Высокочастотный последовательный инвертор Советский патент 1980 года по МПК H02M7/515 

1

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в высокочастотных электротермических установках.

Известны инверторы, содержащие встречно-параллельные тиристорнодиодные пары и колебательные цепочки V3 конденсаторов и дросселей

. Их недостатком является низкая частота инвентирования.

Прототипом изобретения является инвертор, который содержит встречнопараллельные пары из прямого и обратного управляемых вентилей, колебательные цепи, ка;кдая из которых содержит конденсатор и дроссель, а также дроссель фильтра.

Недостатком прототипа является необходимость дополнительного устройства, обеспечиваклцего отпирание обратных вентилей. Кроме того,.увеличение частоты инвертирования вызывает возрастание крутизны фронта тока как в прямых, так и в обратных вентилях, которое происходит вследствие уменьшения индуктивности дросселей колебательных цепей.Целью изобретения является повышение частоты инвертирования, а так.же упрощение схемы инверторы.

Поставленная цель достигается тем, что в известном инверторе, содержшдем встречно-параллельнгае пары из прямого и обратного управляемых

5 вентилей, колебательные цепи, каждая из которых содержит конденсатор и дроссель, а также активно-емкостные делители, каяодый из которых подключен параллельно своей паре вентилей,

0 последовательно с каждой парой вентилей включен иасьвдаквдийся дроссель,. а средняя точка активно-емкостного делителя, через пороговый элемент и диод соединена с управлякя«ш электродом обратного управляемого вентиля..

Каждый активно-емкостной делитель, шунтирующий одну из встречно-параллельных вентильных пар, обеспечивает.

20 ограничение крутизнга фронта нарастания напряжения как на прямом, так и на обратном вентилях этой пары.

Делитель, пороговый элемент и нат сьвдающийся дроссель образуют формирователь отпиракадих шлпульсов для обратного вентиля. Временная задержка этих импульсов относительно начала восстановления напряжения на обратном вентиле определяется величинами активного сопротивления и ем-.

.кости делителя, напряжением пробоя порогового элемента и начальной индуктивностью насыщакидегося дросселя.- В течение задержки к прямому вентилю прикладывается отрицательное восстанавливающее напряжение, определяемое напряжением; на конденсаторе колебательной цепочки. Насыщающийся дроссель служит также для создания интервала незначительной крутизны нарастания тока через прямой и обратный вентили при их отпирании, равного времени перемагничивания

серд чйика, а также для снижения крутизны фронта нарастания прямого нагтрйжения. на каждом из них. Остаточная индуктивность дросселя может слу:Ш 5ь в к-ачествё индуктивности дросселя колебательной цепи.

На фиг.1 дана электричесК-ая схема инвертора (вариант); на фиг. вре Менные .диаграммы ,-поясняющие работу схемы на фиг.1.

{нвёртор содержит вСтречно-параллЬльную пару из прямого 1и обратног о 2 тиристоров, колебательную цепь, содержащую конденсатор 3, дроссель 4 и нагрузку 5. Последовательно с вентильной парой соединен насыщающййся -дроссель б. Пару шунтирует делитель из емкости 7 и активного

, сопротивления 8 . Средняя точка делй ёля соединена через встречно-по-следовательно включенные диод 9 и .лавинный диод 10. Инвертор питается от источника постон|1ного напряжения через дроссель фильтра 11.

Схема работает следук1щим образом. Предположим, что в момент подачи управляющего импульса на тиристор 1 конденс атор 3 заряжен полярностью, показанной на фиг.1.При отпирании Тиристора по контуру элементор 3, 6, 1, 5, 4 протекает колебательный ток разряда конденсатора 3, причем, благбдарЯ наличию насыщающегося дроссе.ля, в начальный момент образуется . значите ль но to Нйрга стания тока, длительность которого равна

в:рёШ йnipewarHiiWHeaHHH серд еч н йка дросселя. В момент окончания первой полуволны разрядного тока тиристор 1 гаснет, а напряжение на коНденсаторе 3 имеет полярностть; , обратную показанной на фиг.1. Это напряжение обуславливает установление обратного для тиристора 1 -и прймбго для ттлристора 2 напряжения на :Вентильной паре CKSptfcTb нарастания ;этого -напряжения (Ограничивается активно-емкостным RSЛйтейе1)л и насьщающимся дросселем 6 . В этом процессе происходит заряд конденсатора по контуру элементов 3, 4, 5,, 8, 7, б. При достижении напряжения на конденсаторе 7, равного напряжению пробоя лавинного диода 10, последний пробивается, что сопровож-даётся импульсом тоКа на управляющий электрод тиристора 2,который, отпираясь, разряжает конденсатор 7

783531

по контуру элементов 7, 8, 2. Одновременно через тиристор 2 начинает протекать обратная полуволна колебательного тока, которая, как и первая, имеет интервал незначительного нарастания тока, который также образуетсяблагодаря наличию дросселя б. По окончании протекания обратной по-, луволны тиристор 2 запирается, после чего начинается подзаряд конденсатора 3 входным током по цепи элементов 11,3,4,5. При подаче очередного импульса управления на тиристор 1 все процессы повторяются.

На фиг.2 представлены.временные диаграммы импульсов управления .

тиристором 1, тока i тиристора 1, тока ,; тиристора 2, а также напряжение а вентильной паре.

Применение изобретения позволит упростить и сделать более дешевым высокочастотный источник питания

вследствие исключения дополнительного устройства управления, с другой стороны, изобретение позволяет повысить частоту инвертированная на 20-JO%. Кроме того, изобретение позволяет применить менее дефицитные . . .вентили с большим на(30-40%) временем восстановления и меньшей (на 30-40%) допустимой скоростью нарас-ТаНия прямог й напря}кения.

формула изобретения

Высокочастотный последовательный

инвертор, содержащий встречно-Параллельные пары из прямого и обратного управляемых вентилей, колебательные цепи, каждая из которых содержит конденсатор и дроссель, а также активно-емкостные делите.ли, каждый

из которых подключен параллельно к своей паре вентилей,.о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения частоты, инвертирования и упрощения, последовательно с каждой парой вентилей включен насыщающийся дроссель , а средняя точка активноемкостного делителя через пороговый элемент и диоД соединена с управляющим электродом обратного управляемого веНтиля..

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Тиристорж. - Технический справочник. Под ред. В. А. Лабунцова и др. М., Энергия, 1971, с. 175,224227.

2.Гитгарц Д. А., Иоффе Ю. С. Новые исто 1никИ питания и автоматика индукционных установок для нагрева и плавки. М., Энергия, 1972, с. 69-71. . - ,

3.Акодис М. М., Дрягин В. В. Мощный тиристорный преобразователь ультразвуковой частоты. - Тезисы докла- ,

дов научно-технической конференции

57839316

Разработка и промьишенное примене- лей частоты Ь машиностроении. М., ние полупроводниковых преобразовате- 1977, с. 40.

П

.

-0

% 1

Ч.2 I

л

IJ/4 W b

72К 9 Ю

Ч Т

в

л

сг

W

,