Коммутационное устройство Советский патент 1982 года по МПК H02M7/537 

( 54 ) КОММУТА1ДИОННОЕ УСТРОЙСТВО Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам и системам преобразования электрической энергии. По основному авт. св. 936315 известно коммутационное устройство содержащее основной силовой ключ, последовательно с которым включена нагрузка индуктивного характера, .цепь ограничения напряжения на основном силовом ключе и первую последовательную цепь, состоя11|ую из диода, подключенного к первому вход ному выводу, и конденсатора, шунтирующего выходную цепь основного сил вого ключа, узел возврата энергии, выполненный на магнитном реакторе, первый шлвод обмотки которого подключен к первому входному выводу, и дополнительный диод, образующие вторую последовательную цепь, подключенную ко второму выходному выво ду указанного узла возврата энергии и дополнительный силовой ключ, выходная цепь указанного дополнительного ;илового ключа включена между средней точкой первой последователь ной цепи и вторым .выводом обмотки магнитного реактора, причем со сред ней точкой первой последовательной

2 цепи соединен.электрод дополнительного силового ключа, общий для его входной и выходной цепей, а к управляющему электроду дополнительного силового ключа подключена токозадающая цепь | ij. Недостаток известного устройства заключаетбя в ограничении области использования. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем возврата в источник энергии, накопленной в реакторе. Поставленнёш цель достигается тем, коммутационном устройстве электрод дополнительного силового ключа,- общий для его входной и выходной цепей, соединен со средней точкой первой последовательной цепи через один разделительный диод, а через другой разделительный диод со средней точкой по меньшей мере одной аналогичной первой последовательной цепи, подключенной к другому силовому ключу, выходная цепь которого соединена с первым входным выводом. На чертеже представлена принципиальная схема преобразователя постоянного напрялсенйя. Ko 1мyтaциoниoe устройство, содержаи.ее и ключей, состоящих из .основного силового ключа 1, последовательно с которым включена нагрузка 2 индуктивного характера, цепь ограничения напряжения на основном силовом кл}оче и первую последовательную цепь, состоящую из, диода 3, подключенного к первому входному выводу, и конденсатора 4,шунтирующего выходную цепь ойновног ключа, узел возврата энергии, выполненный На магнитном реакторе 5, первый вывод обмотки которого подключен к первому входному выводу 6 и дополнительный диод 7, образующие вторую последовательную цепь, подключенную к второму выходному вывоДУ 8 указанного узла возврата энерг и дополнительный силовой ключ 9, вы ходная цепь которого включена мехсду средней .точкой первой последователь ной цепи и вторым выводом обмотки магнитного реактора 5,, причем со средней точкой первой последователь ной цепи соединен электрод дополнительного ,силового ключа,.общий для его входной и выходной цепей, а к управляющему электроду дополнительного силового ключа подключена токо задающая цепь 10, электрод дополнительного силового ключа, общий для его входной и выходной цепей, соеди нен со средней точкой первой последовательной цепи через первый разде лительный диод 11, а через другой разделительный диод 12 со средней точкой по меньшей мере одной, ана- логичной первой последовательной цепиувыполненной на конденсаторе 13 и диоде 14, подключенной к другому силовому ключу 15, выходная цепь ко торого подключена между первым б и вторым В входным выводом. К первому вxoднo 1y выводу подключены пос ледовательно ут выходных трансформаторов преобразовательных ячеек, пер вая из которых выполнена на обмотках 16. . . . Устройство функционирует следующим образом. В первую часть первого такта работы в проводящем состоянии находит ся силовой ключ 1, тогда энергия: поступает в нагрузку.конденсатор 4 разряжается. ; , В момент перехода от первой част такта ко второй запирается силовой ключ 1 и отпирается силовой ключ 15 При запирании силового ключа 1 напряжение на нем, поднимается посте пенно по мере заряда конденсатора 4, который может осуществляться тол ко ограниченным током, так как огра ничен ток обмотки дросселя 2. Посте пенность нарастания Напряжения на запирающемся силовом ключе 1 способствует уменьшению коммутационных потерь в нем. При отпираний силового ключа 15 ток этого ключа складывается из тока разряда конденсатора 13 и тока обмотки , Ток разряда конденсатора поступает во входную-цепь коммутирующего дополнительного силовогоключа 9. Входной ток этого ключа ограничен токозадающей цепью 10 и действием магнитного реактора 5. Сле довательно, ток разряда конденсатора 13 ограничен, а при разряде энергии из конденсатора 13 переходит в магнитный реактор 5. Ток обмотки не может, превышать ток индуктивной Нагрузки 2, т.е. ток обмотки 16 .ограничен. Таким образом, при отпирании силового ключа 15 его ток ограничен, что обусловливает малые коммутационные потери этом ключе. Когда заканчивается р.азряд конденсатора 13, то запирается коммутирующий силовой ключ 9 и энергия, переданная из конденсатора 13 в магнитный реактор 5, вызывает появление ЭДС самоиндукции на обмотке реактора. При этом отпирается дополнительный диод 7 и накопленная энергия возвращается в источник питания. Автотрансформаторное в.ключение обмотки магнитного реактора способствует уменьшению напряжения на дополнительном, силовом, ключе 9 и, как следствие, уменьшению в нем коммутационных потерь. После окончания процессов заряда конденсаторов через обмотку 16 и силовой ключ 15 напряжение устанавливается равным току- обмотки индуктивной нагрузки2, а энергия на вторичную сторону передается через выходной трансформатор. Таким образом, уменьшение потерь энергии обеспечено тем, что при каждой коммутации энергия, накопленная в разряжающемся конденсаторе, не выделяется в резисторе, а передается в магнитный реактор и затем возвращается в источник питания.. Принцип действия схемы с и выходных трансформаторов и поочередной коммутацией силовых ключей подобен описанному выше. Обмотка магнитного реактора может быть выполнена односекционной, и тогда электрод выходной цепи дополнительного силового ключа 9 через полное число витков обмотки реактора связан со вторым выходным выходом 8. Для уменьшения потерь энергии в токозадающей цепи дополнительный силовой ключ может быть выполнен на полевом тра.нзисторе или по схеме Дарлингтона, или по схеме с трансформаторной положительной обратной связью с обмоткой обратной связи, расположенной на сердечнике магнитного реактора;

Формула изобретения

Коммутационное устройство по авт. . № 936315, от л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью растзирения функциональных,возможностей путем возврата в источник энергии, накопленной в реакторе, электроддополнительного силового ключа, обшей для . его входной и выходной Цепей, соединен со средней точкой первой последовательной цепи через один разделительный диод, а через другой разделительный диод - со средней точкой по меньшей мере.одной аналогичной . первой последовательной цепи, подключенной к другому силовому ключу, выходная цепь которого соединена с

0 первым входным выводом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 936315, кл. М 7/537, 1980.

1

7

ни

41

V у

v/г у V

ни

1

yj j