Преобразователь постоянного напряжения в постоянное Советский патент 1991 года по МПК H02M3/315 

Фм.1

Изобретение относится к преобразовательной технике t/i может быть использовано для заряда накопительных конденсаторов большой энергоемкости.

Цель изобретения - улучшение массога- баритных показателей.

На фиг. 1 показана принципиальная схема m-тактного преобразователя напряжения; на фиг. 2-диаграмма его работы, где I - ток, U - напряжение соответствующих элементов, Uy - импульсы управления, Ucic - напряжение и ток конденсатора.

Преобразователь напряжения содержит m силовых тиристоров 1.1-1.т/2 и 2.1- 2.т/2, два коммутирующих тиристора 3 и 4, коммутирующие дроссель 5 и конденсатор 6, m трансреакторов 7.1-7.т/2 и 8.1-8.т/2, т выпрямительных диодов 9.1-9.т/2 и 10.1-10.т/2, нагрузку 11, например накопительный конденсатор, и блок 12 управления. Блок 12 управления, обеспечивающий заданный алгоритм включения тиристоров, может быть реализован, например, на основе программируемых постоянных запоминающих устройств.

Принцип работы m-тактного преобразователя (фиг, 1) заключается в следующем.

В исходном состоянии на схему подано напряжение питания, тиристоры 1-4 закрыты, ток в трансформаторах 7, 8 отсутствует, а напряжение на коммутирующем 6 и накопительном 11 конденсаторах равно нулю. В момент to (фиг. 2) управляющие импульсы подаются на тиристоры 3 и 2.1. Начинается заряд коммутирующего конденсатора б и трансреакторз 7.1 по цепи: +ип. трансреактор 7.1, тиристор 2.1, дроссель 5, коммутирующий конденсатор 6, тиристор 3, -Un. В момент tt достижения напряжением на коммутирующем конденсаторе 6 значения

н . UFM+UH ,

где Un - напряжение источника питания;

UFM импульсное прямое напряжение выпрямительного диода;

UH - напряжение на нагрузке;

п - коэффициент трансформации трансреактора,

открывается диод 9.1 и энергия, запасенная в трансреакторе 7,1, отдается в нагрузку 11, например накопительный конденсатор. Одновременно происходит быстрая отдача энергии дросселя 5 коммутирующему конденсатору 6, который дозаряжается до на- пряжения несколько большего, чем

(UH+---), что приводит к запиранию тиристоров 3 и 2.1. На этом заканчивается процесс предварительного заряда коммутирующего конденсатора 6 с полярностью, показанной на фиг, 1 в скобках.

При этом, как правило, емкость накопительного конденсатора 11 во много раз превышает емкость коммутирующего конденсатора 6, а индуктивность дросселя 5 во много раз меньше индуктивности трансреактора 7.1, поэтому дозаряд коммутирую0 щего конденсатора б происходит значительно быстрее, чем разряд трансреактора 7.1. Это приводит к появлению запирающего напряжения на тиристорах 3 и 2.1 на время, достаточное для восстановления

5 их запирающих свойств.

Через определенный интервал времени Т3 (фиг. 2) относительно t0 импульсы управления подаются на тиристоры 1,1 и 3. Начинается заряд трансреактора 8.1 по цепи:

0 +Un, трансреактор 8.1, тиристор 1.1, тиристор 3, -Un.

Минимальная длительность интервала Тз ограничена условием надежного восстановления запирающих свойств тиристора

5 2.1 к моменту достижения током трансреактора 8.1 заданной величины, а максимальная длительность не ограничена.

В момент ts (фиг. 2), когда ток в трансреакторе 8.1 достиг заданной величины, им0 пульс управления подается на тиристор 4. Напряжение коммутирующего конденсатора 6 прикладывается к тиристору 3 и закрывает его. Начинается перезаряд коммутирующего конденсатора 6 по цепи: +Un,

5 трансреактор 8.1, тиристор 1.1, конденсатор 6, дополнительный дроссель 5, тиристор 4, -Un. В результате перезаряда коммутирующего конденсатора 6 до напряжения, несколько превышающего порог отпирания

0 выпрямительного диода 10.1, с полярностью, показанной на фиг. 1 без скобок, тиристоры 1.1 и 4 закрываются и энергия, запасенная в трансреакторе 8.1,отдается в нагрузку.

5 Кроме того, включение в работу очередного трансреактора осуществляется со сдвигом на период Тг импульсов блока 12 управления относительно начала заряда предыдущего. Минимальная величина TY оп0 ределяется временем нарастания тока в предыдущем трансреакторе от нуля до заданной величины, а максимальная величина в принципе не ограничена. Заряд трансреакторов в группах (фиг. 1) произво5 дится поочередно, например в такой последовательности: 7,1, 8.1, 7.2, 8.2 и т.д.

По фронту очередного импульса управления включаются тиристоры 4 и 2.2. Начинается заряд трансреактора 7.2 по цепи: + Un, трансреактор 7.2, тиристор 2.2, тириcrop 4, -Un. В момент достижения током трансреактора 7.2 необходимой величины включается тиристор 3. Происходит запирание тиристора 4 и начинается перезаряд коммутирующего конденсатора 6 аналогично описанному процессу, Далее процессы в преобразователе повторяются, причем очередной заряд первого трачсреактора начинается после его разряда на нагрузку в момент равенства нулю разрядного тока (t4 на фиг. 2).

Формула изобретения Преобразователь постоянного напряжения в постоянное, содержащий т-транс- реакторов, первичные обмотки которых подключены первыми выводами к положи0

5

тельному входному выводу, а вторыми выводами - к анодам соответствующих тиристоров, причем вторичные обмотки трансреакторов через выпрямительные диоды подключены параллельно цепи нагрузки, а также последовательная коммутирующая LC-цепочка и два коммутирующих тиристора, отличаю щи и с я тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей, катоды тиристоров объединены в две группы по т/2 тиристоров, каждая из которых через соответствующий коммутирующий тиристор подключена к отрицательному входному выводу, а между анодами коммутирующих тиристоров включена указанная последовательная LC-цепочка.

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для заряда накопительных конденсаторов большой энергоемкости. Целью изобретения является улучшение массогабаритных показателей. Устр-во содержит m трансреакторов 7.1-7.т/2 и 8.1-8.т/2, вторичные обмотки которых через диоды 9.1-9.т/2 и 10.1-10.т/2 включены параллельно цепи нагрузки 11. Схема коммутации включает в себя конденсатор 6, коммутирующие тиристоры 3 и 4 и дроссель 5. Силовые тиристоры 1.1-1.т/2 и 2.1-2.т/2 соединены последовательно с первичными обмотками трансреакторов. Для заряда трансреакторэ импульсы управления подаются, например, на тиристорах 1.1 и 3. Когда ток достигнет заданной величины, импульс управления подается на тиристор 4, тиристор 3 выключается. После запирания тиристоров 1.1 и 4 энергия, запасенная в трансреакторе 8.1, отдается в нагрузку. 2 ил.

V

IbL.

и

ь-Ъ-г

W и

ILL

I

kk

U:

тт- IX 1 Ы д1 А и -

«

i i

7-27

i г -ъ

-f

1 iii

г-1 ,.

Г i

Т, т

xb-f

ЪГ1-1 I

Zb

kk

kk

kk

P

7-27

i г -ъ

--т

«--5 l&-