Многофазный выпрямитель с умножением напряжения Советский патент 1986 года по МПК H02M7/10 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания различных нагрузок, требующих повышенное по сравнению с имеющимся источником напряжение.

Цель изобретения - расщирение функциональных возможностей за счет создания емкостного токоограничения в фазных каскадах выпрямителя, а также улучшение удельных энергетических характеристик за счет уменьшения числа умножающих конденсаторов и диодов при одной и той же кратности умножения напряжения.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема многофазного выпрямителя с умножением напряжения.

Выпрямитель содержит два умножающих фазных каскада 1 и 2, каждый из которых состоит из двух диодных цепей, одна из которых включает последовательно соединенные диоды 3, а другая - последовательно соединенные диоды 4. Между каждым катодом диодов 3 одной цепи и анодом диодов 4 другой цепи включена кoндeнcaтop} aя цепочка из двух соединенных последовательно конденсаторов 5 и 6. Общие точки соединения конденсаторов всех нечетных конденсаторных цепочек каскада 1 подключены к входному выводу для подключения фазы А питающей сети. Общие точки соединения конденсаторов нечетных конденсаторных цепочек каскада 2 подключены к входному выводу для подключения фазы С питающей сети. Обнше точки соединения конденсаторов четных конденсаторных цепочек обоих каскадов и общие точки соединения первых диодов этих каскадов подключены к входному выводу для подключения фазы В питающей сети. Дополнительные диоды 7-И) включены последовательно в соответствующие диодные цепочки, причем их свободные одноименные выводы электродов попарно объединены, образуя выходные выводы 11 и 12 для подключения нагрузки.

Многофазный выпрямитель с умножением напряжения работает следующим образом.

В момент времени, соответствуюпа,ий положительному потенциалу фазной клеммы А относительно фазной клеммы В, заряжается в пределе до максимального значения напряжения линии питающей сети конденсатор 6 первой конденсаторной цепочки фазного каскада 1 по цепи: фазная клем.ма А, конденсатор 6, первый диод 4 и фазная клемма В (полярность зарядки конденсаторов умножающих цепочек показана на чертеже). В момент времени, соответству1оа1ий положительному потенциалу фазной клеммы В относительно фазной клеммы А, заряжается конденсатор 5 первой конденсаторной цепочки фазного каскада 1 по цепи: фазная клемма В, первый диод 3, конденсатор 5 и фазная клемма А.

В момент времени, соответствующий положительному потенциалу, возникающему во второй раз на фазной клемме А относительно фазной клеммы В, заряжается в пределе до двойного максимального значения напряжения линии питающей сети конденсаторы 5 второй конденсаторной цепочки фазного каскада 1 по цепи: фазная клемма А, заряженный конденсатор 5 первой конденсаторной цепочки, второй диод 3, конденсатор 5 второй конденсаторной цепочки и фазная клемма В.

В момент времени, соответствующий положительному потенциалу, возникающему во второй раз на фазной клемме В относительно фазной клеммы А, заряжается до двойного напряжения конденсатор 6 второй .конденсаторной цепочки, второй диод 4, заряженный конденсатор 6 первой конденсаторной цепочки и фазная клемма А.

В момент времени, соответствующий положительному потенциалу, возникающему в п-й раз на фазной клемме В относительно фазной клеммы А, заряжается в пределе до п-кратного макси.мального значения напряжения линии питающей сети конденсатор 5 последней конденсаторной цепочки фазного каскада 1 по цепи: фазная клемма В, заряженный до (п-1)-кратного напряжения конденсатор 5 предпоследней конденсаторной цепочки, последний диод 3, конденсатор 5 последней конденсаторной цепочки и фазная клемма Д..

В момент времени, соответствующий положительному гютенциалу, возникшему в п-й раз на фазной клемме А относительно фазной клем.мы В, заряжается в пределе до п-кратного максимального значения напряжения линии питающей сети конденсатор 6 последней конденсаторной цепочки фазного каскада 1 по цепи: фазная клемма А, конденсатор 6 последней конденсаторной цепочки, последний диод 4, заряженный до (п-1)-кратного напряжения конденсатор 6 предпоследней копденсаторной цепочки и фазная клемма В.

Аналогично описанному в соответствующие моменты времени происходит зарядка конденсаторов фазного каскада 2 от потенциалов фазных клемм В и С.

При работе выпрямителя зарядка конденсаторов умножающих цепочек происходит и от потенциалов фазных кле.мм А и С. Например, в момент времени, соответствующий положительному потенциалу, возникающему в п-й раз на фазной клемме А относительно фазной клеммы С, заряжаются конденсаторы 6 последней конденсаторной цепочки фазного каскада 1 и 5 последней конденсаторной цепочки фазного каскада 2 по цепи: фазная клемма. А, указанный конденсатор 6 фазного каскада 1, последний диод 4 фазного каскада 1, заряженный конденсатор б предпоследней конденсаторной цепочки фазного каскада 1, заряженный

конденсатор 5 последней конденсаторной цепочки фазного каскада 2, последний диод 3 фазного каскада 2, конденсатор 5 последней конденсаторной цепочки фазного каскада 2 и фазная клемма С.

Сложение напряжений на выходных клеммах происходит с помощью дополнительных диодов 7-10. Например, в момент времени, соответствующий положительному потенциалу фазной клеммы А относительно фазной клеммы С, сложение напряжений происходит по цепи: фазная клемма А, конденсатор 5 последней конденсаторной цепочки фазного каскада 1, дополнительный диод 7, положительная выходная клемма И, отрицательная выходная клемма 12, дополнительный диод 10, конденсатор 6 последней конденсаторной цепочки фазного каскада 2 и фазная клемма С.

Таким образом, в любой момент времени к нагрузке через дополнительные диоды 7- 10 приложено напряжение двух соединенных последовательно-согласно конденсаторов, напряжение каждого из которых в пределе равно п-кратному максимальному напряжению линии. В случае нечетного количества умножающих цепочек в фазных каскадах выпрямителя к 2п-кратному напряжению конденсаторов прибавляется напряжение между фазными клеммами А и С.

Формула изобретения

Многофазный выпрямитель с умножением напряжения, содержащий умножающий каскад, состоящий из двух диодных последовательных цепочек по три диода в каждой и трех конденсаторных цепочек из двух последовательно соединенных конденсаторов каждая, причем каждая из конденсаторных цепочек включена между анодом и катодом соответствующей пары одноимен0

5

0

5

0

ных диодов указанных диодных цепочек, анод первого диода первой диодной цепочки соединен с катодом первого диода второй диодной цепочки и с общей точкой соединения конденсаторов четной конденсаторной цепочки, и их общая точка соединения образует входной вывод для подключения второй фазы трехфазной питающей сети, а общая точка соединения конденсаторо в первой нечетной конденсаторной цепочки образует входной вывод для подключения первой фазы питающей сети, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и улучшения удельных энергетических характеристик, в умножающий каскад введены п-3 пар дополнительных диодов, где п 4, каждая из которых включена последовательно с основными диодами указанных цепочек через одну из п-3 дополнительно введенных аналогичных конденсаторных цепочек, и дополнительно введены второй идентичный умножающий каскад, общая точка соединения анода и катода первых диодов диодных цепочек которого соединена с входным выводом для подключения второй фазы питающей сети, и четыре дополнительных диода, каждый из которых включен последовательно с диодами одной из диодных цепочек умножающих каскадов, а свободные одноименные выводы SvieKTpo- дов этих диодов попарно объединены, образуя выходные выводы, причем общие точки соединения конденсаторов всех нечетных конденсаторных цепочек первого умножающего каскада объединены между собой, общие точки соединения конденсаторов всех четных конденсаторных цепочек обоих каскадов также объединены между собой, а общие точки соединения конденсаторов нечетных конденсаторных цепочек второго умножающего каскада объединены между собой, образуя входной вывод для подключения третьей фазы питающей сети.

Изобретение предназначено для питания нагрузок повышенным выпрямленным напряжением. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и улучшение удельных энергетических характеристик. Выпрямитель содержит два умножаю- Ш.ИХ фазных каскада. Каждый каскад состоит из двух последовательных диодных цепоj .; Г-;;-..t ., : чек, причем между каждым катодом диодов одной цепи и анодом диодов другой цепи включена цепочка из двух конденсаторов (К), Точки соединения нечетных цепочек двух каскадов соединены соответственно с фазами А и С питающей сети (ПС). Точки соединения четных цепочек и точки соединения первых диодов обоих каскадов подключены к фазе В ПС. Через дополнительные диоды, включенные по одному последовательно в соответствующие диодные цепочки, к нагрузке прикладывается напряжение двух последовательно-согласно включенных К, равное п-кратному линейному напряжению. При нечетном количестве умножающих цепочек к 2п-кратному напряжению К прибавляется напряжение между фазами А и С ПС. Цель достигается путем создания емкостного токо- ограничения в фазных каскадах и уменьшения числа каскадов до двух при одинаковой кратности умножения напряжения. 1 ил. с S (Л IND to Gb СП 00 00