Преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1977 года по МПК H02M3/315 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯ/ЖНИЯ

ио указанным тиристорам присоединены RC - цепи, которые предназначены для устранения паразитных высокочастотных колебаний и выбросов напряжения, появляющихся в моменты запирания тиристоров.

Для увеличения коэффициента сглаживания к конденсатору 13 фильтра может быть присоединено дополнительное Г-образное звено фильтра.

Мостовой коммутатор на транзисторах 15-18 выполняет роль переключателя, подключающего дополнительный конденсатор 14 к дополнительной обмотке трансформатора с полярностью, изменяющейся синхронно с работой резонансного инверtopa. Это обеспечивает поддержание обратного напряжения на закрьшшихся тиристорах даже при малой амплитуде напряжения на конденсаторе 7,

Диоды 19-22 уменьшают инверсный ток, протекающий в транзисторах 15-18 в начале каждого полупериода работы преобразователя, и потери мощности в транзисторах.

Вспомогательньш источник 26 служит для создания начального напряжения на конденсаторе 14 перед пуском преобразователя и исключения чрезмерного снижения напряже1шя на конденсаторе 14 в процессе работы преооразователя. Тем самым уменьшается величина зарядного конденсатора 14, протекающего через диоды 19-22, и влияние цепи дополнительной обмотки на силовую цепь преобразователя. Конденсатор 23 служит для устранение постоянной составляющей тока в цепи дополнительной обмотки трансформатора, которая могла бы появиться из-за небольшого различия длительности полупериодов работы коммутатора на транзисторах 15-18, разброса параметров транзисторов, неодинакового сопротивления цепи дополнительной обмотки для разных ползт1ериодов. При выполнении трансформатора на сердечнике из пермаллоя, что целесообразно для уменьшения веса и габаритов преобразователя, работающего на повышенных частотах (3-5 кГц и више), даже небольшая постоянная составляющая тока может вызвать насыщение сердечника в один из полупериодов. Ковденсатор 23 позволяет исключить насыщение сердечника. Если сердечник трансформатора выполняется из электротехнической стали, например, типа Э-350, конденсатор 23 можно не применять. При зтом насыщения сердечника можно избежать некоторым сниже1шем рабочей индукции.

Преобразователь работает следующим образом. При включении тиристоров 1 и 4 (момент to на фиг. 2) в цепи резонансного контура: дроссель 6 конденсатор 7 формируется положительный импульс тока i с, а конденсатор 7 перезаряжается от напряжения U(,4J до напряжения U(, . Одновременно с указанными тиристорами отпирают диоды 8 и 11 выпрямителя и диоды 19 и 22 коммутатора. Ко1щенсатор фильтра 13 заряжается пока ток вторичной обмотки трансформатора больще тока нагрузки преобразователя и разряжается в в остальное время.

Дополнительный конденсатор 14 подзаряжается током ic доП, проходящим через открывшиеся диодьг 19 и 22. По окончании полупериода колебаний резонансного контура (момент ti) тиристоры 1-4 и диоды 8-11, 19-22 запираются. В первичной и вторичной обмотках трансформатора начинается бестоковая пауза.

Ток намагничивания трансформатора, дос- тигцшй к моменту положительной величины ( (ток втекает в начало обмотки), отмеченной на фиг. 1 точкой, начинает проходить по цепи дополнительной обмоткой черюз открытые транзисторы 15 и 18, на которые в момент to было подано отпирающее напряжение от задающего генератора 24. Во время паузы напряжение на первичной обмотке трансформатора Ujpi, определяемое приложённйм к дополнительной обмотке напряжением дополнительного конденсатора 14, имеет такой же знак, как и в интервале открытого состояния тиристоров.

Это увеличивает обратное напряжение на закрывшихся тиристорах 1 и 4:

,и,р,-и

lUodp) Ud - входное напряжение преобразователя.

С задержкой после момента окончания импульса тока ic, равной времени восстановления запирающих свойств тиристоров (в момент tj), включаются тиристоры 2 и 3. Одновременно отпираются диоды 9, 10,20 и 21 т запираются транзисторы 15 и 18, управляемые напряжением прямоугольной формы с выхода задающего генератора 24. Напряжение на обмотках трансформатора быстро меняет знак. В цепи резонансного контура снова формируется импульс тока i с, а конденсатор 7 перезаряжается от напряжения Up Upi до напряжения УС 4Jni. Конденсатор 14 снова подзаряжается.

После оконча1шя импульса тока if. ток намапшчивания трансформатора замыкается по цепи дополнительной обмотки через транзисторы 16 и 17, на которые в начале импульса было подано отпирающее напряжение от задающего генератора 24. Ко1щенсатор 14 поддерживает на обмотках трансформатора отрицательное напряжение, благодаря чему увеличивается обратное напряже1ше на тиристорах 2 и З;

Конденсатор 14 не перезаряжается, а только подзаряжается в начале каждого полупериода работы преобразователя (моменты tg-tj.-.) дополнительная обмотка трансформатора является слаботочной по сравнению с остальными. Поэтому цепь дополнительной обмотки мало влияет на процесс формирования импульса тока в цепи резонансного контура.

Выбирая емкость конденсатора 14 такой величины, чтобы уменьшение напряжения на нем при разряде током намагничивания было мало, можно

обешечить поддержание достаточного обратного напряжения на выключаемых тиристорах при малой (по сравнению со входным напряжением) амплитуде напряжения на конденсаторе резогГансного контура. Это позволяет уменьшить вес и габариты и расширить диапазон регулирования тока нагрузки преобразов ателя.

Вспомогательный источник 26 позволяет исключить чрезмерное снижение напряжения на конденсаторе 14 в процессе работы преобразователя, уменьшить зарядный ток конденсатора, протекающий через диоды 19-22, и влияние цепи дополнтельной обмотки на процесс формирования импульса тока в резонансном контуре.

Формула изобрете,-ия Преобразователь постоянного ипряже1шя, годержащии последовательный резонансный инвертор на тиристорах, вьшрямитель, подключенный ко вторичной обмотке трансформатора инпертора, мостовой транзисторно-диодньп коммутатор, подключенный по постоянному току через диод к зажимам дополнительного источника питания, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования тока нагрузки, он снабжен дополнительным коммутирующим когщенсатором, подключенным в цепь постоянного тока упомянутого коммутатора, цепь переменного тока которого подключена к дополнительной обмотке трансформатора инвертора.

to

R

ia ISZ: -orw

ф1/г. 1 Q

м

с.доп ,

с.доп

Фиг 2