Преобразователь постоянного напряжения в постоянное Советский патент 1980 года по МПК H02M3/125 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

1

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для регулирования тока потребителей, требующих широкого диапазона регулирования и низкого уровня пульсаций тока при минимальных массогабаритных показателях преобразователя.

Известны преобразователи постоянного напряжения в постоянное, которые используют принцип параллельной конденсаторной коммутации тиристоров I и 2.

К недостаткам подобных преобразователей следует отнести зависимость коммутационной способности от параметров источника питания и нагрузки, относительно низкую частоту преобразования.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является преобразователь постоянного напряжения в постоянное, содержащий однофазный тиристорный мост с конденсатором в диагонали переменного тока, включенный последовательно с нагрузкой 3.

Недостатком такого преобразователя является ограниченный диапазон регулирования тока вследствие пульсаций выходного

В ПОСТОЯННОЕ

тока при низких значениях частоты переклю. чения тиристоров.

Цель изобретения - расширение диапазона регулирования тока при заданных низких значениях пульсаций тока и минимальных массогабаритных показателях преобразователя.

/Поставленная цель Достигается тем, что в преобразователе постоянного напряжения в постоянное, содержащем однофазный тир 1сторный мост, в диагонали переменного тока которого включен конденсатор, а диагональ постоянного тока связана с положительными входным и выходным выводами, причем выходные выводы щунтированы обратным вентилем, параллельно диагонали постоянного тока моста подк тючена, по

крайней мере одна дополнительная цепочка, образованная двумя тиристорами, меж. ,ду общей точкой тиристоров первой дополнительной цепочки и выводом диагонали моста Подключен первый дополнительный

20 конденсатор, а между общими точками тиристоров смежных дополнительных цепочек также включены дополнительные конденсаторы. Дополните 1ьные конденсаторы могут

,«fel.vii.4« «SM «« ii; ir4ir-- :- igsgseass-SHs teSKife

782077

|5ьгть включенй и ЯеЖду общими точками - тйристоро в несмежных цепочек, в том числе и цепочек тиристоров моста.

На чертеже представлена принципиальная схема преобразователя постоянного напряжения с одной дополнительной цепочкой последовательно включенных тиристоров.

Преобразователь содержит основной тиристорный мост, состоящий из тиристоров 1, 2, 3, 4 и конденсатора 5 в диагонали переменного тока. К диагонали постоянного тока подключена цепочка из двух последовательно включенных тиристоров 6, 7. Сред няя точка дополнительной цепи из тиристоров 6,7 и один из выводов диагонали переменного тока основного моста соединены конденсатором 8. Тиристорный мост включен последовательно между источником постоянноготбка и нагрузкой 9. Параллельно к нагрузке подключен обратный вентиль 10. Добавление цепи из двух последовательно включенных тиристоров приводит к образованию .,-, - -двух тиристорных мостов (тиристоры 1, 2, 3, 4, конденсатор 5, тиристоры 3, 4, 6, 7, конденсатор 8). ., .-.. ;

Для использования частотных возмож ностей тиристЪров целесообразно ввести между средней точкой дополнительной цепи тиристоров 6, 7 и свободным выводом диагонали переменного тока основного моста кон денсатор 11. Это Приводит к тому, что создается третий тиристорный.. мост из тиристоров 1, 2, 6, 7 и конденсатора 11.

Преобразователь раббтЙёТЕлёдующйм образом.- -

Диапазон изменения тока нагрузки рйзделяется на два поддиапазона. Каждый рисТорный ,мост Х ИйдёНСатором в диагонали работает только на одном поддиапазо не.

Принцип работы тиристорных мостов идентичен. Поэтб1му достаточно {эассмот реть принцип рабОть одного из них, напри- „ мер тиристорного моста, состоящего из тиристоров 1, 2, 3, 4 иШйденсатора 5.-

Тиристорный мост представляет собой двойной тиристорный ключ, в котором поочередно работают по два ти.ристора (1-4 или 2-3). Приотпирании каждой пары ти ристоров конденсатор 5 перезаряжается по

цепи: источник питания - 1-5-4-9 - источ : никпитания (ЙЛ ШорикггйтаТния - 3-5-2-9 -источник ifs-faHHH), и в нагрузку

подается очередной импульс тока.

Запирание тиристоров происходит естест венным образом в момент полного перезаряда конденсатора 5.--.МаКСйШЖнМ 1 й Уп р тиристоров в ;.дйапазонаГх имеет одно , IfTo e значени частота уп.sKi-.:.-.... выбйрается из условия обеспечеНИИ заданной величины пульсаций тока на - грузтсй:,: - :;/ :

Система управления преобразователя автоматически, в зависимости от величины

J tJS :i-- - - j;s,sfci e5C5ка нагрузки, задает режим работы соответствующего тиристорного моста.

Например, пусть больщему поддиапазону тока соответствует работа тиристорного моста, состоящего из тиристоров 1, 2, 3, 4 и конденсатора 5. При уменьщении тока нагрузки и.увеличении пульсаций тока происходит снятие управляющих импульсов с тиристоров 1, 2 и подача на тиристоры 6, 7.

Таким образом, вступает в - аботу тиристорный мост, состоящий из ...ристоров 3, 4 и 6, 7 и конденсатора 8. Причем емкость конденсатора 8 меньще емкости конденсатора 5.

При заданном диапазоне, регулирования тока нагрузки введение конденсатора 11 и соответственно третьего тиристорного моста (тиристоры 1, 2 и 6, 7) дает возможность увеличить число поддиапазонов до трех. Одновременно уменьщается нужный диапазон частоты для каждого поддиапазона: ;

При неизменной максимальной частоте переключения тиристоров можно увеличить минимальные частоты поддиапазонов. Это приводит к уменьшению пульсаций тока нагрузки и улучщает .использование частотных возможностей тиристоров.

Емкость конденсаторов для каждого последующего поддиапазона в несколько раз меньще емкости предыдущего поддиапазрна и гораздо меньще емкости наибольще О или основного пШдиапазона тока. Тиристоры поддиапазонов малbtx токов можно выбирать на менЬщие токи, чем тиристоры основного поддиапазона..

Таким образом, использование дополнительных тиристоров и конденсаторов позволяет расщирить диапазон изменения тока нагрузкйпри сохранении заданного уровня пульсации. . ,

Формула изобретения

1. Преобразователь постоянного напряжения в постоянное, содержащий однофазный Тиристорный мост, в диагонали перейеннЬго тока .которого .включен конденсатор, а диагональ постоянного тока связана с положительными входным, и выходным выводами, причем выходные выводы щунтированы обратньш вентилем, отличающийся тем, что, с целью расщирения диапазона регулирования иулучшения формы кривой выходного тока, параллельно диагонали постоянного тока моста подключена,по крайней мере.одна дополнительная цепочка, образованная двумя тиристорами, между общей точкой тиристоров первой дополнительной цепочки и выводом диагонали моста подключен первый дополнительный конденсатор а между обц1ими точками тиристоров смежных дополнительных цепочек также включены дополШтёльные конденсаторы.

2. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что, с целью улучшения использования частотнь1х; возможностей тиристоров, дополнительные конденсаторы включены между общими точками тиристоров всех несмежных цепочек, а также между упомянутыми общими точками и выводами переменного тока моста.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Справочник по преобразовательнок технике. Киев, «Техника, 1978, с. 118, рис. 3.25.

2.Энергетическая и икформационная электроника. Сб. Тр. MdH, Вып. 329, М., 1977, с. 15, рис. 1.3.Булатов О. Г., Иванов В. С. Регулируемый тиристорный стабилизатор тока по среднему и мгновенному значениям.-«Электротехника, 1974, № 6, с. 26.