RU2098915C1

RU2098915C1 - Multiphase as-to-dc voltage converter

Info

Publication number: RU2098915C1
Authority: RU
Inventors: Адольф Иванович Генин
Original assignee: Адольф Иванович Генин
Priority date: 1990-04-04
Filing date: 1990-04-04
Publication date: 1997-12-10

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: each converter phase has first and second valves; first like-polarity leads of all phases of valves are combined and second ones are connected to power supply leads. Converter has controlled valve current sensor (limiter), adjustable resistor. Second leads of first valves are connected to respective first leads of second valves. Second like- polarity leads of second valves are combined and connected to first combined leads of first valves through series-connected circuit set up of controlled valve and current sensor. Point of connection of controlled valve and sensor first leads is connected to second lead for connecting control power supply through adjustable resistor. Control output of the latter is connected to second lead of current sensor. EFFECT: improved design. 7 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве многофазного преобразователя переменного напряжения в постоянное. The invention relates to electrical engineering and can be used as a multiphase AC to DC converter.

Известен трехфазный выпрямитель/ авт. св. СССР N 471643, кл. H 02 M 7/12, 16.10.72./, содержащий двенадцать вентилей и трехфазный трансформатор, имеющий соединенную в звезду две вторичные обмотки, отводы, выводы первой из которых подключены к схеме неравноплечного мостового выпрямителя, а выводы второй к одноименным электродам двух вентилей, нулевая точка второй вторичной обмотки подключена к одной выходной клемме упомянутого мостового выпрямителя, а отводы разноименных фаз первой обмотки соединены с одноименными электродами соответствующей пары упомянутых вентилей. Known three-phase rectifier / ed. St. USSR N 471643, class H 02 M 7/12, 16.10.72./, containing twelve valves and a three-phase transformer, having two secondary windings connected to the star, taps, the terminals of the first of which are connected to the unequal bridge rectifier circuit, and the terminals of the second to the same electrodes of two valves, the zero point of the second secondary winding is connected to one output terminal of the said bridge rectifier, and the taps of the opposite phases of the first winding are connected to the same electrodes of the corresponding pair of the mentioned valves.

Недостатком является относительно большое число управляемых вентилей, усложняющих управление. The disadvantage is the relatively large number of controlled valves that complicate control.

Известен также трехфазный преобразователь переменного напряжения в постоянное /авт. св. СССР N 892622, кл. H 02 M 7/12, 1977/, содержащий трансформатор с трехфазными первичной и вторичной обмотками, выпрямитель, выполненный на неуправляемых вентилях, и управляемые вентили, соединенные в треугольник, вершины которого соединены с входом выпрямителя, дополнительный трансформатор, каждая фаза трехфазной первичной обмотки которого включена параллельно соответствующему управляемому вентилю указанного треугольника, а его вторичная обмотка соединена пофазно последовательно с вторичной обмоткой основного трансформатора, недостатком которого является также сложность управления устройством и относительно большие массогабаритные показатели устройства, из-за наличия двух трехфазных трансформаторов. Also known is a three-phase AC / DC converter / ed. St. USSR N 892622, class H 02 M 7/12, 1977 /, comprising a transformer with three-phase primary and secondary windings, a rectifier made on uncontrolled valves, and controlled valves connected in a triangle, the vertices of which are connected to the input of the rectifier, an additional transformer, each phase of a three-phase primary winding of which connected in parallel to the corresponding controlled valve of the specified triangle, and its secondary winding is connected in phase with the secondary winding of the main transformer, the disadvantage of which is also the complexity of controlling the device and the relatively large overall dimensions of the device, due to the presence of two three-phase transformers.

Известен также наиболее близкий к предлагаемому преобразователь переменного тока /авт. св. СССР N 736302, кл. H 02 M 7/12, 12.12.77/, содержащий в каждой фазе силовой и коммутирующий тиристоры, первый и второй вентили, причем одноименные выводы силового и вспомогательного тиристоров и первого вентиля объединены и подключены к выводу для подключения соответствующей фазы трехфазного источника питания, а вторые одноименные выводы силовых управляемых вентилей объединены и подключены к первому выводу нагрузки, одноименному вы воду дополнительного управляемого вентиля, второй вывод которого подключен к первому выводу накопительного конденсатора, катодом двух вторых вентилей и первому выводу второго конденсатора и объединенным вторым выводам первых вентилей, второй вывод нагрузки подключен к выводу для подключения нулевой шины трехфазного источника питания, объединенные вторые выводы дополнительных первых управляемых вентилей подключены к второму выводу первого накопительного конденсатора, аноду второго вентиля и обмотке импульсного трансформатора, второй вывод которого подключен к аноду второго вентиля второй группы, катод третьего вентиля второй группы подключен к первому выводу второй обмотки импульсного трансформатора, второй вывод которой подключен к объединенным первого и второго дросселей и объединенным выводам вторых силовых управляемых вентилей, свободные концы первого и второго дросселей подключены соответственно к аноду первого вентиля второй группы и второму выводу второго конденсатора, управляющие выводы управляемых вентилей подключены к соответствующим управляющим источникам. Also known closest to the proposed AC / DC converter. St. USSR N 736302, cl. H 02 M 7/12, 12.12.77 /, containing in each phase the power and switching thyristors, the first and second valves, the terminals of the same power and auxiliary thyristors and the first valve are combined and connected to the output for connecting the corresponding phase of the three-phase power source, and the second terminals of the same name of the power controlled valves are combined and connected to the first output of the load, the same output of the additional controlled valve, the second output of which is connected to the first output of the storage capacitor, cathode vuh of the second valves and the first terminal of the second capacitor and the combined second terminals of the first valves, the second load terminal is connected to the terminal for connecting the zero bus of the three-phase power supply, the combined second terminals of the additional first controlled valves are connected to the second terminal of the first storage capacitor, the anode of the second valve and the pulse winding a transformer, the second terminal of which is connected to the anode of the second valve of the second group, the cathode of the third valve of the second group is connected to the first output the second winding of the pulse transformer, the second terminal of which is connected to the combined first and second chokes and the combined terminals of the second power controlled valves, the free ends of the first and second chokes are connected respectively to the anode of the first valve of the second group and the second terminal of the second capacitor, the control terminals of the controlled valves are connected to the corresponding management sources.

Недостатками этого устройства являются сложность его управления, малая надежность из-за наличия межфазных коротких замыканий, вызванных относительно большими временами выключений управляемых вентилей /из-за наличия реактивных составляющих тока/, малая надежность /защищенность/ устройства от перегрузки, коротких замыканий и др. /малое выходное напряжение фазное, а не линейное/. The disadvantages of this device are the complexity of its control, low reliability due to the presence of interphase short circuits caused by relatively large shutdown times of controlled valves / due to the presence of reactive current components /, low reliability / protection / devices from overload, short circuits, etc. / small output voltage is phase rather than linear.

Цель изобретения упрощение и увеличение выходного напряжения /выходной мощности/. The purpose of the invention is the simplification and increase of the output voltage / output power /.

Поставленная цель достигается тем, что в многофазный преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий управляемый вентиль, управляющий вывод которого подключен к первому выводу для подключения управляющего источника, и в каждой фазе первый и второй вентили, причем одноименные первые выводы первых вентилей всех фаз объединены, а вторые выводы подключены к соответствующим выводам для подключения соответствующих фаз многофазного источника, выводы для подключения нагрузки, введены датчик /ограничитель/ тока и управляемое сопротивление, причем вторые выводы первых вентилей подключены к соответствующим первым разноименным с соответствующими первыми вентилями, выводам вторых вентилей, вторые выводы которых /одноименные/ объединены и подключены к объединенным выводам первых вентилей через последовательно включенную цепь из выводов для подключения нагрузки, датчика /ограничителя/ тока и управляемого вентиля, причем точка соединения первых выводов датчика /ограничителя/ тока и управляемого вентиля подключена к второму выводу для подключения управляющего источника через управляемое сопротивление, управляющий вывод которого подключен к второму выводу датчика /ограничителя/ тока. This goal is achieved by the fact that in a multiphase AC to DC converter containing a controlled valve, the control terminal of which is connected to the first terminal for connecting a control source, and in each phase the first and second valves, the first terminals of the same valves of all phases being combined, and the second terminals are connected to the corresponding terminals for connecting the corresponding phases of the multiphase source, the terminals for connecting the load, the sensor / limiter / current and controlled resistance, and the second terminals of the first valves are connected to the corresponding first opposite to the corresponding first valves, the terminals of the second valves, the second conclusions of which / of the same name / are combined and connected to the combined terminals of the first valves through a series circuit from the terminals for connecting the load, sensor / limiter / current and a controlled valve, and the connection point of the first terminals of the sensor / limiter / current and the controlled valve is connected to the second terminal for connecting the control source through controlled resistance, the control terminal of which is connected to the second output of the sensor / limiter / current.

Достигается тем, что управляемое сопротивление содержит дополнительный или соответствующий дополнительный выход, подключенный или соответственно подключенный к дополнительному или соответствующему дополнительному управляющему входу управляемого вентиля. This is achieved by the fact that the controlled resistance contains an additional or corresponding additional output connected or respectively connected to the additional or corresponding additional control input of the controlled valve.

Достигается тем, что управляемое сопротивление содержит дополнительный или соответствующий дополнительный выход, подключенный к управляющему или соответствующему управляющему входу дополнительно введенного управляемого ключа /сопротивления/, причем точка соединения первых выводов датчика /ограничителя/ тока и управляемого вентиля дополнительно подключена или к второму выводу управляемого вентиля или одному из объединенных выводов вентилей /или первых, или вторых/ через или введенный /введенное/ управляемый ключ /сопротивление/, или через введенную последовательную цепь из управляемого ключа /сопротивления/ и/или дополнительного источника питания, например предварительно заряженного конденсатора, или дополнительного выхода управляемого сопротивления, или RC-цепи, или датчика, или индикатора, или дросселя, или реактора, или управляющего входа, или выхода, или обмотки электромагнита, или различной их последовательности /совокупности/. This is achieved by the fact that the controlled resistance contains an additional or corresponding additional output connected to the control or corresponding control input of the additionally entered controlled key / resistance /, and the connection point of the first terminals of the sensor / limiter / current and the controlled valve is additionally connected either to the second terminal of the controlled valve or one of the combined terminals of the valves / or the first or the second / through either the entered / inserted / controlled key / resistance /, or through an introduced serial circuit from a controlled key / resistance / and / or an additional power source, for example, a pre-charged capacitor, or an additional output of a controlled resistance, or an RC circuit, or a sensor, or an indicator, or an inductor, or a reactor, or a control input, or output, or winding of an electromagnet, or their various sequence / combination /.

Достигается тем, что управляемое сопротивление содержит дополнительный или соответствующий дополнительный выход, подключенный или соответственно подключенный к управляющему или соответствующему управляющему входу дополнительно введенного /или первого, или второго/ управляемого ключа /сопротивления/, причем управляющий вывод управляемого вентиля /или первый, или второй/ дополнительно подключен или к второму выводу датчика /ограничителя/ тока, или второму выводу управляемого вентиля, через или введенный управляемый ключ /управляемое сопротивление/, или через введенную последовательную цепь из введенного управляемого ключа /сопротивления/ и или дополнительного источника питания, например предварительно заряженного конденсатора, или дополнительного выхода управляемого сопротивления, или датчика, или индикатора, или управляющего входа, или выхода, или обмотки электромагнита, или дросселя, или реактора, или различной их последовательности /совокупности/. This is achieved by the fact that the controlled resistance contains an additional or corresponding additional output connected or respectively connected to the control or corresponding control input of the additionally entered / or the first or second / controlled key / resistance /, and the control output of the controlled valve / or the first or second / additionally connected either to the second terminal of the sensor / limiter / current, or to the second terminal of the controlled valve, via either the entered key / controlled resistance /, or through the introduced serial circuit from the entered controlled key / resistance / and or an additional power source, for example, a pre-charged capacitor, or an additional output of the controlled resistance, or a sensor, or an indicator, or a control input, or an output, or an electromagnet winding, or throttle, or reactor, or their various sequences / aggregate /.

Достигается тем, что управляемое сопротивление содержит дополнительный или соответствующий дополнительный управляющий вход, подключенный или соответственно подключенный к дополнительному или датчику, или индикатору, или управляющему источнику, или выполненный в виде или датчика, или индикатора, или различной их совокупности. This is achieved by the fact that the controlled resistance contains an additional or corresponding additional control input connected or respectively connected to an additional or sensor, or indicator, or control source, or made in the form of either a sensor, or an indicator, or their various combination.

Достигается тем, что датчик /ограничитель/ тока содержит дополнительный или соответствующий дополнительный управляющий вход, подключенный или соответственно подключенный к дополнительному или датчику, или индикатору, или выходу, или управляющему входу, или выходу, или управляемому вентилю /например, температурно/, или дросселю, или реактору, или нагрузке, или электромагниту /например, магнитно/, или различной их совокупности. This is achieved by the fact that the sensor / limiter / current contains an additional or corresponding additional control input connected or respectively connected to an additional or sensor, or indicator, or output, or control input, or output, or controlled valve (for example, temperature /, or inductor or a reactor, or a load, or an electromagnet (for example, magnetically), or various combinations thereof.

Достигается тем, что датчик /ограничитель/ тока содержит дополнительный или соответствующий дополнительный выход, подключенный или соответственно подключенный к управляющему или дополнительному или соответствующему дополнительному управляющему входу или управляемого вентиля, или управляемого ключа / или первого, или второго, или и первого, и второго/, или дополнительного управляющего входа управляемого сопротивления, или нагрузки, или различной их совокупности. This is achieved by the fact that the sensor / limiter / current contains an additional or corresponding additional output connected or respectively connected to the control or additional or corresponding additional control input of either a controlled valve or a controlled key / or the first, or second, or both the first and second / , or an additional control input of controlled resistance, or load, or their various combination.

Сущность изобретения заключается в изменении совокупности существенных признаков известного устройства, позволяющего значительно упростить устройство, значительно сократив число управляемых вентилей, следовательно, и устройства, для их управления, увеличить амплитуду напряжения на нагрузке, т.к. используется линейное, а не фазное напряжение многофазного источника питания, т. к. использование более высокочастотных неуправляемых вентилей исключает длительные обратные токи/токи коротких замыканий фаз/, а использование комбинированного запирания управляемого вентиля позволяет значительно уменьшить время выключения управляемого вентиля, уменьшить его коммутационные потери, т.к. включение запирания управляемого вентиля по цепи его управляющего входа сводит к минимуму продолжительность этапа рекомбинации избыточного заряда в наиболее толстой базе управляемого вентиля /п или р - базе/, который практически определяет продолжительность времени выключения управляемого вентиля при запирании управляемого вентиля обратным напряжением /анод-катод/, что позволяет значительно уменьшить время выключения управляемого вентиля, следовательно, уменьшить и массу, и габариты дополнительного источника питания, например предварительно заряженного конденсатора, или дополнительного выхода управляемого сопротивления; использование датчика /ограничителя/ тока, обеспечивающего самоформирование управляющего включающего сигнал оптимально минимальной длительности /мощности/ при включении и увеличении запирающего тока /падения напряжения/ на нем от протекания силового тока нагрузки /позволяет обеспечить саморегулирование запирающего суммарного тока и ускорить время его включения, особенно при использовании датчика /ограничителя/ тока с управляемой проводимостью, позволяющей ограничить скорость и величины нарастания тока управляемого вентиля при включении, а также уменьшить силовой запираемый ток управляемого вентиля при его выключении, особенно при перегрузке или коротком замыкании нагрузки /по току или температуре, отклонении выходных параметров нагрузки, например, давления, веса, скорости, и многих других от предельно допустимой величины и др./, в связи с тем, что при самоформировании управляющего включающего сигнала используется только относительно узкий, предельно допустимый диапозон изменения силового тока /от нулевого до подхватывающего, включающего, или удерживающего/, то в качестве датчика /ограничителя/ тока может быть использован нелинейный элемент, например, вентиль, ключ и др. с относительно малым дифференциальным сопротивлением и др. The essence of the invention is to change the set of essential features of the known device, which allows to significantly simplify the device, significantly reducing the number of controlled valves, therefore, the device for controlling them, to increase the voltage amplitude at the load, because the linear rather than the phase voltage of the multiphase power supply is used, since the use of higher-frequency uncontrolled valves eliminates long reverse currents / phase short-circuit currents /, and the use of combined locking of the controlled valve significantly reduces the shutdown time of the controlled valve and reduces its switching losses, because the inclusion of locking the controlled valve along the circuit of its control input minimizes the duration of the recombination phase of the excess charge in the thickest base of the controlled valve / p or p - base /, which practically determines the length of time the controlled valve turns off when the controlled valve is closed by reverse voltage / anode-cathode / that allows you to significantly reduce the time off the controlled valve, therefore, to reduce the mass and dimensions of the additional power source, for example, aritelno charged capacitor, or the auxiliary output controlled resistance; the use of a sensor / limiter / current, which ensures self-formation of a control signal that includes an optimal minimum duration / power / when switching on and increasing the blocking current / voltage drop / on it from the flow of the load current / allows for self-regulation of the blocking total current and accelerate its turn-on time, especially when using a sensor / limiter / current with controlled conductivity, which allows to limit the speed and magnitude of the rise in current of the controlled valve when on In addition, it can also reduce the lockable power of the controlled valve when it is turned off, especially when the load is overloaded or short-circuited / by current or temperature, deviation of the output load parameters, for example, pressure, weight, speed, and many others from the maximum permissible value, etc. /, due to the fact that in the self-formation of the control switching signal, only a relatively narrow, extremely permissible range of changes in the power current is used / from zero to picking up, turning on, or holding /, then as a sensor / limiter / current, a nonlinear element can be used, for example, a valve, a key, etc. with a relatively small differential resistance, etc.

На фиг. 1,2 изображены функциональные /принципиальные/ электрические схемы устройства, где в качестве управляемого вентиля использован одно- или двухоперационный управляемый вентиль, управляемый или только электрически или комбинированно /электрически и оптически фиг. 2/ как при включении, так и выключении, или только управляющим источником по цепи управляющего входа, или комбинированно, например, с использованием падения напряжения на датчике /ограничителе/ для увеличения запирающего тока управляемого вентиля по цепи его управляющего входа / фиг. 1 без дополнительного источника предварительно заряженного конденсатора, и с его использованием/, или обратным током перехода анод-катод /обратным напряжением анод-катод/ и управляющим источником, или и обратным током и управляющим источником и напряжением на датчике /ограничителе/ тока в различной последовательности /очередности/, где в качестве управляемого сопротивления использован транзистор /МДП/, в качестве дополнительного выхода его используют или встречно-параллельно включенные вентиль и оптический излучатель /светодиод или лазер/, или трансформатор, во вторичную обмотку которого включены встречно-параллельно включенные оптические излучатели, например светодиоды или лазеры, в качестве дополнительного управляющего входа использован оптический управляемый вход, включенный или в цепь затвор-исток, или затвор-сток транзистора, в качестве дополнительного источника использован предварительно заряженный конденсатор;
На фиг.3 изображены некоторые другие использования элементов устройства, связи, управления и др.In FIG. 1.2 shows functional / circuit / electrical circuits of a device where a one- or two-operation controlled valve is used as a controlled valve, controlled either only electrically or combined / electrically and optically. FIG. 2 / both when switching on and off, or only by a control source in the control input circuit, or in combination, for example, using the voltage drop across the sensor / limiter / to increase the blocking current of the controlled valve in its control input circuit / Fig. 1 without an additional source of a pre-charged capacitor, and with its use /, or the reverse current of the anode-cathode junction / reverse voltage of the anode-cathode / and control source, or both the reverse current and the control source and voltage at the sensor / limiter / current in different sequences / sequence /, where a transistor / MIS / is used as a controlled resistance, it is used either as an additional output or a counter-parallel-connected valve and an optical emitter / LED or la ep / or transformer, the secondary winding of which includes oppositely connected optical emitters, such as LEDs or lasers, as an additional control input, an optical controlled input is used, either included in the gate-source circuit or gate-drain of the transistor, as an additional the source used a pre-charged capacitor;
Figure 3 shows some other uses of the elements of the device, communication, control, etc.

Устройство /фиг.1/ содержит управляемый вентиль 1, датчик /ограничитель/ тока 2, управляемое сопротивление 3, выполненное на транзисторе 4, управляющий вывод которого 5, нагрузку 6, подключенную к выводам 7 и 8 /для подключения нагрузки/, причем управляемый вентиль 1, датчик /ограничитель/ тока 2 и выводы 7 и 8 для подключения нагрузки 6 включены последовательно и подключены к объединенным выводам /катодам/ первых вентилей 9-1, 9-2, 9-3 и объединенным вторым выводам /анодам/ вторых вентилей 10-1, 10-2, 10-3, причем вторые выводы /аноды/ соответствующих первых вентилей 9-1, 9-2, 9-3 и первые выводы /катоды/ соответствующих /фазных/ вторых вентилей 10-1, 10-2, 10-3 соответственно объединены и подключены к соответствующим выводам /фазным/ 11-1, 11-2, 11-3 выводам для подключения много-фазного источника питания, управляющий вывод /управляющий электрод/ управляемого вентиля 1 подключен к первому выводу 12 для подключения управляющего источника, а точка соединения первых выводов управляемого вентиля /катода/ 1 и датчика /ограничителя/ тока 2 подключены к второму выводу 13 для подключения управляющего источника через управляемое сопротивление 3, управляющий вывод 5 которого подключен к второму выводу датчика /ограничителя/ тока 2, управляемое сопротивление 3 содержит дополнительный /оптический/ управляющий вход 14, подключенный к дополнительному или датчику, или индикатору, или управляющему источнику 15, а также дополнительный выход 16, выполненный в виде встречно-параллельно включенных вентиля и светодиода, выход /оптический/ которого подключен к управляющему /оптическому/ входу дополнительного управляемого ключа /сопротивления/ 17, причем управляющий вывод /управляющий электрод управляемого вентиля 1 дополнительно подключен к второму выводу датчика /ограничителя/ тока 2 через последовательно включенную цепь из управляемого ключа /сопротивления/ 17 и дополнительного источника 18; выполненного в виде предварительно заряженного конденсатора цепью 19. The device / Fig. 1/ contains a controlled valve 1, a sensor / limiter / current 2, a controlled resistance 3 made on the transistor 4, the control terminal of which 5, the load 6 connected to the terminals 7 and 8 / for connecting the load /, and the controlled valve 1, the sensor / limiter / current 2 and the terminals 7 and 8 for connecting the load 6 are connected in series and connected to the combined terminals / cathodes / first valves 9-1, 9-2, 9-3 and the combined second terminals / anodes / second valves 10 -1, 10-2, 10-3, and the second conclusions / anodes / corresponding first vents lei 9-1, 9-2, 9-3 and the first terminals / cathodes / of the corresponding / phase / second valves 10-1, 10-2, 10-3, respectively, are combined and connected to the corresponding terminals / phase / 11-1, 11 -2, 11-3 terminals for connecting a multi-phase power source, the control terminal / control electrode / valve 1 is connected to the first terminal 12 for connecting a control source, and the connection point of the first terminals of the controlled valve / cathode / 1 and the sensor / limiter / current 2 are connected to the second terminal 13 for connecting a control source through controlled resistance 3, the control terminal 5 of which is connected to the second terminal of the sensor / limiter / current 2, the controlled resistance 3 contains an additional / optical / control input 14 connected to an additional sensor or indicator or control source 15, as well as an additional output 16 made in the form of counter-parallel-connected gate and LED, the output / optical / of which is connected to the control / optical / input of an additional controlled key / resistance / 17, and the control output / control electrode-governing regulation valve 1 is further connected to a second terminal of the transducer / limiter / 2 current through series-connected circuit of the controllable switch S / R / 17 and the secondary source 18; made in the form of a pre-charged capacitor circuit 19.

Устройство (фиг. 2) отличается тем, что дополнительный выход 16 управляемого сопротивления 3 выполнен в виде трансформатора, первичная обмотка которого включена последовательно с транзистором 4 управляемого сопротивления 3, во вторичную обмотку которого включены встречно-параллельно оптические излучатели, например светодиоды, причем оптический излучатель, совпадающий с включающим током управляемого сопротивления 3 для управляющего входа управляемого вентиля 1 подключен к дополнительному /оптическому/ входу управляемого вентиля, например, части структуры управляемого вентиля наиболее удаленной от места подключения электрически управляющего входа /вывода/, а оптический излучатель, совпадающий с запирающим /обратным/ током управляемого сопротивления 3 для управляющего входа управляющего вентиля 1 подключен к управляющему входу дополнительного управляемого ключа /сопротивления/ 20 или и 20 и 17, например, /его наиболее удаленной части структуры/, а точка соединения первых выводов управляемого вентиля 1 и датчика /ограничителя/ тока 2 дополнительно подключена к второму выводу /аноду/ управляемого вентиля через последовательно включенную цепь из управляемого ключа /сопротивления/ 20, дополнительного источника 18 и управляющего ключа /сопротивления/ 17 управляющий вход 14 включен или между затвором и истоком /выводу 13/ с различным исполнением последовательных цепей /нагрузка включена или в цепи катода, или в цепи анода /для управляемого вентиля с управлением по катоду/ нагрузки 6, с исполнением цепи заряда 19 или в виде активной, или активно-реактивной. The device (Fig. 2) is characterized in that the additional output 16 of the controlled resistance 3 is made in the form of a transformer, the primary winding of which is connected in series with the transistor 4 of the controlled resistance 3, the secondary winding of which includes counter-parallel optical emitters, for example LEDs, the optical emitter coinciding with the switching current of the controlled resistance 3 for the control input of the controlled valve 1 is connected to the additional / optical / input of the controlled valve, for example p, part of the structure of the controlled valve farthest from the connection point of the electrically control input / output /, and the optical emitter matching the locking / reverse / current of the controlled resistance 3 for the control input of the control valve 1 is connected to the control input of the additional controlled key / resistance / 20 or and 20 and 17, for example, / of its most remote part of the structure /, and the connection point of the first terminals of the controlled valve 1 and the sensor / limiter / current 2 is additionally connected to the second terminal / anode / of a controlled valve through a series-connected circuit from a controlled key / resistance / 20, an additional source 18 and a control key / resistance / 17, the control input 14 is connected either between the gate and the source / output 13 / with various versions of serial circuits / the load is turned on or cathode circuit, or in the anode circuit / for a controlled valve controlled by the cathode / load 6, with the execution of the charge circuit 19 or in the form of active or active-reactive.

Устройство (фиг. 3) отличается некоторым другим исполнением выхода 16 и управляемого ключа /сопротивления/ 20 или 17 / или 20 и 17, и их последовательной цепи. The device (Fig. 3) differs in some other execution of the output 16 and the controlled key / resistance / 20 or 17 / or 20 and 17, and their serial circuit.

Устройство (фиг.1) работает следующим образом /при отсутствии выхода 16 и цепи управляемого ключа 17/. The device (figure 1) works as follows / in the absence of output 16 and the circuit of the controlled key 17 /.

В исходном состоянии, при относительно малом напряжении управляющего источника на выводах 12, 13, или при наличии запирающего напряжения на них /запирающего тока/, управляемый вентиль 1 находится в выключенном состоянии при наличии на выводах 11-1, 11-2, 11-3 многофазного напряжения, при этом проводимость управляемого сопротивления 3 велика, т.к. управляющий вывод 5 управляемого сопротивления 3 подключен к управляющему источнику /выводу 12/ через датчик /ограничитель/ тока 2, напряжение на котором равно нулю /отсутствие тока управляемого вентиля 1/. In the initial state, with a relatively low voltage of the control source at the terminals 12, 13, or in the presence of a blocking voltage on them / blocking current /, the controlled valve 1 is in the off state if there are terminals 11-1, 11-2, 11-3 multiphase voltage, while the conductivity of the controlled resistance 3 is high, because the control terminal 5 of the controlled resistance 3 is connected to the control source / terminal 12 / through the sensor / limiter / current 2, the voltage at which is equal to zero / no current of the controlled valve 1 /.

При наличии на управляющих выводах 12 и 13 управляющего включающего напряжения: "+" вывод 12 и "-" вывод 13, по цепи управляющего входа управляемого вентиля 1 и управляемого сопротивления 3 потечет прямой /включающий ток: "+" вывода 12, управляющий вход /управляющий электрод -катод при управлении по катоду/ управляемого вентиля 1, относительно малое сопротивление 3 /открытый транзистор 4/ и "-" вывода 13. Под воздействием прямого /включающего/ тока управляемый вентиль начинает включаться, при этом по нагрузке 6 и датчику /ограничителю/ тока 2 потечет ток: "+" вывода, например, 11-1, вентиль 9-1 /9-2, 9-3/ силовые выводы управляемого вентиля 1, датчик /ограничитель/ тока 2, вывод 7, нагрузка 6, вывод 8, вентиль 10-2 /10-1, 10-3/ и "-" вывода 11-2 /11-1, 11-3/. При этом увеличивается падение напряжения на нагрузке 6 и датчике /ограничителе/ тока 2. If there is a control switching voltage on the control terminals 12 and 13: "+" terminal 12 and "-" terminal 13, a direct / switching current flows through the control input circuit of the controlled valve 1 and the controlled resistance 3: "+" terminal 12, the control input / the control electrode is the cathode when controlled by the cathode / controlled valve 1, a relatively low resistance 3 / open transistor 4 / and "-" output 13. Under the influence of direct / turning on / current, the controlled valve starts to turn on, with load 6 and the sensor / limiter / current 2 current will flow: "+" outputs, for example, 11-1, valve 9-1 / 9-2, 9-3 / power terminals of controlled valve 1, sensor / limiter / current 2, terminal 7, load 6, terminal 8, valve 10-2 / 10- 1, 10-3 / and "-" of terminal 11-2 / 11-1, 11-3 /. This increases the voltage drop across the load 6 and the sensor / limiter / current 2.

При увеличении падения напряжения на датчике /ограничителе/ тока 2 уменьшается отпирающее напряжение на транзисторе 4 управляемого сопротивления 3, что приводит к уменьшению проводимости транзистора 4, и, следовательно, управляемого сопротивления 3 /вплоть до полной отсечки прямого /включающего/ тока управляющего входа управляемого вентиля 1. А так как первоначальное включение относительно мощного управляемого вентиля 1 происходит первоначально вблизи места подключения электрического вывода управляющего электрода управляемого вентиля 1 и включающий ток управляющего входа протекает также вблизи места подключения электрического его входа, то увеличение силового тока в первоначально включаемой площади более тока подхватывающего, происходит при отключенном управляющем прямом токе управляющего входа, что исключает вероятность прожига переходов структуры управляемого вентиля при включении на относительно большую нагрузку 6. Управляемый вентиль 1 включается по всей его площади. При подаче на управляющие выводы 12 и 13 запирающего /обратного/ напряжения: "+" вывода 13 и "-" вывода 12, по цепи управляющего входа управляемого вентиля 1 протекает запирающий ток:"+" вывода 13, р-п-переход подложка-сток /или вентиль/ управляемого сопротивления /транзистора 4/, обратный переход /катод- управляющий электрод/ управляемого вентиля 1, и "-" вывода 12. When the voltage drop across the sensor / limiter / current 2 increases, the unlocking voltage on the transistor 4 of the controlled resistance 3 decreases, which leads to a decrease in the conductivity of the transistor 4, and therefore the controlled resistance 3 / until the direct / switching on / current of the control input of the controlled valve is completely cut off 1. And since the initial inclusion of a relatively powerful controlled valve 1 occurs initially near the connection point of the electrical output of the control electrode of the controlled valve 1 and the switching current of the control input also flows near the connection point of its electrical input, then the increase in the power current in the initially switched on area more than the current picking up occurs when the control direct current of the control input is turned off, which eliminates the possibility of burning through transitions of the structure of the controlled valve when it is switched on to a relatively large load 6. Controlled valve 1 is turned on throughout its area. When applying to the control terminals 12 and 13 of the locking / reverse / voltage: “+” of terminal 13 and “-” of terminal 12, a locking current flows through the control input circuit of the controlled valve 1: “+” of terminal 13, pn junction drain / or valve / controlled resistance / transistor 4 /, reverse transition / cathode-control electrode / controlled valve 1, and "-" output 12.

Под воздействием запирающего тока управляющего входа управляемый вентиль включается, отключая нагрузку 6 от многофазного источника питания. Таким образом, изменяя управляющее напряжение регулируется выходное напряжение /импульсное/ на нагрузке 6. Under the influence of the locking current of the control input, the controlled valve is turned on, disconnecting the load 6 from the multiphase power source. Thus, by changing the control voltage, the output voltage / pulse / at the load 6 is regulated.

При подаче же на дополнительный управляющий вход 14 сигнала /оптического/ или дополнительного датчика, или индикатора, или управляющего источника 15 исключается включение управляемого вентиля 1, т.к. уменьшается управляющее напряжение транзистора 4 управляемого сопротивления 3 менее его порогового, и при наличии на управляющих выводах 12 и 13 включающего напряжения проводимость управляемого сопротивления 3 будет мала, исключающая включение управляемого вентиля 1. При изменении же места включения дополнительного управляющего входа 14 /между выводом 5 и затвором -см. фиг.2 / для включения необходим разрешающий сигнал или датчика, или индикатора, или управляющего источника 15: например, отсутствие перегрузки лифта или наличие закрытия двери лифта и др. When applying to the additional control input 14 of the signal / optical / or additional sensor, or indicator, or control source 15, the inclusion of controlled valve 1 is excluded. the control voltage of the transistor 4 of the controlled resistance 3 is less than its threshold, and if there is a switching voltage on the control terminals 12 and 13, the conductivity of the controlled resistance 3 will be small, excluding the inclusion of the controlled valve 1. When changing the location of the additional control input 14 / between terminal 5 and shutter cm. figure 2 / to enable the required enable signal or sensor, or indicator, or control source 15: for example, the absence of overload of the elevator or the presence of the closing of the elevator door, etc.

При наличии дополнительного выхода 16 и управляемого ключа /сопротивления/ 17, при подаче запирающего тока оптическим излучателем выхода 16 включается управляемый ключ /сопротивление/ 17, при этом увеличивается силовой ток управляемого вентиля 1, протекающий по цепи: анод управляющий электрод управляемого вентиля, управляемый ключ /управляемое сопротивление/ 17 и/или вывод 7, или источник 18 и вывод 7 для подключения нагрузки 6, Увеличение запирающего тока, протекающего по данной цепи, ускоряет процесс запирания управляющего вентиля 1, причем запирающий ток будет равен сумме запирающего тока управляющего источника /относительно малого достаточного для включения ключа 17/ и силового тока управляемого ключа, величина которого увеличивается с увеличением силового тока, т.к. падение напряжения на датчике /ограничителе/ тока 2 увеличивается с увеличением тока нагрузки 6, а при использовании дополнительного источника 18 зависит и от длительности протекания прямого тока, т. к. с увеличением прямого тока увеличивается и время запирания управляемого вентиля 1. Однако при уменьшении тока управляемого ключа 17 менее тока удержания его, например, при запирании переходов управляемого вентиля 1 /управляемый ключ 17 запирается, а управляющим источником обеспечивается рассасывание избыточных носителей зарядов в структуре при нарастании прямого напряжения на силовых выводах управляемого вентиля 1 /исключая его ложное повторное включение/. If there is an additional output 16 and a controlled key / resistance / 17, when a locking current is supplied by the optical emitter of output 16, the controlled key / resistance / 17 is turned on, while the power current of the controlled valve 1 flowing through the circuit increases: the anode is the control electrode of the controlled valve, the controlled key / controlled resistance / 17 and / or terminal 7, or source 18 and terminal 7 for connecting load 6, Increasing the blocking current flowing through this circuit accelerates the shut-off of control valve 1, and rayuschy current will be equal to the sum of the locking control current source / relative low enough to turn on the key 17 and / power current controllable switch, the magnitude of which increases with increasing current power, since the voltage drop across the sensor / limiter / current 2 increases with increasing load current 6, and when using an additional source 18 it also depends on the duration of the direct current flow, since with increasing direct current the closing time of the controlled valve 1 also increases. However, when the current decreases the controlled key 17 is less than its holding current, for example, when locking the transitions of the controlled valve 1 /, the controlled key 17 is locked, and the controlling source ensures the resorption of excess charge carriers in the structure With increasing direct voltage at the power terminals of the controlled valve 1 / excluding its false repeated inclusion /.

Использование же дополнительного выхода 16 управляемого сопротивления 3, совпадающего с включающим /прямым/ током управляющего входа управляемого вентиля 1, подключенного к дополнительному управляющему входу, /например, оптическому/ управляемого вентиля 1 позволяет /при оптическом управляющем входе возможны и магнитный, термо, тензо и др./, увеличить площадь и глубину генерации фотоносителей по всей площади структуры, особенно расположенной вдали от мест подключения электрического управляющего входа /вывода/ и на значительную толщину, например, при использовании GaA1A излучателей /светодиодов или лазеров/, что уменьшает задержку включения управляемого вентиля, т.к. использование фотоносителей,генерируемых синхронно с управляющим электрическим током, обладающим относительно большой задержкой инжекции носителей заряда, позволяет практически без задержки на инжекцию носителей от электрического управляющего входа, увеличить силовой ток той части структуры, наиболее удаленной от мест подключения электрического вывода, особенно при использовании относительно длинно волновой части спектра оптического излучателя /способного проникать на относительно большую глубину/. Использование носителей относительно коротковолновой части спектра /на относительно малой глубине проникновения/ позволяет увеличить плотность управляющего входа управляемого вентиля на относительно большой удаленности от места подключения электрического входа, что в свою очередь позволяет уменьшить потребляемую мощность управляющего входа управляемого вентиля и увеличить дополнительно первоначально включаемую площадь структуры управляемого вентиля. Данное свойство позволяет увеличить предельно допустимую скорость нарастания тока при включении как управляемого вентиля 1, так и управляемых ключей 17, 20 и 14, а также уменьшить коммутационные потери и др. уменьшить потребляемую мощность управляющего источника при включении, т.к. для увеличения первоначально включаемой площади в 1,4 раза увеличивают амплитуду тока управляющего /для тиристора типа ТЛ-150/ более чем в 10 раз, а для увеличения первоначально включаемой площади структуры управляемого вентиля увеличивают расстояние от места подключения электрического входа вывода до катода /анода/, /т.е. сопротивление р-п-перехода/. Using the additional output 16 of the controlled resistance 3, which coincides with the switching on / direct / current of the control input of the controlled valve 1 connected to the additional control input, / for example, the optical / controlled valve 1 allows / for the optical control input, magnetic, thermo, tenso and etc. /, increase the area and depth of photocarrier generation over the entire area of the structure, especially located far from the connection points of the electrical control input / output / and by a significant thickness, by Example, using GaA1A emitters / lasers or LED /, which reduces the delay of the regulation valve, since the use of photocarriers generated synchronously with the control electric current, which has a relatively large delay in the injection of charge carriers, allows practically without a delay on the injection of carriers from the electric control input, to increase the power current of that part of the structure farthest from the connection points of the electrical output, especially when used relatively long wave part of the spectrum of the optical emitter / capable of penetrating to a relatively large depth /. The use of carriers with respect to the short-wavelength part of the spectrum / at a relatively small depth of penetration / allows increasing the density of the control input of the controlled valve at a relatively large distance from the connection point of the electrical input, which in turn reduces the power consumption of the control input of the controlled valve and increases the additional initially included area of the structure of the controlled gates. This property allows you to increase the maximum permissible current rise rate when turning on both controlled valve 1 and controlled keys 17, 20 and 14, as well as reduce switching losses and others. Reduce the power consumption of the control source when turned on, because to increase the initially included area, the current amplitude of the control / for the thyristor type TL-150 / is increased by more than 10 times, and to increase the initially included area of the structure of the controlled valve, the distance from the point of connection of the electrical input of the output to the cathode / anode / is increased / , / i.e. pn junction resistance.

Таким образом, использование комбинированного управления управляемым вентилем или ключом позволяет ускорить процесс коммутации, уменьшить коммутационные потери и увеличить предельно допустимую скорость нарастания тока при включении как управляемого вентиля 1, так и управляемых ключей /сопротивлений/ 20, 17, 14 и др. Thus, the use of combined control of a controlled valve or key allows you to speed up the switching process, reduce switching losses and increase the maximum permissible current rise rate when both controlled valve 1 and controlled keys / resistances / 20, 17, 14, etc. are turned on.

Устройство работоспособно и при др. вариантах исполнения дополнительных управляющих входов. The device is operable in other versions of additional control inputs.

Использование же дополнительного управляемого ключа 20 позволяет обеспечить или уменьшение силового тока перед запиранием управляемого вентиля 1 или обеспечить его запирание обратным током /напряжением/, а управляющим источником обеспечить удержание его в выключенном состоянии на его силовых выводах. The use of an additional controlled key 20 allows one to provide either a decrease in the power current before locking the controlled valve 1 or to ensure its locking by reverse current / voltage /, and to provide a control source to keep it off at its power terminals.

Использование же последовательного включения управляемого ключа 20, обеспечивающего или уменьшение силового тока управляемого вентиля до минимальной величины, обеспечивающей его запирание по цепи управляющего входа, позволяет значительно сократить время выключения управляемого вентиля, т.к. запирание обратным током /напряжением силовых выводов/ позволяет ликвидировать самый продолжительный этап, свойственный запиранию управляемого вентиля по цепи его управляющего входа его этапа сжатия токопроводящего канала в шнур, а также придает процессу выключения одномерный характер, устраняя эффект локального тепловыделения в управляемом вентиле, а последующее включение по цепи управляющего входа сводит к минимуму этап рекомбинации избыточного заряда в другой базе, который практически определяет продолжительность времени выключения управляемого вентиля обратным анодным напряжением. Using the sequential switching on of the controlled key 20, which ensures either a decrease in the power supply current of the controlled valve to a minimum value that ensures its locking along the control input circuit, can significantly reduce the time for switching off the controlled valve, because locking by reverse current / voltage of the power leads / allows you to eliminate the longest stage inherent in locking the controlled valve along the circuit of its control input of its compression stage of the conductive channel into the cord, and also gives the shutdown process a one-dimensional character, eliminating the effect of local heat generation in the controlled valve, and subsequent switching on the control input circuit minimizes the stage of recombination of the excess charge in another base, which practically determines the length of time I turn off values of the controlled valve with reverse anode voltage.

Таким образом, использование комбинированного выключения позволяет значительно уменьшить и время выключения управляемого вентиля 1, следовательно, обеспечить использование относительно менее мощного управляющего источника и его реактивных элементов /дополнительного источника 18/. Thus, the use of combined shutdown can significantly reduce the shutdown time of the controlled valve 1, therefore, to ensure the use of a relatively less powerful control source and its reactive elements / additional source 18 /.

Использование же датчика /ограничителя/ тока 2 в виде дополнительного управляемого, например, сопротивлением /его выходом 16/ дополнительным или датчиком, или индикатором, или управляющим источником 15, например, включенным в цепь управляемого ключа /сопротивления/ или 20, или 17, или и 20 и 17, или и 16 и 20 и 17 и др. позволяющего или позволяющих уменьшить его проводимость при выключении, приводит к дополнительному ограничению силового тока при выключении, увеличивает надежность выключения, защищает нагрузку от перенапряжения, или уменьшает перенапряжение на нагрузке при выключении, увеличивает обратное напряжение на управляемом вентиле, особенно при коротких замыканиях нагрузки, инвертора, регулятора, ограничивает ток короткого замыкания и др. обеспечивая защищенность или нагрузки 6, или инвертора, регулятора и др. Using the sensor / limiter / current 2 in the form of an additional controlled, for example, resistance / its output 16 / additional or sensor, or indicator, or control source 15, for example, included in the circuit of a controlled key / resistance / or 20, or 17, or and 20 and 17, or both 16 and 20 and 17, etc., allowing or allowing to reduce its conductivity during shutdown, leads to an additional limitation of the power current during shutdown, increases the reliability of shutdown, protects the load from overvoltage, or reduces overvoltage yazhenie the load when switching off that increases the reverse voltage at a controlled valve, especially when short-circuit load, the inverter controller limits the short circuit current and al. load providing protection or 6, or the inverter controller, and others.

Использование же дополнительного выхода датчика /ограничителя/ тока 2, подключенного к управляющим или управляющему входу управляемого ключа /сопротивления/ 20, или 17, или 14, или их различной совокупности, например, и 20, и 14, 17 и 14 или и 20, и 17 и 14 и др. позволяет автоматически выключить устройство при или перегрузке по току, или по перегреву, например, управляемого вентиля 1, или при относительно большой скорости нарастания тока и др. и тем самым исключить выход из строя элементов устройства. The use of the additional output of the sensor / limiter / current 2 connected to the control or control input of the controlled key / resistance / 20, or 17, or 14, or their different combination, for example, and 20, and 14, 17 and 14 or and 20, and 17 and 14 and others. allows you to automatically turn off the device when either overcurrent, or overheating, for example, controlled valve 1, or at a relatively high slew rate of the current, etc., and thereby eliminate the failure of the elements of the device.

По отношению к прототипу предлагаемое устройство проще, т.к. содержит один управляемый вентиль, включенный в силовую цепь, позволяет также расширить функциональные возможности устройства увеличением максимальной амплитуды импульса напряжения на нагрузке, т.к. обеспечивает получение на нагрузке не фазного, а линейного напряжения, обеспечении использования устройства в качестве преобразователя частоты, регулятора, электропривода и др. In relation to the prototype, the proposed device is simpler, because contains one controllable valve included in the power circuit, it also allows you to expand the functionality of the device by increasing the maximum amplitude of the voltage pulse at the load, because provides receiving at the load not phase, but linear voltage, ensuring the use of the device as a frequency converter, regulator, electric drive, etc.

Предлагаемое устройство может быть выполнено как на существующей элементной базе, так и новой, описанной в материалах данной заявки. The proposed device can be performed both on the existing elemental base, and new, described in the materials of this application.

Claims

1. A multiphase AC-to-DC converter containing a controlled valve, the control terminal of which is connected to the first terminal for connecting a control source, and in each phase the first and second valves, the first terminals of the same valves of all phases being combined and their second terminals connected to corresponding terminals for connecting a multiphase source, terminals for connecting a load, characterized in that, in order to simplify and increase the output voltage (output power), an additional A current sensor (limiter) and controlled resistance have been introduced, and the second leads of the first valves are connected to the corresponding opposite leads of the second gates, and the second leads of the same name are connected and connected to the combined first leads of the first gates, opposite to the combined second leads of the second gates through a series-connected circuit of a controlled valve, a current sensor (limiter) and a terminal for connecting the load, and the connection point of the first control terminals yaemogo valve and sensor (limiting) current further connected to the second terminal for connecting a control source through a controlled resistance, a control terminal of which is connected to the second terminal of the sensor (limiting) current.

2. The Converter according to claim 1, characterized in that the controlled resistance contains an additional or corresponding additional output connected or respectively connected to an additional control or corresponding additional control input of the controlled valve.

3. The Converter according to claim 1 or 2, characterized in that the controlled resistance contains an additional or corresponding additional output connected or respectively connected or respectively to the control or the corresponding control input of the additional controlled key (resistance), the connection point of the first terminals of the controlled valve and a current sensor (limiter) is additionally connected either to the second terminal of the controlled valve, or to the combined first (second) terminals of the first (second) veins pour through either an additional controlled key (controlled resistance), or through an additionally introduced serial circuit from a controlled (additional) key (resistance), and / or an additional source, for example, a pre-charged capacitor, or a sensor, or an indicator, or an additional output of controlled resistance, or an RC circuit, or inductor, or reactor, control input, or output, or winding of an electromagnet, or a different sequence thereof.

4. The Converter according to claim 1, or 2, or 3, characterized in that the controlled resistance contains an additional or corresponding additional output connected or respectively connected to the control or corresponding control input of the additionally entered (or first or second) controlled key (resistance) moreover, the control terminal of the controlled valve (either first or additional) is additionally connected either to the second terminal of the current sensor (limiter) or to the combined terminals (first or second) of the of the second or second valves through or additionally introduced (entered) controlled (controlled) key (resistance), or through an additionally introduced serial circuit from the controlled key (resistance) and / or an additional source, for example, a pre-charged capacitor, or an additional output of controlled resistance, or An RC circuit, or a sensor, or an indicator, or a control input, or an output, or a winding of an electromagnet or inductor, or reactor, or their various sequence (combination).

5. The converters according to claim 1, or 2, or 3, or 4, characterized in that the controlled resistance contains an additional or corresponding additional control input connected or respectively connected to an additional or corresponding additional or sensor, indicator or control source, or made in the form of either a sensor or an indicator, or their various combination.

6. The Converter according to claim 1, or 2, or 3, or 4, or 5, characterized in that the current sensor (limiter) contains an additional or corresponding additional control input, connected or respectively connected to an additional sensor, or indicator, or output or a control input, or a controlled valve (for example, temperature), or a reactor, or a reactor, or a load, or an electromagnet, for example magnetically, or various combinations thereof.

7. The Converter according to claim 1, or 2, or 3, or 4, or 5, or 6, characterized in that the current sensor (limiter) contains an additional or corresponding output, connected or respectively connected to the control, or additional, or corresponding additional control input or controlled valve, or controlled key (resistance), or the first, or second, or first and second, or additional control input, controlled resistance, or load, or their various combination.