DE3822493A1 - Energy-recovering load-reducing network for electronic branch pairs connected in antiparallel - Google Patents
Energy-recovering load-reducing network for electronic branch pairs connected in antiparallelInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein rückspeisendes Entla stungsnetzwerk für elektronische Zweigpaare in Antipa rallelschaltung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a regenerative discharge Network for electronic branch pairs in Antipa parallel connection according to the preamble of claim 1.
Ein solches rückspeisendes Entlastungsnetzwerk für elek tronische Zweigpaare in Antiparallelschaltung ist aus der DE-OS 35 24 522 bekannt. Anwendungsgebiete sind da bei selbstgeführte Stromrichterschaltungen.Such a regenerative relief network for elec tronic branch pairs in anti-parallel connection is off DE-OS 35 24 522 known. Areas of application are there with self-commutated converter circuits.
In der aus der DE-OS 35 24 522 bekannten Schaltungsan ordnung sind die Halbleiterschalter und antiparallelen Dioden mit zwei Dioden, einem Beschaltungskondensator (Abschaltentlastungskondensator), einem Speicherkonden sator und einer Strombegrenzungsdrossel zur Begrenzung der Ein- und Ausschaltverluste beschaltet. Die Entladung des Speicherkondensators erfolgt über einen Widerstand. Bei der notwendigen Ladungsbegrenzung des Speicherkon densators mittels dieses Widerstandes entstehen Verlu ste. Die Strombegrenzungsdrossel weist eine zweite Wick lung (Sekundärwicklung) auf. Diese zweite Wicklung liegt in Reihe mit einer Diode an der speisenden Gleichspan nungsquelle. Der Wickelsinn von Primär- und Sekundär wicklung ist so gewählt, daß bei abnehmendem Strom in der ersten Wicklung (Primärwicklung) die magnetische Energie der Drossel über die zweite Wicklung in die Gleichspannungsquelle zurückgespeist wird. Diese Maßnah me entlastet den Speicherkondensator von der magneti schen Energie der Strombegrenzungsdrossel. Bei der An ordnung gemäß DE-OS 35 24 522 ist es auch von Nachteil, daß "schnelle" Dioden in den Beschaltungskreisen der abschaltbaren Halbleiterschalter erforderlich sind.In the circuit known from DE-OS 35 24 522 order are the semiconductor switches and anti-parallel Diodes with two diodes, a wiring capacitor (Cut-off relief capacitor), a storage capacitor sator and a current limiting choke for limitation the switching on and off losses are connected. The discharge of the storage capacitor takes place via a resistor. With the necessary charge limitation of the storage con loss by means of this resistor ste. The current limiting choke has a second wick development (secondary winding). This second winding lies in series with a diode on the DC feed source of supply. The winding sense of primary and secondary winding is chosen so that with decreasing current in the first winding (primary winding) the magnetic one Energy of the choke via the second winding in the DC voltage source is fed back. This measure me relieves the storage capacitor of the magneti energy of the current limiting choke. At the An order according to DE-OS 35 24 522, it is also disadvantageous that "fast" diodes in the circuits of the switchable semiconductor switches are required.
Der Erfindung liegt davon ausgehend die Aufgabe zugrun de, ein rückspeisendes Entlastungsnetzwerk für elektro nische Zweigpaare in Antiparallelschaltung der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem die Ein- und Ausschalt verluste der Halbleiterschalter sowie die Beschaltungs verluste reduziert sind und bei dem gleichzeitig auch der Bauteileaufwand minimiert ist.On this basis, the invention is based on the object de, a regenerative relief network for electro African pairs of branches in anti-parallel connection of the input Specify the type in which the on and off losses of the semiconductor switch and the wiring losses are reduced and at the same time the component effort is minimized.
Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffes erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.This task is done in conjunction with the characteristics of the Preamble according to the invention by the in the mark of the specified features solved.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen ins besondere darin, daß der Bauteileaufwand beträchtlich reduziert ist. Es sind lediglich passive Bauelemente (und keine steuerbaren elektronischen Schalter) in einer selbsttätig arbeitenden Schaltung erforderlich. Das Ent lastungsnetzwerk muß nicht überwacht oder angesteuert werden. Eine Energierückspeisung in die Gleichspannungs quelle ist zusätzlich gegeben. Eigene Speicherkondensa toren sind nicht erforderlich. Die Beschaltungskreise brauchen nicht widerstandsbehaftet zu sein.The advantages that can be achieved with the invention are special in that the cost of components is considerable is reduced. They are only passive components (and no controllable electronic switches) in one automatically operating circuit required. The Ent load network does not have to be monitored or controlled will. An energy recovery in the DC voltage source is also available. Own storage condenser gates are not required. The circuits do not need to be resistive.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Unteranspruch gekennzeichnet.An advantageous embodiment of the invention is in Subclaim marked.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeich nung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.The invention is based on the in the drawing illustrated embodiments explained.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 die Grundausführung des Entlastungsnetzwerkes mit zwei Abschaltentlastungskondensatoren, Fig. 1 shows the basic design of the unloading network with two Abschaltentlastungskondensatoren,
Fig. 2 eine Variante der Grundausführung mit zwei zusätzlichen Kondensatoren, FIG. 2 a variant of the basic version with two additional capacitors,
Fig. 3 eine dreiphasige Variante der Grundausführung mit sechs Abschaltentlastungskondensatoren, Fig. 3 is a three-phase variant of the basic version with six Abschaltentlastungskondensatoren,
Fig. 4 die zeitlichen Verläufe interessierender Span nungen und Ströme. Fig. 4 shows the temporal courses of interest voltages and currents.
In Fig. 1 ist die Grundausführung des Entlastungsnetz werkes mit zwei Abschaltentlastungskondensatoren darge stellt. Es ist eine Gleichspannungsquelle 1 mit der Gleichspannung U zu erkennen, an deren positiver Klemme über die Primärwicklung 8 einer Strombegrenzungsdrossel 8/9 die Anode eines ersten abschaltbaren Halbleiter schalters (GTO-Transistor) 2 mit antiparalleler Diode 4 und an deren negativer Klemme über die Primärwicklung 10 einer Strombegrenzungsdrossel 10/11 die Kathode eines zweiten abschaltbaren Halbleiterschalters 3 mit antipa ralleler Diode 5 angeschlossen sind. Die Kathode des Schalters 2 und die Anode des Schalters 3 sowie die Di oden 4, 5 sind andererseits miteinander verbunden. Die Bauelemente 2 und 4 bzw. 3 und 5 bilden jeweils ein elektronisches Zweigpaar in Antiparallelschaltung. Es können alternativ auch rückwärtsleitende, abschaltbare elektronische Halbleiterschalter eingesetzt werden.In Fig. 1, the basic version of the relief network with two shutdown relief capacitors is Darge presents. It can be seen a DC voltage source 1 with the DC voltage U , at the positive terminal via the primary winding 8 of a current limiting choke 8/9, the anode of a first switchable semiconductor switch (GTO transistor) 2 with antiparallel diode 4 and at its negative terminal via the primary winding 10 of a current limiting choke 10/11 the cathode of a second semiconductor switch 3 which can be switched off and an antipa rallel diode 5 are connected. The cathode of the switch 2 and the anode of the switch 3 and the diodes 4 , 5 are on the other hand connected. Components 2 and 4 or 3 and 5 each form an electronic pair of branches in anti-parallel connection. Alternatively, reverse conducting, switchable electronic semiconductor switches can also be used.
Der über die Primärwicklung 8 zu Schalter 2 und Diode 4 fließende Strom ist mit i 2/4 und der von Schalter 3 und Diode 5 zur Primärwicklung 10 fließende Strom ist mit i 3/5 bezeichnet. Die Spannungen an den Primärwicklungen 8 bzw. 10 betragen U 8 bzw. U 10. Die Spannungen an Schal ter 2/Diode 4 bzw. an Schalter 3/Diode 5 sind mit U 2 bzw. U 3 bezeichnet.The current flowing through the primary winding 8 to switch 2 and diode 4 is denoted by i 2/4 and the current flowing from switch 3 and diode 5 to the primary winding 10 is denoted by i 3/5 . The voltages on the primary windings 8 and 10 are U 8 and U 10 . The voltages at switch ter 2 / diode 4 or at switch 3 / diode 5 are denoted by U 2 or U 3 .
Zwischen dem gemeinsamen Verbindungspunkt von positiver Klemme der Gleichspannungsquelle 1 und der Primärwick lung 8 sowie dem gemeinsamen Verbindungspunkt von nega tiver Klemme der Gleichspannungsquelle 1 und der Primär wicklung 10 liegt die Reihenschaltung zweier Abschalt entlastungskondensatoren 6, 7. An den gemeinsamen Verbin dungspunkt beider Abschaltentlastungskondensatoren 6, 7 ist der gemeinsame Verbindungspunkt der Halbleiterschal ter 2, 3 und Dioden 4, 5 angeschlossen. Dieser Punkt bil det gleichzeitig den Phasenanschluß 18 der Schaltung.Between the common connection point of the positive terminal of the DC voltage source 1 and the primary winding 8 and the common connection point of the negative terminal of the DC voltage source 1 and the primary winding 10 is the series connection of two shutdown relief capacitors 6 , 7th At the common connec tion point of both shutdown relief capacitors 6 , 7 , the common connection point of the semiconductor scarf ter 2 , 3 and diodes 4 , 5 is connected. This point forms the phase connection 18 of the circuit at the same time.
Die Ströme über die Abschaltentlastungskondensatoren 6 bzw. 7 betragen i 6 bzw. i 7. Die an den Abschaltentla stungskondensatoren 6 bzw. 7 anstehenden Spannungen sind mit U 6 bzw. U 7 bezeichnet.The currents through the cut-off relief capacitors 6 and 7 are i 6 and i 7 . The voltages present at the cutoff capacitors 6 and 7 are denoted by U 6 and U 7 , respectively.
Die Sekundärwicklungen 9 bzw. 11 der Strombegrenzungs drosseln 8/9 bzw. 10/11 sind jeweils in Reihe mit einer Diode 12 bzw. 13 parallel zur Gleichspannungsquelle 1 geschaltet. Dabei zeigen die Kathoden der Dioden 12, 13 jeweils zur positiven Klemme der Gleichspannungsquelle. Die Strombegrenzungsdrosseln 8/9 bzw. 10/11 dienen zur Begrenzung der Anstiegsgeschwindigkeit di/dt des Stromes beim Einschalten des Halbleiterschalters 2 bzw. 3. Der Wicklungssinn der Primärwicklung 8 und der Sekundärwick lung 9 der Strombegrenzungsdrossel 8/9 ist derart, daß bei einem abnehmenden Strom vom positiven Pol der Gleichspannungsquelle 1 durch die Primärwicklung 8 und den Schalter 2 zum Phasenanschluß 18 die magnetische Energie der Strombegrenzungsdrossel 8/9 über die Sekun därwicklung 9 in die Gleichspannungsquelle 1 (oder in einen Gleichstromverbraucher) zurückgespeist wird. Der Wicklungssinn der Primärwicklung 10 und der Sekundär wicklung 11 der Strombegrenzungsdrossel 10/11 ist der art, daß bei einem abnehmenden Strom vom Phasenanschluß 18 durch den Schalter 3 und die Primärwicklung 10 nach dem negativen Pol der Gleichspannungsquelle 1 die magne tische Energie der Strombegrenzungsdrossel 10/11 über die Sekundärwicklung 11 in die Gleichspannungsquelle 1 (oder in einen Gleichstromverbraucher) zurückgespeist wird.The secondary windings 9 and 11 of the current limiting chokes 8/9 and 10/11 are each connected in series with a diode 12 and 13 in parallel to the DC voltage source 1 . The cathodes of the diodes 12 , 13 each point to the positive terminal of the DC voltage source. The current limiting chokes 8/9 and 10/11 serve to limit the rate of rise di / dt of the current when the semiconductor switch 2 or 3 is switched on . The winding sense of the primary winding 8 and the secondary winding 9 of the current limiting choke 8/9 is such that with a decreasing current from the positive pole of the DC voltage source 1 through the primary winding 8 and the switch 2 to the phase connection 18, the magnetic energy of the current limiting choke 8/9 via the Secondary winding 9 is fed back into the direct voltage source 1 (or into a direct current consumer). The winding sense of the primary winding 10 and the secondary winding 11 of the current limiting choke 10/11 is of the type that with a decreasing current from the phase connection 18 through the switch 3 and the primary winding 10 after the negative pole of the DC voltage source 1, the magnetic energy of the current limiting choke 10 / 11 is fed back via the secondary winding 11 into the direct voltage source 1 (or into a direct current consumer).
Die Leitungsinduktivität zwischen der positiven Klemme der Gleichspannungsquelle 1 und dem gemeinsamen Verbin dungspunkt von Primärwicklung 8 und Abschaltentlastungs kondensator 6 ist mit Ziffer 14 bezeichnet. Die Lei tungsinduktivität zwischen der negativen Klemme der Gleichspannungsquelle 1 und dem gemeinsamen Verbindungs punkt von Primärwicklung 10 und Abschaltentlastungskon densator 7 ist mit Ziffer 15 bezeichnet. Diese Leitungs induktivitäten 14, 15 sollten möglichst gering sein, da mit die magnetische Energie von 14 und 15 beim Ausschal ten der Schalter 2 oder 3 die Kondensatoren 6, 7 nicht mehr überlädt, als die Sperrspannungen der Schalter 2, 3 und Dioden 4, 5 zulassen. The line inductance between the positive terminal of the DC voltage source 1 and the common connec tion point of the primary winding 8 and cut-off capacitor 6 is designated by 14 . The line inductance between the negative terminal of the DC voltage source 1 and the common connection point of the primary winding 10 and the switch-off capacitor 7 is denoted by number 15 . These line inductances 14 , 15 should be as low as possible, since with the magnetic energy of 14 and 15 when the switches 2 or 3 are switched off, the capacitors 6, 7 are no more overloaded than the reverse voltages of the switches 2 , 3 and diodes 4 , 5 allow.
Zum Schutz der Schalter 2 und 3 können zwischen der Ver bindung von der Gleichspannungsquelle 1 zur Primärwick lung 8 eine Sicherung (Schmelzsicherung) 16 und zwischen der Verbindung von der Gleichspannungsquelle 1 zur Pri märwicklung 10 eine Sicherung (Schmelzsicherung) 17 vor gesehen sein.To protect the switches 2 and 3 , a fuse (fuse) 16 between the connection from the DC voltage source 1 to the primary winding 8 and a fuse (fuse) 17 can be seen between the connection from the DC voltage source 1 to the primary winding 10 .
In Fig. 2 ist eine Variante der Grundausführung mit zwei zusätzlichen Kondensatoren dargestellt. Die aus den Bau elementen bzw. Bezeichnungen 1 bis 18 bestehende Schal tungsanordnung ist wie unter Fig. 1 beschrieben aufge baut. Darüberhinaus sind ein zusätzlicher Kondensator 19 parallel zum Halbleiterschalter 2 und ein zusätzlicher Kondensator 20 parallel zum Halbleiterschalter 3 ange ordnet. Diese zusätzlichen Kondensatoren 19, 20 weisen eine wesentliche geringere Kapazität auf als die Ab schaltentlastungskondensatoren 6, 7 und dienen zum "Auf fangen" der restlichen, nicht über die Wicklungen 9, 11 in die Gleichspannungsquelle 1 zurückgespeisten magneti schen Energie der Strombegrenzungsdrossel 8/9 und 10/11.In FIG. 2 a variant of the basic version is shown with two additional capacitors. The existing from the construction elements or designations 1 to 18 scarf arrangement is as described in Fig. 1 builds up. In addition, an additional capacitor 19 are arranged in parallel to the semiconductor switch 2 and an additional capacitor 20 in parallel to the semiconductor switch 3 . These additional capacitors 19 , 20 have a significantly lower capacitance than the switch-off capacitors 6 , 7 and serve to "catch" the remaining magnetic energy of the current limiting choke 8/9 and not fed back via the windings 9 , 11 into the DC voltage source 1 10/11 .
In Fig. 3 ist eine dreiphasige Variante der Grundausfüh rung mit sechs Abschaltentlastungskondensatoren darge stellt. Die aus den Schaltern 2, 3, Dioden 4, 5, Abschalt entlastungskondensatoren 6, 7, Strombegrenzungsdrosseln 8/9, 10/11, Dioden 12, 13, Sicherung 16 und Phasenan schluß 18 bestehende, die erste Phase bildende Schaltung ist wie unter Fig. 1 beschrieben. Die die zweite Phase bildende Schaltung weist in gleicher Art und Weise zwei abschaltbare Halbleiterschalter 21, 22 und zwei Dioden 23, 24 als elektronische Zweigpaare in Antiparallelschal tung, zwei Strombegrenzungsdrosseln 25/26 und 27/28 mit Primärwicklungen 25, 27 und Sekundärwicklungen 26, 28, eine Sicherung 29 zwischen Primärwicklung 25 und positiver Klemme der Gleichspannungsquelle 1, einen Ab schaltentlastungskondensator 30 parallel zur Reihen schaltung von Primärwicklung 25 und Zweigpaar 21/23, und einen Abschaltentlastungskondensator 31 parallel zur Reihenschaltung von Primärwicklung 27 und Zweigpaar 22/24 auf. Der am gemeinsamen Verbindungspunkt der Schalter 21, 22 und Dioden 23, 24 angeschlossene Phasenan schluß ist mit Ziffer 43 bezeichnet.In Fig. 3 is a three-phase variant of the basic configuration with six shutdown relief capacitors Darge provides. The consisting of the switches 2 , 3 , diodes 4 , 5 , cut-off relief capacitors 6 , 7 , current limiting chokes 8/9 , 10/11 , diodes 12 , 13 , fuse 16 and phase connection 18 , the first phase forming circuit is as shown in Fig described. 1,. The circuit forming the second phase has in the same way two switchable semiconductor switches 21 , 22 and two diodes 23 , 24 as electronic branch pairs in anti-parallel circuit, two current limiting chokes 25/26 and 27/28 with primary windings 25 , 27 and secondary windings 26 , 28 , A fuse 29 between the primary winding 25 and positive terminal of the DC voltage source 1 , a switching relief capacitor 30 from parallel to the series connection of primary winding 25 and pair of branches 21/23 , and a switch-off capacitor 31 in parallel to the series connection of primary winding 27 and branch pair 22/24 . The phase connection connected to the common connection point of the switches 21 , 22 and diodes 23 , 24 is designated by number 43 .
Zur Bildung der dritten Phase sind mit gleichem Schal tungsaufbau zwei abschaltbare Halbleiterschalter 32, 33 und zwei Dioden 34, 35 als elektronische Zweigpaare in Antiparallelschaltung, zwei Strombegrenzungsdrosseln 36/37 und 38/39 mit Primärwicklungen 36, 38 und Sekundär wicklungen 37, 39, eine Sicherung 40 zwischen Primärwick lung 36 und positiver Klemme der Gleichspannungsquelle 1, ein Abschaltentlastungskondensator 41 parallel zur Reihenschaltung von Primärwicklung 36 und Zweigpaar 32/34 und ein Abschaltentlastungskondensator 42 parallel zur Reihenschaltung von Primärwicklung 38 und Zweigpaar 33/35 vorgesehen. Der am gemeinsamen Verbindungspunkt der Schalter 32, 33 und Dioden 34, 35 angeschlossene Phasenanschluß ist mit Ziffer 44 bezeichnet.To form the third phase with the same circuit construction two switchable semiconductor switches 32 , 33 and two diodes 34 , 35 as electronic branch pairs in anti-parallel connection, two current limiting chokes 36/37 and 38/39 with primary windings 36 , 38 and secondary windings 37 , 39 , one Fuse 40 between primary winding 36 and positive terminal of the DC voltage source 1 , a cut-off capacitor 41 in parallel with the series connection of primary winding 36 and pair of branches 32/34 and a cut-off capacitor 42 in parallel with the series connection of primary winding 38 and pair 33/35 are provided. The phase connection connected to the common connection point of the switches 32 , 33 and diodes 34 , 35 is designated by numeral 44 .
Die Sekundärwicklungen 26, 28, 37, 39 der Strombegrenzungs drosseln 26/27, 28/29, 37/38, 39/40 sind jeweils in Rei he mit Dioden 45, 46, 47, 48 zwischen den Klemmen der Gleichspannungsquelle angeordnet.The secondary windings 26 , 28 , 37 , 39 of the current limiting chokes 26/27 , 28/29 , 37/38 , 39/40 are each arranged in series with diodes 45 , 46 , 47 , 48 between the terminals of the DC voltage source.
In Fig. 4 sind die zeitlichen Verläufe interessierender Spannungen und Ströme am Beispiel der Grundausführung gemäß Fig. 1 dargestellt. Hierzu sind in Fig. 1 die Spannung U 2 am Zweigpaar 2/4, der Strom i 2/4 durch das Zweigpaar 2/4, die Spannung U 3 am Zweigpaar 3/5, der Strom i 3/5 durch das Zweigpaar 3/5, die Spannung U 6 am Abschaltentlastungskondensator 6, der Strom i 6 durch den Abschaltentlastungskondensator 6, die Spannung U 7 am Abschaltentlastungskondensator 7, der Strom i 7 durch den Abschaltentlastungskondensator 7, die Spannung U 8 an der Strombegrenzungsdrossel 8/9 und die Spannung U 10 an der Strombegrenzungsdrossel 10/11 eingezeichnet. Der zeitli che Verlauf dieser Größen i 2/4, U 2, i 3/5, U 3, U 6, i 6, U 7, i 7, U 8 und U 10 ist in Fig. 4 gezeigt.In FIG. 4, the waveforms of interest voltages and currents on the example of the basic embodiment 1 are shown in FIG. FIG. 1 For this purpose, in Fig. 2, the voltage U at the pair of branches 2/4, 2/4 of the current i through the branch pair of 2/4, the voltage U 3 at the branch pair 3/5, 3/5 of the current i through the branch pair 3 / 5 , the voltage U 6 at the cut-off relief capacitor 6 , the current i 6 through the cut-off relief capacitor 6 , the voltage U 7 at the cut-off relief capacitor 7 , the current i 7 through the cut-off relief capacitor 7 , the voltage U 8 at the current limiting choke 8/9 and the voltage U 10 drawn on the current limiting choke 10/11 . The time course of these variables i 2/4 , U 2 , i 3/5 , U 3 , U 6 , i 6 , U 7 , i 7 , U 8 and U 10 is shown in FIG. 4.
Ausgegangen wird von einem Zustand t < t 1, in dem beide Schalter 2, 3 ausgeschaltet sind. An den Abschaltentla stungskondensatoren 6, 7 sowie an den Zweigpaaren 2/4 und 3/5 liegen jeweils die halbe Spannung der Gleichspan nungsquelle 1, d.h. U 2=U 3=U 6=U 7=0,5U. Die übrigen Span nungen U 8, U 10 und die Ströme i 2/4, i 3/5, i 6, i 7, weisen jeweils den Wert null auf.The starting point is a state t < t 1 in which both switches 2 , 3 are switched off. At the cut-off capacitors 6 , 7 and at the pairs of branches 2/4 and 3/5 there are half the voltage of the direct voltage source 1 , ie U 2 = U 3 = U 6 = U 7 = 0.5U. The remaining voltages U 8 , U 10 and the currents i 2/4 , i 3/5 , i 6 , i 7 each have the value zero.
Zum Zeitpunkt t 1 wird der Schalter 2 eingeschaltet. Es ergibt sich im Zeitraum t 1 < t < t 2 ein Stromfluß über die Wicklung 8, den Schalter 2 und den Kondensator 7 (= Ladestrom i 7). Ferner bildet sich ein Stromfluß über den Kondensator 6, die Wicklung 8 und den Schalter 2 aus (= Entladestrom i 6). Der Strom i 2/4 steigt bis zu seinem Maximalwert an; es fließt ein Laststrom über den Phasen anschluß 18. Die Spannungen U 2 und U 6 sinken von 0,5U auf null, während die Spannungen U 3 und U 7 von 0,5U auf U ansteigen. Die Stromanstiegsgeschwindigkeit di/dt des Stromes i 2/4 sowie des Ladestromes i 7 und des Entlade stromes i 6 durch den Schalter 2 wird durch die Strombe grenzungsdrossel 8/9 ausreichend begrenzt und die wäh rend des Stromanstieges von i 2/4 auftretende Spannung U 8 an der Drossel bewirkt einen Stromfluß über die Sekun därwicklung 9 und die Diode 12 zurück in die Gleichspan nungsquelle 1. At time t 1 , switch 2 is turned on. In the period t 1 < t < t 2 there is a current flow through the winding 8 , the switch 2 and the capacitor 7 (= charging current i 7 ). Furthermore, a current flows through the capacitor 6 , the winding 8 and the switch 2 (= discharge current i 6 ). The current i 2/4 increases up to its maximum value; it flows a load current through the phase connection 18th The voltages U 2 and U 6 decrease from 0.5U to zero, while the voltages U 3 and U 7 rise from 0.5U to U. The current rise speed di / dt of the current i 2/4 and the charging current i 7 and the discharge current i 6 through the switch 2 is sufficiently limited by the current limiting choke 8/9 and the voltage U occurring during the current increase from i 2/4 8 at the choke causes a current to flow through the secondary winding 9 and the diode 12 back into the direct voltage source 1 .
Im Zeitraum t 2 < t < t 3 fließt ein konstanter Laststrom über die Wicklung 8, den Schalter 2 und den Phasenan schluß 18 in die Last (= Strom i 2/4). Die Kondensator ströme i 6, i 7 sowie die Spannungen U 2, U 6 bleiben kon stant null. Die Spannungen U 3, U 7 weisen konstant den Wert U auf.In the period t 2 < t < t 3 , a constant load current flows through the winding 8 , the switch 2 and the phase connection 18 into the load (= current i 2/4 ). The capacitor currents i 6 , i 7 and the voltages U 2 , U 6 remain constant zero. The voltages U 3 , U 7 have a constant value U.
Zum Zeitpunkt t 3 wird der Schalter 2 ausgeschaltet. Es ergibt sich im Zeitraum t 3 < t < t 4 ein Stromfluß über den Kondensator 6 und den Phasenanschluß 18 zur Last (= La destrom i 6). Der Strom i 2/4 sinkt bis zum Wert null ab. Gleichzeitig steigen U 2 und U 6 an. Daneben bildet sich ein Entladestrom i 7 vom Kondensator 7 zur Last aus, wo durch die Spannungen U 7 und U 3 sinken.At time t 3 , switch 2 is turned off. In the period t 3 < t < t 4, there is a current flow through the capacitor 6 and the phase connection 18 to the load (= La destrom i 6 ). The current i 2/4 drops to zero. U 2 and U 6 rise at the same time. In addition, a discharge current i 7 is formed from the capacitor 7 to the load, where the voltages U 7 and U 3 decrease.
Zum Zeitpunkt t 4 erreicht die Spannung U 3 den Wert null und die Diode 5 des Zweigpaares 3/5 wird leitend. Es bildet sich im Zeitraum t 4 < t < t 5 ein Strom i 3/5 über die Wicklung 10 und die Diode 5 zur Last aus. Die Strom anstiegsgeschwindigkeit des Stromes i 3/5 durch die Diode 5 wird durch die Strombegrenzungsdrossel 10/11 ausrei chend begrenzt und die während des Stromanstieges von i 3/5 auftretende Spannung U 10 an der Drossel 10/11 be wirkt einen Stromfluß über die Sekundärwicklung 11 und die Diode 13 zurück in die Gleichspannungsquelle 1. Die Spannung U 2 steigt bis zum Wert U an, während der Strom i 2/4 den Wert null beibehält. Der Ladestrom i 6 und der Entladestrom i 7 gehen auf den Wert null zurück. Während die Spannung U 6 bis auf den Wert U ansteigt, sinkt die Spannung U 7 bis auf den Wert null und die Spannung U 3 behält den Wert null bei. Infolge der Übernahme des Stromes durch die Diode 5 wird vorteilhaft ein Über schwingen der Spannung U 2 über den Wert U hinaus ver mieden. At time t 4 , voltage U 3 reaches zero and diode 5 of branch pair 3/5 becomes conductive. A current i 3/5 forms over the winding 10 and the diode 5 to the load in the period t 4 < t < t 5 . The rate of current rise of the current i through the diode 5 3/5 is suffi accordingly limited by the current limiting inductor 10/11 and 10/11 be at the throttle during the current rise of i 3/5 occurring voltage U 10 acts a current flow through the secondary winding 11 and the diode 13 back into the DC voltage source 1 . The voltage U 2 increases up to the value U, while the current i 2/4 maintains the value zero. The charging current i 6 and the discharging current i 7 return to the value zero. While the voltage U 6 rises to the value U, the voltage U 7 drops to the value zero and the voltage U 3 maintains the value zero. As a result of the takeover of the current through the diode 5 , an overshoot of the voltage U 2 above the value U is advantageously avoided.
Zum Zeitpunkt t 5 wird der Schalter 2 eingeschaltet. Es ergibt sich im Zeitraum t 5 < t < t 6 ein ansteigender Strom i 2/4, während der Strom i 3/5 über die Diode 5 auf null zurückgeht. Die Spannung U 2 sinkt auf den Wert null ab, während die Spannung U 3 bis auf den Wert U ansteigt. Die Stromanstiegsgeschwindigkeit von i 2/4 wird wiederum durch die Strombegrenzungsdrosseln 8/9 begrenzt, während gleichzeitig die Stromabfallgeschwindigkeit von i 3/5 durch die Strombegrenzungsdrossel 10/11 reduziert wird. Die an den Drosseln 8/9 und 10/11 induzierten Spannungen U 8 und U 10 bewirken Stromflüsse über die entsprechenden Sekundärwicklungen und Dioden 12 und 13 zurück in die Gleichspannungsquelle 1. Es ergibt sich ferner ein Entla destrom i 6 vom Kondensator 6 über die Wicklung 8 und den Schalter 2 bis zur Entladung des Kondensators 6. Gleich zeitig sinkt die Spannung U 6 bis auf den Wert null ab. Desweiteren ergibt sich ein Ladestrom i 7 über die Wick lung 8 und den Schalter 2 zum Kondensator 7 bis zur Auf ladung des Kondensators 7. Gleichzeitig steigt die Span nung U 7 bis auf den Wert U an.At time t 5 , switch 2 is turned on. In the period t 5 < t < t 6, there is an increasing current i 2/4 , while the current i 3/5 via the diode 5 drops to zero. The voltage U 2 drops to the value zero, while the voltage U 3 increases to the value U. The current rise rate of i 2/4 is in turn limited by the current limiting chokes 8/9 , while at the same time the current falling rate of i 3/5 is reduced by the current limit choke 10/11 . The voltages U 8 and U 10 induced at the chokes 8/9 and 10/11 bring about current flows via the corresponding secondary windings and diodes 12 and 13 back into the DC voltage source 1 . There is also a discharge current i 6 from the capacitor 6 via the winding 8 and the switch 2 until the capacitor 6 is discharged. At the same time, the voltage U 6 drops to zero. Furthermore, there is a charging current i 7 via the winding 8 and the switch 2 to the capacitor 7 until the capacitor 7 is charged. At the same time, the voltage U 7 rises to the value U.
Ab dem Zeitpunkt t 6 sind der Strom i 3/5, der Ladestrom i 7 und der Entladestrom i 6 auf null abgeklungen und die Spannung U 7 am aufgeladenen Kondensator 7 beträgt U, während die Spannung U 6 am entladenen Kondensator null ist. Es fließt ein konstanter Laststrom i 2/4 über die Wicklung 8 und den Schalter 2 zum Phasenanschluß 18, d.h. U 2 = null. Desgleichen sind die Spannungen U 8 und U 10 null. Am Zweigpaar 3/5 liegt die Spannung U 3=U.From time t 6 , the current i 3/5 , the charging current i 7 and the discharge current i 6 have decayed to zero and the voltage U 7 on the charged capacitor 7 is U, while the voltage U 6 on the discharged capacitor is zero. A constant load current i 2/4 flows through the winding 8 and the switch 2 to the phase connection 18 , ie U 2 = zero. Likewise, the voltages U 8 and U 10 are zero. The voltage U 3 = U is at the pair of branches 3/5 .
Claims (2)
(8/9, 10/11; 25/26, 27/28, 36/37, 38/39) zwischen dem Verbin dungspunkt der positiven bzw. negativen Klemme der Gleichspannungsquelle (1) und dem entsprechenden Ab schaltentlastungskondensator (6, 7, 30, 31, 41, 42) und dem entsprechenden Zweigpaar (2/4, 3/5, 21/23, 22/24, 32/34, 33/35) angeordnet ist.1. Regenerative relief network for electronic branch pairs in antiparallel connection of a converter with switchable semiconductor switches with at least one disconnection capacitor connected to the common connection point of two branch pairs and with at least one current limiting choke, the primary winding of which lies between a terminal of a DC voltage source and a branch pair and whose secondary winding is connected via a diode parallel to the direct voltage source or to a direct current consumer, characterized in that the common connection point of two pairs of branches ( 2/4, 3/5, 21/23, 22/24, 32/34, 33 / 35 ) is each connected to its own cut-off relief capacitor ( 6, 7, 30, 31, 41, 42 ) with the positive or negative terminal of the DC voltage source ( 1 ) and that each has its own current limiting choke
( 8/9, 10/11; 25/26, 27/28, 36/37, 38/39 ) between the connection point of the positive or negative terminal of the DC voltage source ( 1 ) and the corresponding switch-off capacitor ( 6 , 7 , 30 , 31 , 41 , 42 ) and the corresponding pair of branches ( 2/4, 3/5, 21/23, 22/24, 32/34, 33/35 ) is arranged.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19883822493 DE3822493A1 (en) | 1988-07-02 | 1988-07-02 | Energy-recovering load-reducing network for electronic branch pairs connected in antiparallel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19883822493 DE3822493A1 (en) | 1988-07-02 | 1988-07-02 | Energy-recovering load-reducing network for electronic branch pairs connected in antiparallel |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3822493A1 true DE3822493A1 (en) | 1990-01-04 |
Family
ID=6357863
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19883822493 Withdrawn DE3822493A1 (en) | 1988-07-02 | 1988-07-02 | Energy-recovering load-reducing network for electronic branch pairs connected in antiparallel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3822493A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4219644A1 (en) * | 1992-06-16 | 1993-12-23 | Reiner Johannes Dipl I Schuett | Load reduction circuit for hf pulse rectifier - uses inductors on primary side for switch-on load reduction of semiconductor switch pairs |
| DE19523095A1 (en) * | 1995-06-26 | 1997-01-02 | Abb Management Ag | Power converter circuitry |
-
1988
- 1988-07-02 DE DE19883822493 patent/DE3822493A1/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4219644A1 (en) * | 1992-06-16 | 1993-12-23 | Reiner Johannes Dipl I Schuett | Load reduction circuit for hf pulse rectifier - uses inductors on primary side for switch-on load reduction of semiconductor switch pairs |
| DE19523095A1 (en) * | 1995-06-26 | 1997-01-02 | Abb Management Ag | Power converter circuitry |
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|---|---|---|---|
| 8120 | Willingness to grant licenses paragraph 23 | ||
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |