторный узел запирания. Недостатком этого коммутатора является перенапряжение на элементах устройства.

Ближайшим по технической сущности к изобретению является коммутатор, содержащий тиристор, дроссель и нагрузку, соединенные последовательно с источником постоянного напряжения, а также блок тиристорно-конденсаторной коммутации, узел предварительной зарядки, вентиль и блок управления, В этом устройстве перенапряжения ограничиваются за счет вентиля, включенного параллельно дросселю. Однако КПД получается низким, так как избыточная энергия дросселя рассеивается в виде тепла на вентиле.

Целью изобретения является повышение КПД коммутатора,

Для достижения этой цели в коммутатор, содержащий последовательную цепочку из нагрузки, первого тиристора и дросселя, подключеннзю к первому полюсу источника постоянного напряжения, блок тиристорно-конденсаторной коммутации, выход которого подволочен параллельно дросселю, узел предварительной зарядки, выход которого подключен к конденсатору блока тиристорно-конденсаторной коммутации, первый вентиль, один вьтод которого соединен с одноименным выводом первого тиристора и первым вьшодом дросселя, блок управления, первый выход которого соединен с входом первого тиристора, а второй и третий выходы подключены к входам блока тиристорно-конденсаторной коммутации, введены второй тиристор, второй вентиль и накопитель, причем второй тиристор включен согласно с первым тиристором между вторым выводом дросселя и вторым полюсом источника постоянного напряжения, накопитель включен между вторым вьгоодом первого вентиля и первым выводом второго вентиля, другой

вывод которого соединен с одноимен- , ным выводом второго тиристора, вход угла предварительной зарядки подключен к накопителю, а вход второго

тиристора соединен с первым выходом блока управления.

При этом в коммутаторе по крайней мере один из вентилей может быть вьшолнен управляемым, блок управления может быть снабжен дополнительным выходом, подключенным к управляющему входу вентиля. Кроме того, накопитель может быть подключен к источнику постоянного напряжения.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема коммутатора.

Коммутатор содержит источник 1 постоянного напряжения, к первому полюсу которого подключена последовательная цепочка из нагрузки 2, первого тиристора 3 и дросселя 4, параллельно которому подключен выход блока 5 тиристорно-конденсаторной коммутации, который может быть выполнен в виде симметричной мостовой схемы или несимметричной мостовой схемы; Между вторым полюсом источника и выводом дросселя 4 согласно с тиристором 3 включен второй ти) ристор 6, к конденсатору блока 5 подключен выход узла 7 предварительной зарядки, С катодом тиристора 3 соединен катод первого вентиля 8, между анодом которого и катодом второго вентиля 9 включен накопитель 10, Анод вентиля 9 соединен с анодом тиристора 6, Вход узла 7 подключен к накопителю 10, Первый выход блока 11 управления соединен с входами тиристоров 3 и 6, а второй и третий выходы блока I1 подключены к входам блока 5, При вьшолнении одного из вентилей 8, 9 управляемым его вход подключают к дополнительному выходу блока 11,

Устройство работает следующим образом,

В исходном состоянии тиристоры 3, 6 и вентили 8, 9 закрыты, Источник 1 имеет напряжение Е, напряжение накопителя 10, например, 2 Е, до такого же напряжения заряжен конденсатор блока 5 с помощью узла 7, При поступлении от блока 11 управления первого импульса на входы тиристоров 3 и 6 они открываются напряжение от источника 1 прикладьшается к н&грузке 2 и по цепи 1-2 3-4-6 начинает протекать ток, Через

1. КОММУТАТОР, содержащий последовательную цепочку из нагрузки, первого тиристора и дросселя, подключенную к первому полюсу источника постоянного напряжения, блок тиристорно-конденсаторной коммутации, выход которого подключен параллельно дросселю, узел предварительной зарядки, выход которого подключен к конденсатору блока тиристорно-конденсаторной коммутации, первый вентиль, первый вывод которого сЬединен с одноименным вьгеодом первого тиристора и первым вьшодом дросселя, блок управления, первый выход которого соединен с входом первого тиристора, а второй и третий выходы подключены к входам блока тиристор- i но-конденсаторной коммутации, о тличающийся тем, что, с целью повышения КПД коммутатора, введены второй тиристор, второй вентиль и накопитель, причем второй тиристор включен согласно с первым тиристором между вторым выводом дросселя и вторым полюсом источника постоянного напряжения, накопитель включен между вторым выводом первого вентиля и цервым выводом второго вентиля, второй вьгаод которого соединен с одноименным выводом второго тиристора, вход узла предварительной зарядки подключен к накопителю, а вход второго тиристора соединен с первым выходом блока управления. (Л 2.Коммутатор по п. 1, отлис чающийся тем, что по крайней мере один из вентилей ,вьшолнен управляемым, блок управления снабжен дополнительным выходом, подключенным к управляющему входу вентиля. 3.Коммутатор по п. 2, отлич ающийс я тем, что накопитель подключен к источнику постоянного напряжения.