Преобразователь постоянного напряжения в постоянное

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДВТИДЬСТВУ

Союэ Советских

Социал истмийских

Республик

< 1680116 (б1) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 09.04.75 (21) 2123190/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл

Н 02 М 3/135 еосударстееиннй комитет

СССР по делам изобретений и открктий

Опубликовано 15.08.79. Бюллетень ¹ 30

Дата опубликования описания 15.03.79 (53) УДК

6213 14.12 (088.8) (72} Авторы изобретения

Б. А. Багинский и E. В. Ярославцев (71) Заявитель

Томский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт имени С. М. Кирова (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

В ПОСТОЯННОЕ

Изобретение относится к преобразовательной технике, а именно, к преобразователям постоянного напряжения в постоянное с последовательной принудительной конденсаторной коммутацией силового тиристора, и может быть использовано в преобразователях и регуляторах постоянного напряжения различных источников питания, электропривода постоянного тока и др.

Известен преобразователь, который содержит силовой тиристор, коммутирующие дроссель, тиристор и конденсатор. Напряжение на коммутирующем конденсаторе, следовательно, коммутационная спосооность преобразователя сильна зависит от режима работы преобразователя, а частота перезаряда конденсатора равна частоте работы силового тиристора (1). т5 .цля обеспечения нормальной коммутации тока требуется завышение установленной мощности коммутирующего конденса эра, а холостые перезаряды конденсатора приводят к снижению

КПД.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является преобразователь постоянного напряжения в постоянное, содержащий соединенные последовательно силовой тиристор и коммутирующий дроссель с двумя обмотками, а также коммутирующие конденсатор и тиристор, связанные со вторичной обмоткой дросселя, причем заряд коммутирующего конденсатора происходит по независимой цепи дозаряда от отдельного источника (2).

В известном преобразователе заряд коммутирующего конденсатора происходит в интервале между коммутациями, а разряд — при коммутации силового тирис ора. Таким образом, частота напряжения на конденсаторе равна частоте работы силового тиристора. Коммутирующий конденсатор используется в таком преобразователе неполностью, так как полезно используется только интервал разряда конденсатора.

Целью изобретения являются улучшение массогабаритных показателей преобразователя за счет более полного использования коммутирующего конденсатора, т.е. использования для коммутации как этапа разряда конденсатора, так и этапа его заряда (перезаряца), а также повышение КПД.

680116

Для этого в преобразователь постоянного напряжения в посто>энное, содержащий связанный со входным и выходным выводами силовой тиристор, соединенный последовательно с первичной обмоткой коммутирующего дросселя, коммутирующие конденсатор и тиристор, связанные со вторичной обмоткой коммутирующего дросселя, а также цепи подзаряда коммутирующего конденсатора, дополнительно введен второй коммутирующий тиристор, а вторичная обмотка дросселя: выполнена со средним выводом, при-! чем коммутирующий конденсатор включен между средним выводом обмотки дросселя и отрицательным входным выводом, один из крайних выводов обмотки дросселя соединен с отрицательным входным выводом через первый коммутирующий тиристор, включенный в обратном направлении, а другой — через второй коммутирующий тиристор, включенный в прямом направлении, а положительный входной вывод и 20 средняя точка обмотки дросселя соединены через подзарядный тиристор. (На чертеже изображен предложенный преобразователь.

Он содержит силовый тиристор 1, коммути- 25 рующий дроссель 2 с первичной 3, вторичными 4, 5 и дополнительной 6 обмотками, коммутирующий конденсатор 7, коммутирующие тиристоры 8, 9, подзаряцный резистор 10, дополнительньй диод 11, нагрузку 12. 30

Преобразователь работает следующим образом.

В исходном состоянии начальное напряжение на конденсаторе 7 имеет полярность, указанную на чертеже. При отпирании тиристора 1 по цепи нагрузки протекает ток. Для запирания тиристора отпирают тиристор 8, при этом ко вторичной обмотке дросселя 2 прикладывается напряжение конденсатора 7. Это напряжение трансформируется в первичную обмотку таким образом, что к катоду тиристора 1 прикладывает- 40 ся положительный потенциал. При этом тиристор 1 запирается,.а конденсатор 7 перезаряжается через обмотку 4 дросселя 2 до напряжения, полярность которого противоположна исходной, а величина — зависит от тока нагрузки. Про- 5 цесс перезаряда заканчивается. когда ток лерезарядного контура уменьшается до нуля, и тиристор 8 запирается.

В течение следующего такта работы преобра- 0 зователя вновь отпирается силовой тиристор 1, однако для его эапирания отпирают тиристор 9.

При этом напряжение конденсатора 7 прикладывается к обмотке 5 дросселя 2, что также приводит к запиранию тиристора 1. По окончании процесса перезаряда тиристор 9 запирается, а на конденсаторе 7 вновь устанавливается напряжение, имеющее полярность, указанную на чертеже.

При больших токах нагрузки напряжение на коммутирующем конденсаторе может достигать значительной величины. Для ограничения этого напряжения на некотором уровне используется дополнительная обмотка 6 дросселя и диод 11.

Диод 11 отпирается, когда напряжение конденсатора 7, приведенное к обмотке 6, становится равным напряжению источника питания. Тем самым напряжение на конденсаторе ограничивается на заданном уровне.

Таким образом, применение двухтактного ре жима работы коммутирующего конденсатора позволяет избежать холостых перезарядов и тем самым повысить КПД преобразователя. Кроме того, уменьшение в 2 раза частоты перезаряда конденсатора по отношению к частоте работы тиристора 1 позволяет улучшить массогабаритные показатели преобразователя за счет более полного использования установленной мощности конденсатора.

Формула изобретения

1. Преобразователь постоянного налряжешы в постоянное, содер>кащий связанный со входным и выходным выводами силовой тиристор, соединенный последовательно с первичной обмоткой коммутирующего дросселя, коммутирующие конденсатор и тиристор, связанные со вторичной обмоткой коммутирующего дросселя, 1 также цепи подзаряда коммутирующего конденсатора, отличающийся тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей и повышения КПД, в него дополнительно введен второй коммутирующий тиристор, а вторичная обмотка дросселя выполнена со средним выводом, ? ричем коммугирующий конденсатор включен между средним выводом обмотки дросселя и отрицательным входным выводом, один иэ крайних выводов обмотки дросселя соединен с отрицательным входным выводом через первый коммутирующий тиристор, включенный в обратном направлении, другой — через второй коммутирующий тиристор, включенньй в прямом направлении, а положительный входной вывод и средняя точка обмотки дросселя соединены через подэарядный резистор.

2. Преобразователь по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что коммутирующий дроссель имеет дополнительную обмотку, подключенную через диод к входным выводам преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство (((Р N 274215, кл.2 Н 02 М 3/135, 1970.

2, Бирзниекс Л. В., Импульсные преобразователи постоянного тока. М., "Элер ия, >74, с. 182, рис. 8 — 2,б.

680116

Составитель А. Сьт-.ин

Техред 3.Фанта Корректор A. Власенко

Редактор Ю. Челюканов

Тираж 857

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

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

11одписное

Заказ 4807/51

Филиал 1ИП! "11атент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4