Преобразователь постоянного напряжения в постоянное

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в стабилизированных источниках питания постоянного тока. Цель изобретения - снижение установленной мощности оборудования и повышение надежности. Преобразователь содержит источник питания 1, к выходу которого через последовательно соединенные дроссель 2 и тиристоры 3,4 подключена нагрузка 5, зашунтированная конденсатором. Параллельно нагрузке 5 через тиристор 4 включена цепочка из конденсатора 8 и тиристора 7. Между точкой соединения дросселя 2 с тиристором 3 и точкой соединения конденсатора 8 с тиристором 7 включен тиристор 6. Блок управления тиристорами выполнен формирующим импульсы управления для соответствующего тиристора в моменты достижения прямым напряжением этого тиристора заданной величины, что позволяет путем изменения времени включения тиристоров 3,4 относительно моментов включения тиристоров 6,7 изменять амплитуду переменного напряжения на дросселе и конденсаторе до величины напряжения на нагрузке. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.

м ОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (11) (51)5 Н 02 М 3/135

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4110439/24-07. (22) 19.06.86 (46) 15.01.90. Бюл. У 2 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по автоматизированному электроприводу в промышленности, сельском хозяйстве и на транспорте (72) Ю.П. Кузнецов и А.Г. Придатков (53) 621.314.1(088.8) (56) Моин В.С., Лаптев Н.Н. Стабилизированные транзисторные преобразователи. М.: Энергия, 1972, с. 161, рис. 6-1 а.

Забродин Ю.С. Узлы принудительной конденсаторной коммутации тиристоров.

М.: Энергия, 1974, с. 12.

Авторское свидетельство СССР

У 710097, кл. Н 02 М 3/135, 1976. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в стабилизированных источниках питания постоянного тока. Цель изобретения—

2 снижение установленной мощности оборудования и повышение надежности.

Преобразователь содержит источник питания 1, к выходу которого через последовательно соединенные дроссель

2 и тиристоры 3, 4 подключена нагрузка 5, зашунтированная конденсатором.

Параллельно нагрузке 5 через тиристор 4 включена цепочка из конденсатора 8 и тиристора 7. Между точкой соединения дросселя 2 с тиристором 3 и точкой соединения конденсатора 8 с тиристором 7 включен тиристор 6. Блок управления тиристорами выполнен формирующим импульсыуправления для соответствующего тиристора в моменты достижения прямым напряжением этого тиристора заданной величины, что позволяет путем изменения времени включения тиристорон 3, 4 относительно моментов включения тиристоров 6, 7 изменять амплитуду переменного напряжения на дросселе и конденсаторе до величины напряжения на нагрузке. 1 з.п. ф-лы, 4 ила

1536489

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в стабилизированных источниках питания постоянного тока.

Цель изобретения — снижение установленной мощности оборудования и повышение надежности.

На фиг. 1 представлена схема преобразователя постоянного напряжения в постоянное с управляемыми вентилями; на фиг. 2 — диаграммы работы преобразователя; на фиг. 3 — схема преобразователя с неуправляемыми вентилями; на фиг. 4 — диаграммы работы преобразователя.

На фиг. 1 изображены источник 1 постоянного напряжения „ соединенный последовательно с дросселем 2 управляемыми вентилями-тиристорами 3 и 4 2р и нагрузкой 5 с емкостным фильтром на входе. Между общими точками соединения дросселя 2 с вентилем 3 и источника напряжения с нагрузкой включена цепочка из двух последовательно соединенных тиристоров 6 и 7. Между общими точками соединения вентилей

3 и 4 и тиристоров 6 и 7 включен конденсатор 8.

На фиг. 2 представлены диаграммы работы преобразователя для случая большой величины дросселя 2, когда ток в нем можно считать сглаженным и равным току нагрузки, где 9 — ток конденсатора ia; 10 — напряжение конденсатора U8., 11 — напряжение дросселя U< 12-15 — импульсы управления Y соответственно тиристорами

6, 7, 3, 4. На фиг. 3 и 4 изображены схема преобразователя и диаграммы 40

его работы для случая неуправляемых вентилей 3 и 4 — диодов.

Преобразователь (фиг. 1) работает следующим образом.

В начальный момент времени тирис- 45 торы 6 и 7 закрыты, конденсатор 8 заряжен до напряжения Uc = U„ + dU равного сумме напряжений нагрузки U„ и дополнительного напряжения d UПолярность напряжения указана на фиг.1 без скобок. В нагрузку 5 протекает ток i îò источника 1 постоянного напряжения через дроссель 2 и вентили 3 и 4.

В момент времени t поступает имо

55 пульс управления на тиристор 6, в рЕэультате чего под действием напряжения конденсатора 8, прикладываемого к.тиристору 6 в прямом направлении через открытый вентиль 3, происходит его включение. Током разряда конденсатора происходит гашение вентиля 3 и ток нагрузки начинает протекать от источника в нагрузку через дроссель, тиристор 6, конденсатор 8 и вентиль 4.

Под действием тока нагрузки происходит перезаряд конденсатора до напряжения ЬU противоположной полярности.

В момент времени поступает импульс управления на вентиль 3. Под действием напряжения конденсатора ДУ, приложенного к вентилю 3 через открытый тиристор 6 в прямом направлении, происходит включение тиристора 3 и гашение тиристора 6. На интервале t < — t тиристоры 6 и 7 закрыты, а тиристоры

3 и 4 открыты и пропускают ток в нагрузку от источника

В момент времени t поступает им— пульс управления на тиристор 7. Под действием напряжения нагрузки и напряжения конденсатора dU происходит его включение, вентиль 4 выключается.

Ток нагрузки начинает протекать через вентиль 3, конденсатор 8 и тиристор

7, перезаряжая конденсатор до напряжения U; + d U. В момент времени поступает управляющий импульс на вентиль и происходит его включение под действием разности напряжений конденсатора и нагрузки. Тиристор 7 выключается и ток нагрузки вновь протекает через вентили 3 и 4. В момент поступает управляющий импульс на тиристор 6 и процессы в схеме повторяются.

Напряжение дросселя 2 показано на диаграмме 11 на фиг. 2. Иэ диаграммы на,фиг. 2 следует, что с изменением времени включения вентилей

3 и 4 относительно моментов включения тиристоров 6 и 7 можно изменить амплитуду переменного напряжения на дросселе и конденсаторе, снижая ее до величины напряжения нагрузки.

Дальнейшее упрощение схемы получается при использовании в качестве вентилей 3 и 4 диодов (фиг. 3). При этом несколько увеличивается время выключения тиристоров sa счет снижения на них величины обратного напряжения.

Преобразователь (фиг. 3) работает следующим образом.

В начальный момент времени тиристоры 6 и 7 закрыты, конденсатор 8 заряжен до напряжения нагрузки Uz

U„

Uï

Т=

2 с

Из (1) следует (2) 1. Преобразователь постоянного напряжения в постоянное, содержащий последовательна соединенные источник постоянного напряжения, дроссель и двухфазный вентильный мост, к диагонали которого подключен конденсатор, а последовательно.с одним из вентилей моста включена цепь нагрузки и блок управления, формирующий импульсы управления вентилями регулируемой частоты, причем импульсы управления вентилями каждой фазы находятся в противофазе другкдругу, отличающийся тем, что, с целью снижения установленной мощности оборудования и повышения надежности, цепь нагрузки одним из своих выводов соединена с выводом источника питания,а блок управления вентилямифазы моста, включающей цепь нагрузки, выпол5 15364 с полярностью, указанной на фиг. 1, в нагрузку 5 протекает ток i от источника 1 постоянного напряжения через дроссель 2 и диоды 3 и 4.

В момент времени То поступает импульс управления на тиристор 6, в результате чего под действием напряжения конденсатора 8, прикладываемого к тиристору 6 через открытый диод 3 в прямом направлении, происходит его включение. Током разряда конденсатора по контуру: конденсатор 8 — диод ,3 — тиристор 6 происходит запирание диода 3, в результате чего ток нагрузки протекает по цепи: источник 1 напряжения — дроссель 2 — тиристор 6— конденсатор 8 — диод 4 — нагрузка.

Под действием протекающего через конденсатор тока нагрузки „ происходит его разряд.

К моменту времени, конденсатор

М разряжается до нуля, обратное напряжение на диоде 3, равное на интервале - t, напряжению конденсатора 8, 25 также становится равным нулю и диод

3 открывается. Ток через конденсатор

8 и тиристор 6 прекращается, в результате чего тиристор 6 гаснет. На интервале 1 — тиристоры 6 и 7 за- О крыты, ток нагрузки „снова протекает в нагрузку от источника 1 через дроссель 2 и диоды 3 и 4.

В момент времени С поступает импульс управления на тиристор 7.

Под действием напряжения нагрузки U приложенного к тиристору 7 в прямом направлении через открытый диод 4 и разряженный конденсатор 8, происходит его включение. Зарядный ток кон- 40 денсатора 8, возникающий в контуре: конденсатор 8 — тиристар 7 †.нагрузка 5 — открытый диод 4, гасит ток диода 4 и ток запирается. Дальнейший заряд конденсатора происходит током 45 нагрузки по цепи: источник 1 напряжения — дроссель 2 - диод 3 — конденсатор 8 - тиристор 7.

В момент времени напряжение конденсатора достигает уровня напряжения нагрузки Пн. В этот момент времени обратное напряжение диода 4, равное на интервале t<- t> разности напряжений нагрузки П и конденсатора, становится равным нулю и происходит отпирание диода 4. Ток через конденсатор 8 и тиристор 7 переключается и тиристор 7 гаснет. На интервале ток снова протекает от .источЭ +

89 6 ника в нагрузку через дроссель и диоды. В момент времени t вновь поступает управляющий импульс на тиристор

6 и процессы в схеме повторяются.

Напряжение дросселя 2 показано на фиг. 2 на диаграмме 11. Из условия постоянства среднего значения тока дросселя вытекает равенство нулю среднего значения напряжения на дросселе.

Из диаграммы следует (U — U )Т вЂ” — О

Пн я Ф напряжение нагрузки; напряжение источника питания; период пульсаций напряжения дросселя; длительность пульсации напряжения дросселя.

Из выражения (2) следует, что напряжение нагрузки всегда больше напряжения источника питания, т.е, преобразователь обладает свойством повышать напряжение. kIs этого же выражения следует, что изменением частоты управляющих импульсов, а следовательно, периода Т, можно регулировать напряжение нагрузки.

Формула изобретения

1536489 вен формирующим импульсы управления соОтветствующим вентилем в моменты достижения прямым напряжением этого венти. ля заданной величины.

2. Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что вентили в фазе моста, включающей цепь нагрузки, выполнены неуправляемыми.

1536489

13

1081 t 4 4

5uz4

Тираж 487

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101

Редактор И. Касарда

Закаэ 114

Составитель Т. Добровольскис

Техред М.Ходанич Корректор С. Черни