Преобразователь постоянного напряжения в переменное Советский патент 1984 года по МПК H02M7/515 

00

о: сд

tsD

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ, содер жащий подключенный к положительному входному выводу анодной группой однофазный тиристорный мост с конденсатором в диагонали переменного тока, соединенный с мостовым тиристорным реверсором тока,, катодная группа которого подключена к отрицательному входному выводу, а в диагональ переменного тока включена цепь нагрузки, а также два диода, отличающийся тем, что, с целью улучшения массогабаритных пока эателей путем уменьшения установленной мощности полупроводниковых элементов, к обкладкам конденсат.ора подсоединены катоды двух указанных диодов, аноды которых соединены с отрицательным входным выводом. ь

ФигА

с доз-ирующим конденсатором. Диаграммы в и е (.фиг.2)представляют отпирающие импульсы тока i , посылаемые на управляющие электроды тиристоров 6, 8 и 7, 9 мостового реверсора тока. Изменение напряжения на обкладках дозь; ующего конденсатора 5 представлено диаграммой ж (фиг. 2). На диаграммах з ни (фиг.2 показаны соответственно кривые напряжения и тока IQ нагрузки 10.

Устройство работает следующим образом.

При подаче в момент, t.., (фиг. 2) отпирающих импульсов на тиристоры 1, 3, б и 8 начинается заряд дозирующего конденсатора 5 положительной полярностью и на нагрузке 10 формируется импульс напряжения амплитудой Е равной напряжению на входных зажимах источника постоянного напряжения. Нарастающий ток при этом замыкается по цепи: тиристор 1 - конг.енсатор 5 - тиристоры 3 и 6 - нагрузка 10 - тиристор 8 - (Е). В момент t , когда напряжение на зажимах дозирующего конденсатора 5 достигает величины Е, равной напряжению на входных зажимах источника, а на нагрузке напряжение становится нулевым, в работу вступает буферный диод 12 и структура цепи изменяется. Спадающий ток при этом замыкается по контуру: тиристоры 3 и б - нагруз ка 10 - тиристор 8 - диод 12. В момент tg поступает отпирающий импульс на тиристор 4, и дозирующий, конденсатор 5 начинает разряжаться по цепи конденсатор 5 - тиристоры 4 и б - нагрузка 10 - тиристор 8 - диод 12, формируя на нагрузке 10 импульс напряжения амплитудой S. В результате в этом интервале () происходит нарастание тока нагрузки 10. После полного разряда дозирующего конденсатора 5 в момент t . с вступлением в работу буферного диода 11 изменяется структура цепи. Спадающий ток нагрузки замыкается по контуру: тиристоры 4 и 6 - нагруз ка 10 - тиристор 8 - диод 11. В момент tg поступает отпирающий импульс на тиристор 2, в результате чего начинается заряд дозирующего конденсатора 5 обратной полярностью а на нагрузке 10 формируется импульс напряжения прежней полярности с амплитудой Е. Нарастающий ток этого интервала (tg-tj,) замыкается по контуру: (+Е) -тиристор 2 - конденсатор 5 - тиристоры 4 и б - нагрузка 10 - тиристор 8 - (-Е). В момент t при достижении напряжения на обкладках конденсатора 5 величины Е происходит изменение структуры цепи Спадающий ток нагрузки интервала tg,-t7 замыкается по контуру: тиристоры 4 и 6 - нагрузка 10 - тиристор 8 - диод 11. В момент t отпирающий импульс на тиристор 3 приводит к разряду дозирующего конденсатора по цепи: конденсатор 5 - тиристоры 3 и 6 - нагрузка 10 - тиристор 8, формируя на нагрузке 10 в интервале импульс напряжения и нарастающий ток. В момент tg полного разряда дозирующего конденсатора 5 изменяется структура цепи. В интервале tg-tg .спадающий ток нагрузки замыкается по контуру: тиристоры 3 и 6 - нагрузка 10 тиристоров

диод 12. В дальнейшем с момента tg процессы повторяются аналогично пёри оду перезаряда дозирующего конденсатора 5. Количество периодов перезаряда дoзиpsющeгp конденсатора в полупериоде переменного тока нагрузки

может быть различным и определяется требуемыми конкретными значениями частоты и действующей величины выходного напряжения переменного тока нагрузки.Каждый период перезаряда

дозирующего конденсатора состоит

из восьми интервалов. Поэтому в полу периоде переменного тока нагрузки в общем случае может быть п интервалов (не показаны ). В конце положительного полупериода после спадания тока нагрузки до нуля следует интервал времени для восстановления вентильных свойств тиристоров б и 8 реверсивного моста, В момент

времени t поступают отпирающие импульсы на тиристоры 1, 3, 7 и 9 и таким образом начинается формирование кривой тока нагрузки отрицательного полупериода. Заряд конденсатора 5 формирует на нагрузке 10 отрицательный импульс напряжения Е. Нарастающий ток замыкается по контуру: (+Е) - тиристор 1 - конденсатор 5 - тиристоры 3 и 7 - нагрузка 10 тиристор 9 - (-Е). Электромагнитные процессы в устройстве в последующие интервалы этого полупериода аналогичны процессам предыдущего положительного полупериода. Вместо тиристоров б и 8 мостового реверсора тока

в данном полупериоде открыты тиристо ры 7 и 9. Таким образом, в процессе преобразованияпостоянного напряжения источника в переменное напряжение на зажимах нагрузки тиристоры.

мостового реверсора тока и буферные диоды, также как и тиристоры однофазного моста с дозирующим конденсатором, подвергаются воздействию не удвоенной, а только одинарной величи

ны входного напряжения.Следовательно, установленная мощность полупроводниковых приборов может быть уменьшена.

На фиг. 3 катоды тиристоров 3 и 4 катодной группы подсоединены, минуя

плечо реверсора тока непосредствен-но к одному из выводов нагрузки 10 На фиг. 4 с( - 3 показаны диаграммы отпирающих импульсов i , посылаемые на управляющие электроды тиристоров 1 - 4 и 6 - 9 устройства. Напряжение Ug на обкладках дозирующего конденсатора 5 представлено кривой на фиг. 4 и . Напряжение U и ток 1 нагрузки 10 изображены соответственно на фиг. 4 к ил..

При подаче отпирающих импульсов в момент i на тиристоры 1, 3 и 8 начинается формирование положительного полупериода переменного тока нагрузки 10. Заряд дозирующего конденсатора 5 обеспечивает импульс напряжения на нагрузке амплитудой Б. Нарастающий ток интервала згмыкается по контуру: (+Е -; тиристор 1 конденсатор 5 - тиристор 3 - нагрузка 10 - тиристор 8 - (-ЕК В момент t2,. когдд напряжение на обкладках конденсатора. 5 достигает величины Е, изменяется структура цепи. Спадающий ток в интервале t2-ta замыкается по контуру: тиристор 3 - на грузка 10 - тиристор 8 - диод 12. Открытие тиристора 6 в момент tj создает импульс напряжения на нагрузке 10,обеспечивая разряд дозирующего конденсатора 5 в пределах интервала ЬзЧ нарастающим током по контуру: конденсатор 5 - тиристор 6 нагрузка 10 - тиристор 8 - диод 12. Окончание разряда конденсатора 5 в

момент ц приводит к изменению струяттуры цепи и протеканию спадающего тока в интервале t, -t -по контуру: тиристор 6 - нагрузка 10 - тиристор 8 диод 11. Описанные процессы в указанных интервалах и последующих аналогичны процессам в схеме первого варианта устройства (фиг.1/ . Отличительной особенностью является прохождение тока с тиристоров 3 и 4 не

О посредственно в нагрузку без прохождения его через тиристор анодной группы мостового реверсора. При формировании отрицательного полупериода тока нагрузки в момент tp. вмесS то тиристоров 3 и б в работе участвуют тиристоры 4 и 7, и прохождение тока в нагрузку обеспечивается непое /)едственно без второго тиристора анодной группы мостового реверсора.

0 Общее количество вентилей в устройст ве,изображенном на фиг. 3, такое же как- и в устройстве на фиг. 1. Однако в каждый интервал ток проходит по трем вентилям (трем тиристорам

5 или двум тиристорам и диоду ) в отличие от схемы на фиг. 1, в которой ток в каждый интервал проходит по четырем вентилям (четырем тиристорам или трем тиристорам и диодуЦ

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет снизить потери в полупроводниковых приборах и повы- сить КПД;.