Преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1985 года по МПК H02M3/315 

а со

4

оо

О5

Изобретение относится к преобразователям постоянного напряжения, содержащим высокочастотное звено переменного тока на ocHctee последовательного резонансного инвертора на тиристорах и работающим на нагрузку, режим работы которой изменяется в диапазоне от короткого замыкания до холостого хода, например, в установках для заряда емкостных и аккумуляторных накопителей энергии.

Целью изобретения является повыщение надежности в работе путем упрощения блока обеспечения коммутационной устойчивости во всем диапазоне изменения токов нагрузки, включая и режим холостого хода.

На фиг. 1 приведена схема преобразователя на базе одномостового резонансного последовательного инвертора; на фиг. 2 - графики кривых тока за полупериод частоты управления.

Преобразователь (фиг. 1) содержит подключенный к источнику 1 постоянного тока инвертор 2 с нагрузкой 3, состоящий из однофазного моста на тиристорах 4-7 с обратными диодами 8-11, силовой колебательный LC-контур на дросселе 12 и конденсаторе 13 и вспомогательный колебательТный 1 С-контур на дросселе 14 и конденсаторе 15, в состав нагрузки 3 входит силовой трансформатор 6, выпрямитель на диодах 17-20 и емкостной накопитель 21.

На фиг. 2 обозначены: i - ток силового колебательного LC-контура 12 и 13; i- - ток вспомогательного LC-контура 14 и 15; i - ток в диагонали моста инвертора i и+ ig.

Инвертор работает следующим образом.

В момент времени ti включаются тиристоры 4 и 5 и суммарный ток контуров в промежутке времени tj, - iz протекает по цепи, включающей тиристоры 4 и 5 от источника 1. В момент ii ток i становится равным нулю, а конденсаторы 13 и 15 заряжаются до напряжения, больщего напряжения источника 1 питания с полярностью, указанной на фиг. 1. Под действием разности напряжений конденсаторов 13 и 15 и источника 1 открываются обратные диоды 8 и 9. Ток i меняет полярность и в промежутке tg-1з протекает по цепи, включающей колебательные контуры, обратные диоды 8 и 9, источник 1. В момент tj включаются тиристоры 6 и 7 и ток протекает по цепи, включающей колебательные контуры, тиристоры 6 и 7 и источник 1. Далее процессы повторяются. Промежуток времени определяет время, предоставляемое для восстановления запирающих свойств тиристоров 4 и 5.

Кривые токов (фиг. 2а) соответствуют той части процесса, когда ток нагрузки достаточно велик по сравнению с током холостого хода трансформатора и влияние вспомогательного LC-KOHTypa практически не сказывается.

Кривые токов (фиг. 26) соответствуют окончанию процесса заряда накопителя 21. Как видно из кривой тока ii,npH отсутствии вспомогательного контура (при iz - О, i ij) протекание тока через диоды 8 и 9, т.е. надежное запирание тиристоров, не обеспечивается. Действительно, ток ii на промежутке tg-tj близок к нулю, но полярности не меняет. Это связано с тем, что напряжение на конденсаторе 13 не превыщает напряжения источника 1 из-за малых значений тока ii в конце процесса заряда накопителя 21.

При наличии тока ij вспомогательного LC-контура осуществляется переход суммарного тока контуров через нуль, обеспечивая надежное запирание тиристоров.

При этом необходимое для обеспечения коммутационной устойчивости амплитудное значение тока ig не менее, чем на порядок меньше амплитудного значения тока i. Следовательно, волновое сопротивление вспомогательного контура выбирается из соотношения

-If- 10,

волновое сопротивление силового LC-KOHTypa; волновое сопротивление вспомогательного LC-контура, а L и С - соответственно индуктивности и емкости соответствующих дросселей и конденсаторов.

а

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий последовательный резонансный инвертор на тиристорах с последовательной цепью из силового колебательного ЬС-контура и первичной обмотки трансформатора, вторичная обмотка которого подключена через выпрямитель к емкостному накопителю энергии, и блок обеспечения коммутационной устойчивости, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе путем упрош,ения блока обеспечения коммутационной устойчивости во всем диапазоне изменения токов нагрузки, включая и режим холостого хода, блок обеспечения коммутационной устойчивости выполнен в виде вспомогательного колебательного последовательного LC-KOHTypa, подключенного параллельно указанной последовательной цепи, причемЭГ I- f где волновое сопротивление сиI лового колебательного LCсл контура; П -л/Т1Г - волновое сопротивление УТГ5 вспомогательного колебательного ЬС-контура.