PL217489B1 - Sposób sterowania mostka H w przekształtniku rezonansowym - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób sterowania mostka H w przekształtniku rezonansowym, do zastosowania w urządzeniach takich jak piece indukcyjne, urządzenia ultradźwiękowe dużej mocy, zasilacze dużej mocy i spawarki inwertorowe.

Znane sterowanie mostków H polega na naprzemiennym sterowaniu kluczami, pierwszym, drugim, trzecim i czwartym tak, że odpowiadające pary kluczy mostka pierwszy i trzeci oraz drugi i czwarty przełączane są niezwłocznie po sobie w momencie wystąpienia zerowego prądu i/lub napięcia w obwodzie rezonansowym. Wypełnienie przebiegu sterującego każdego z kluczy bliskie jest wtedy 50%. Taki sposób sterowania umożliwia płynną regulację mocy dostarczanej do obwodu rezonansowego jedynie poprzez odstrojenie się od rezonansu.

Natomiast, jeżeli pary kluczy włączane są na czas mniejszy niż połowa okresu kluczowania, co powszechnie jest określane angielskim terminem PWM, to w okresach w których nie jest dostarczana energia do obwodu rezonansowego, występuje podwyższona emisja zakłóceń elektromagnetycznych generowanych przez przekształtnik oraz straty mocy wynikające z oscylacji pasożytniczych obwodu rezonansowego w chwili, gdy żaden z kluczy sterujących nie jest włączony. Sposób ten nie jest korzystny również dlatego, że nie umożliwia bezprzerwowego podtrzymywania prądu w obwodzie rezonansowym w pełnym zakresie.

Sposób według wynalazku polega na tym, że między włączeniem pary kluczy pierwszego i trzeciego lub drugiego i czwartego, włącza się naprzemiennie pary kluczy górnych: pierwszy i czwarty lub dolnych: drugi i trzeci.

Zaletą sposobu jest to, że utrzymywanie zwartych zacisków obwodu rezonansowego poprzez pary kluczy górnych lub dolnych zapewnia pełną ciągłość prądu w obwodzie rezonansowym, co umożliwia transformację energii dostarczonej do obwodu rezonansowego w sposób ciągły oraz zmniejsza pasożytnicze napięcie samoindukcji. Ponadto, zamknięcie obwodu rezonansowego poprzez te klucze mostka zmniejsza oscylacje pasożytnicze obwodu i tym samym zmniejsza zakłócenia elektromagnetyczne emitowane przez przekształtnik.

Sposób objaśniony jest w przykładzie wykonania na rysunku, który przedstawia schemat ideowy przekształtnika rezonansowego wykorzystującego mostek typu H.

Obwód rezonansowy Z transformuje energię dostarczaną z zasilacza poprzez układ kluczy K1, K2, K3, K4 z podłączonymi równolegle diodami D1, D2, D3, D4, składający się na mostek typu H i dostarczają do obciążenia rezonansowego Z.

Działanie układu dzieli się na cztery fazy pracy powtarzające się z częstotliwością kluczowania układu. W fazie pierwszej załączone są klucze K1 oraz K3. W tym czasie obwód rezonansowy jednocześnie gromadzi energię dostarczoną z zasilacza ZAS i przekazuje ją do obciążenia rezonansowego Z. W fazie drugiej załączone są klucze K1 oraz K4 natomiast klucze K2 oraz K3 są rozwarte. W fazie tej prąd krąży w obwodzie Z poprzez klucze K1 oraz K4, co pozwala przekazywać energię zgromadzoną w obwodzie rezonansowym w poprzednich cyklach do obciążenia. W fazie trzeciej załączone są klucze K2 oraz K4 natomiast klucze K1 oraz K3 są otwarte. Podobnie jak w fazie pierwszej obwód rezonansowy jednocześnie gromadzi energię i przekazuje ją do obciążenia z tą różnicą, że przepływ prądu przez obciążenie odbywa się w przeciwnym kierunku. W fazie czwartej załączone są klucze K2 oraz K3 natomiast klucze K1 oraz K4 są rozwarte. W fazie tej prąd krąży w obciążeniu rezonansowym Z poprzez klucze K2 oraz K3, co pozwala przekazywać energię zgromadzoną w obwodzie rezonansowym w poprzednich cyklach do obciążenia, podobnie jak w fazie trzeciej. W każdym cyklu regulacja czasu załączenia par kluczy K1, K3 i K2, K4 umożliwia regulację mocy dostarczanej przez przekształtnik do obciążenia Z.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób sterowania mostka H w przekształtniku rezonansowym polegający na naprzemiennym włączaniu kluczy mostka, znamienny tym, że między włączeniem pary kluczy pierwszego (K1) i trzeciego (K3) lub drugiego (K2) i czwartego (K4) włącza się naprzemiennie pary kluczy górnych: pierwszy (K1) i czwarty (K4) lub dolnych: drugi (K2) i trzeci (K3).