CN86210662U

CN86210662U - 自然换流可控硅直流变换器

Info

Publication number: CN86210662U
Application number: CN 86210662
Authority: CN
Inventors: 曹文领
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-12-23
Filing date: 1986-12-23
Publication date: 1987-11-07

Abstract

本实用新型是一种自然换流可控硅直流交换器，属于可控硅直流变换器的改进。本实用新型的特点在于采用自然换流技术，具有结构简单、工作频率高和效率高等优点，特别适用于输入电压变化大到-30％～+50％范围内工作的负载。既可单路输出，也可双路输出。

Description

本发明属于可控硅直流变换器产品的改进。

可控硅直流变换器已广泛应用于直流电机车的拖动、照明、电机调速和家用电器方面。但目前的可控硅直流变换器都采用强迫换流技术（如国产QyB1－1Ky型250V／24V、QyB2－2Ky型550V／12V可控硅直流变换器等）。这种类型的可控硅直流变换器的优点是可以方便地把输入的直流电压变换成我们所需要的直流电压。其缺点是需要强迫换流的专用元件，换流期间可控硅承受的 (dv)/(dt) 、 (di)/(dt) 很大，本身功耗大，效率低，工作频率不易提高，本身不能实现过电流自保，输入的电压变化范围一般不大于±25％。这满足不了某些工作场所的需要（如煤矿井下架线电机车电压变化达^＋50 _－30％）。

本发明的任务是制作一种结构简单，在输入电压变化大的条件下能可靠地工作的可控硅直流变换器。

本发明的另一任务是采用自然换流技术，使可控硅直流变换器的效率大大得到提高。

本发明的任务是以如下方式完成的：由电容器C₁电感器L₂和负载R_L（与电容器C₂并联）以及二极管D₃这些元器件组成自然关断可控硅SCR₁的电路；并由电感器L₁、电容器C₁、电感器L₂和负载R_L（与电容器C₂并联）以及二极管D₂这些元器件组成自然关断SCR₂的电路。电感器L₂和电容器C₁串联谐振，正半周自由振荡，负半周阻尼振荡，促使自然关断可控硅SCR₁；同样，电感器L₁和电容器C₁串联谐振，正半周自由振荡，负半周阻尼振荡，促使自然关断可控硅SCR₂。由于可控硅SCR₁和可控硅SCR₂不是强迫关断而是自然关断，就使本发明的工作频率和效率大大提高，并能在输入电压变化大到^＋50 _－30％时非常可靠地工作。

以下结合附图对本发明作进一步的详细描述。

图1是本发明的单路输出电路图。

图2是本发明的双路输出电路图。

参照图1，SCR₁、SCR₂为开关可控硅，L₂为电感器、C₂为滤波电容器、C₁为传能电容器、L₁为传能电感器、D₁为二极管、D₂和D₃为续流二极管，R_L为负载。

设可控硅SCR₁导通，电源输入电压Vi加在电容器C₁，电感器L₂和负载R_L（与电容器C₂并联）上，经 (T₂)/2 （T₂为电容器C₁、电感器L₂的振荡周期，电容器C₂可视为短路，因为电容器C₂＞＞电容器C₁）后，V_C1＋V₀＝V_i，I_L2达到最大值，随后电感器L₂产生反电势，通过负载R_L、输入电压端V_i、可控硅SCR₁、电容器C₁回路向负载释放能量。当V_C1＝V_i时，电感器L₂中的能量通过负载R_L、二极管D₃回路继续向负载R_L供电，可控硅SCR₁中的电流为零时就自然关断。此后，SCR₂导通，经 (T₁)/2 （T₁为电容器C₁、电感器L₁的振荡周期）后，电容器C₁中的能量全部存储在电感器L₁中，V_C1＝0，电感器开始向电容器C₁反向充电。当｜V_C1｜＝V₀时，电感器L₁对电容器C₁继续充电，同时还通过电感器L₂、负载R_L、二极管D₂回路向负载R_L供电，形成阻尼振荡，且使电感器L₂中的电流逐渐上升，经电容器C₁的反向充电电流逐渐减小。当I_L1＝I_L2时，电感器L₁向电容器C₁的反向充电结束。此时，可控硅SCR₂中的电流为零自然关断。此后，经电容器C₁、电感器L₂、负载R_L、二极管D₁回路以及经电感器L₁、电感器L₂、负载R_L、二极管D₂回路各自向负载R_L供电。电容器C₁、电感器L₁供电结束后，电感器L₂中的电流继续通过负载R_L、二极管D₃回路向负载R_L供电。本电路到此完成一个工作循环。

按图1为本发明的一个具体实施例所制作的自然换流可控硅直流变换器，其中C₁、C₂的值分别为0.68－2μf及1500－3300μf，电感器L₁、L₂均为0.5－1.5mh。它具有工作频率高、效率高、本身有过流保护功能，输入电压的变化范围能达到^＋50 _－30％等的优点。由于具有这些优点，无疑使可控硅直流变换器的应用范围又大大地扩大了。

本发明的可控硅如采用高频可控硅，则电路的性能更为可靠。

图2是从图1派生出来的，与图1的主要区别在于可以双路输出。这是一种比较好的双路输出方案。

Claims

1、一种由开关可控硅、滤波电感器、负载电阻器、滤波电容器、续流二极管所组成的可控硅直流变换器，本发明的特征在于可控硅SCR₁的阴极和滤波电感器L₂之间串接电容器C₁，而二极管D₁的负极接在可控硅SCR₁的阴极、电容器C₁和可控硅SCR₂阳极的汇合点上，二极管D₂负极接在可控硅SCR₂阴极和电感器L₁的汇合点上，电感器L₁另一端接在电感器L₂、二极管D₃的负极和电容器C₁的汇合点上，而二极管D₁、D₂、D₃的正极和负载R_L、滤波电容器C₂负极均接地；当可控硅SCR₁导通时，电感器L₂和电容器C₁组成正半周自由振荡，负半周阻尼振荡的串联谐振自然关断可控硅SCR₁的电路，负半周阻尼振荡是由负载R_L(与滤波电容器C₂并联)和二极管D₃产生的，而电感器L₁和电容器C₁组成正半周自由振荡，，负半周阻尼振荡自然关断可控硅SCR₂的电路，负半周阻尼振荡是由电感器L₂、负载R_L(与滤波电容器C₂并联)和二极管D₂所组成。

2、按照权利要求1所述的可控硅直流变换器，其特征在于把电感器L₁与二极管D₃、电容器C₁、电感器L₂的汇合点上断开，另外与负载R_L2（与滤波电容器C₃并联）相连接而形成一个输出端V₀₂，而电容器C₁的右端则与二极管D₂、负载R_L2（与滤波电容器C₃并联）的接地点相连接，与二极管D₃、负载R_L1（与滤波电容器C₂并联）不共地。