Статический преобразователь Советский патент 1983 года по МПК H02M7/537 

Изобретение относится к электротехнике и преобразовательной технике и может быть использовано при разработке схемы управления преобразователями постоянного напряжения. Известны . сгаг11ческиет преобразователи, содержащие токовые трансформаторы обмотки которых включены последовательн с нагрузкой преобразователя и связаны с цепью управления силовых ключей преобра зователя j 1 и { Si . Недостатком этих устройств является невозможность управления преобразователем при его работе на индуктивную на - грузку. Известен (статический йреобразоватеиь, содержащий силовые транзисторы, транзисггоры управления и трансформатеры тока, первичные обмотки которого включены последовательно в цепь нагрузки, их вторичные обмотки подключены ко входам соответствунгцих силовых транзисторов, а дополнительная обмотка каждого траноформатара тока соединена с одними выход ными клеммами транзисторов управления, а отпайка этой обмотки подключена через резистор к одному из выводов для подклю чения первой клеммы источника постоянного напряжения, другой вывод для подключения второй клеммы источника постояннсго напр5окения соединен с вы ходными клеммами транзисторов упраЬления 3 3 . НедостаТком известного устройства является отсутствие запирающего напряжения на обмотках трансформатора тока при работе преобразователя на индуктивную нагрузку, что приводит к необходимости введения дополнительных элементов, ус - ложненшо устройства и снижению КПД. Целью изобретения явлйется првьщ1ениё КПД путем улучшения запуска силовых транзисторов. Поставленная цель достигается тем, что в статическом; преобразователе, содержащем силовые транзисторы, транзи- сторы управления и трансформаторы тока, первичные обмотки которых включены по - следовательно в цепь нагрузки, их вторичные обмотки подключены ко входам соответствухшшх силовых транзисторов, а дополнительная обмотка каждого трансфорйатора тока соединена с одними выходными клеммами транзисторов управления, а от пайка этой обмотки подключена через р©зястор к одному из выводов для подключения первой клеммы источника постоянного напрюкения, другой вьтод для подключения второй клоимы источника постоянного напряжения соединен с другими выходными клеммами транзисторов управ, ления, каждая из дополнительных обмоток трансформаторов тока снабжена дополнительными отпайками и введены диоды, причем каждая из отпаек соединена с ре зистором через соответствующий введенный диод. Кроме того, с целью обеспечения форсированного запирания силовых транзисторов при их переключении и активного затфания при отстающих или опершсающих токах нагрузки, : в статическом; . преобразователе дополнительная обмотка трансформатора тока снабжена отпайкой от середины, соединенной через дополнительно введенный диод с выводом для подключения первой клеммы источника постоянного напряжения. На чертеже представлена -принципиальная схема устройства. Статический преобразователь содержит транзисторы управления 1 и 2, ограничивающий резистор 3, диоды 4-6 и трансформатор тока .7, дополнительная обмотка 8 которого выполнена с отпайками и соединена с одними выходньми клеммами транзисторов управления 1-й 2, причем каждая из ее отпаек 9 и 10 соединена с резистором 3 через соответствующий из диодов 4 и 5, а. отпайка 11 от середины ее витков через диод 6 соединена с одним из выводов для подключения первой клеммы источника постоянного напряжения. К этому же выводу подключены и другие отпайки дополнительной обмотки через соответствующую цепочку нз указанных резистора и диодов. Другие выходные клеммы транзисторов управления соедине-- ны с другим входным выводом для подклк чения второй клеммы источника постоянного напряжения. Первичная обмотка 12 трансформатору тока включена последовательно в цепь нагрузки 13. Вторичные обмотки 14-17 трансформатора тока подключены ко входам силовых транзисто« ров 18-21. Устройство содержит обратные диоды 22-25, и задаюидай генератор 26 {3Jb Преобразователь работает следующим образом. Предположим, что от задающего генератора 26 поступил сигнал на включение транзистора управления 1, тогда поляр - ность напряжений на обмотках трансформатора тока будет соответствовать указанной на чертеже, при этом почти вся мопшость

управления обмоток 14-17 поступает через силовые транзисторы и первичную об мотку 12 трансформатора тока. В этом режиме ток, потребляемый дополнительной обмоткой 8, незначителен и падение напряженин на резисторе 3 мало, поэтому ди-од 6 закрыт и потери энергии в схеме упр:авлея1ш незначительны.

При включении транзистора управле- ния 1 и включении транзистора уйравле- ния 2 происходит изменение полярности напряжения на обмотках трансформатора тока на противоположную, что вызывает переключение силовых транзисторов, однако индуктивность нагрузки поддерживает прежнее направление тока через обмот1 12, хотя величина этого тока начинает уменьшаться. Это приводит к тому, что обмотка 12 начинает отдавать в нагрузку энергию, получаемую от источника шггания через попуобмотку 8 и транзистор управ ления 2, т.е. в этом режиме часть энергии, поступающая в нагрузку, проходит через схему управления, причем основная часть потребляемого от источника тока проходет через диод 5, хотя диод 6 тоже открыт и через него идет ток, определяе

мый резистором 3 и напряжением между выводами 1О и 11 дополнительной обмот ки 8. В этом режиме обеспечиваетсяактивное запирание силовых транзисторов без установки дополнительных элементов в их цепях управления.

После уменьшения тока нагрузки до нуля большая часть энергии в uemi управления силовых транзисторе снова поступает от источника шггания через транзисторы управления и обмотку 8, т.е. трансформатор тока начинает работать в cBOOvi обычном режиме.

Возможны другие варианты статистического преобразователя, например, когда каждая отпайка дополнительной обмотки трансформатора тока соединена с клеммой источника питания через диод и отдельный резистор, причем последовательность включения диодов и резисторов в этих цепях может быть различной.

Таким образом, данный статистически преобразователь обеспечивает лучшие условия запуска и запирания силовых транзисторов при их переключетш, при одновременнсы повьшении КПД устройства и его упрощении.

1. СТАТИЧЕСКИЙ ПРЕСБРАЗОВАТЕЯЬ, содержащий сйповйе тра зисторы, транзисторы управления и.трансформаторы тока, первичные обмотки которых включены последовательно в пень, нагрузки, BTopH4ia ie обмотки которых подключены ко входам соответству опшх сшокзКК. транзисторов, а дополнительная обмотка Каждого трансформатора тока соединена с одними выходными клеммами траазисторов управления, а отпаЛса этой обмотки подключена через резистсф к однсялу из выводов для под1атючения первой клеммы источника постоянного напряжения, щзугой вьгаод для подключения второй „клеммы источника постоянного напряжения соединен с другими выходньпии клеммами транзисторов, управления, о т л и ч а и и с я тем, что, с иелью повышения КПД путем улучшения запуска силовых транзисторов, каждая из дополнительных обмоток трансформаторов тока снабжена допопнетельными отпайками и введены ди.сщы, 11ричем каждая из отпаек соединена с резисторсм через соответствующий введенньтй диод. 2. Преобразрватёга. по п. 1, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью обеспечения форсированного запирания силовых е транзисторов при их переключении и активного запирания при отстакшшх или опере /Л жакших токах нагрузки, дополнительная обмотка трансформатора тока снабжена отпайкой от середины, соединенной через допошштельно введенный диод с выводом для подключения первой клеммы источника постоянного напряжения. : со со СА:

4-0