RU85045U1

RU85045U1 - ACTIVE SNABBER FOR BRIDGE / HALF BRIDGE VOLTAGE INVERTER

Info

Publication number: RU85045U1
Application number: RU2009109310/22U
Authority: RU
Inventors: Сергей Алексеевич Коростелев
Original assignee: Сергей Алексеевич Коростелев
Priority date: 2009-03-13
Filing date: 2009-03-13
Publication date: 2009-07-20

Abstract

Активный снаббер для мостового/полумостового инвертора напряжения, содержащий первый и второй регулируемые ключи инвертора, зашунтированные обратными диодами и емкостями, к общей точке которых подключен вывод нагрузки и один конец дросселя снаббера, причем коллектор первого регулируемого ключа инвертора, соединенный с катодом шунтирующего его диода и выводом емкости снаббера, подключен к плюсовому выводу источника питания, а эмиттер второго регулируемого ключа инвертора, соединенный с анодом шунтирующего его диода и выводом емкости снаббера, подключен к минусовому выводу источника питания, отличающийся тем, что второй вывод дросселя снаббера подключен к точке соединения первого и второго ключей снаббера, зашунтированных обратными диодами, при этом коллектор первого ключа снаббера, связанный с катодом шунтирующего его диода, подключен к плюсовому выводу источника питания, а эмиттер второго ключа снаббера, связанный с анодом шунтирующего его диода, подключен к минусовому выводу источника питания.An active snubber for a bridge / half-bridge voltage inverter, containing the first and second adjustable inverter keys, shunted by reverse diodes and capacitors, to a common point of which a load terminal and one end of the snubber choke are connected, the collector of the first adjustable inverter key connected to the cathode of the diode shunting it and the snubber capacitance output is connected to the positive output of the power supply, and the emitter of the second adjustable inverter key connected to the anode of the shunting diode and the capacitance output snabber is connected to the negative terminal of the power supply, characterized in that the second terminal of the snubber choke is connected to the connection point of the first and second snubber keys, shunted by the inverse diodes, while the collector of the first snubber key connected to the cathode of the shunting diode is connected to the positive terminal of the source power supply, and the emitter of the second snubber key associated with the anode of the shunting diode is connected to the negative terminal of the power source.

Description

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована для совместной работы с мостовым /полумостовым инвертором напряжения.The utility model relates to electrical engineering and can be used for collaboration with a bridge / half-bridge voltage inverter.

Известен инвертор с дополнительной резонансной коммутационной секцией, содержащий первый и второй регулируемые ключи инвертора, зашунтированные обратными диодами и емкостями, к общей точке которых подключен вывод нагрузки и первый вывод последовательно соединенных дросселя снаббера и ключа переменного тока, а второй вывод подключен к средней точке емкостного фильтра источника питания. Коллектор первого регулируемого ключа инвертора, соединенный с катодом шунтирующего его диода и выводом емкости снаббера, подключен к плюсовому выводу источника питания, а эмиттер второго регулируемого ключа инвертора, соединенный с анодом шунтирующего его диода и выводом емкости снаббера, подключен к минусовому выводу источника питания (1. Dawidziuk J., Jalbrzykowski S., Prajs Z. Analysis and Experimental Evaluation of Resonant DC Link Converter//International Conference on Electrical Drives and Power Electronics, Kosice 14-16 September, 1992. P. 236-240. 2. Dawidziuk J., Jalbrzykowski S., Prajs Z. A Comparative Analysis and Experimental Studies of Resonant Commutated Poie Inverter Losses.//Proceedings of the IECON 94 20th International Conference on Industrial Electronics Control and Instrumentation, September 5-9. 1994. Bologna, Italy. P. 328 - 332).A known inverter with an additional resonant switching section, containing the first and second adjustable inverter keys, shunted by reverse diodes and capacitors, to the common point of which is connected the load terminal and the first output of the snubber choke and the alternating current key connected in series, and the second terminal is connected to the midpoint of the capacitive filter power source. The collector of the first adjustable inverter key connected to the cathode of the shunting diode and the output of the snubber capacitance is connected to the positive output of the power supply, and the emitter of the second adjustable key of the inverter connected to the anode of the shunting diode and the output of the snubber capacity is connected to the negative output of the power supply (1 Dawidziuk J., Jalbrzykowski S., Prajs Z. Analysis and Experimental Evaluation of Resonant DC Link Converter // International Conference on Electrical Drives and Power Electronics, Kosice 14-16 September, 1992. P. 236-240. 2. Dawidziuk J ., Jalbrzykowski S., Prajs Z. A Comparative Analysis and Experimental Studies of Resonant Commutated Poie Inverter Losses.//Proceedi ngs of the IECON 94 20th International Conference on Industrial Electronics Control and Instrumentation, September 5-9. 1994. Bologna, Italy. P. 328 - 332).

Недостатком этого устройства является сложность начального запуска, а также сложность подстройки момента включения регулируемого ключа инвертора, который должен совпадать с моментом полного разряда параллельно подключенной к нему емкости.The disadvantage of this device is the complexity of the initial start-up, as well as the difficulty of adjusting the moment of turning on the adjustable inverter key, which must coincide with the moment of full discharge of the capacitance connected in parallel to it.

Задачей полезной модели является снижение уровня опасных динамических процессов при включении и выключении регулируемых ключей инвертора.The objective of the utility model is to reduce the level of dangerous dynamic processes when turning on and off the adjustable inverter keys.

Поставленная задача достигается за счет того, что активный снаббер для мостового/полумостового инвертора напряжения, также как в прототипе, содержит первый и второй регулируемые ключи инвертора, зашунтированные обратными диодами и емкостями, к общей точке которых подключен вывод нагрузки и один конец дросселя снаббера. Коллектор первого регулируемого ключа инвертора, соединенный с катодом шунтирующего его диода и выводом емкости снаббера, подключен к плюсовому выводу источника питания, а эмиттер второго регулируемого ключа инвертора, соединенный с анодом шунтирующего его диода и выводом емкости снаббера, подключен к минусовому выводу источника питания.The task is achieved due to the fact that the active snubber for the bridge / half-bridge voltage inverter, as in the prototype, contains the first and second adjustable keys of the inverter, shunted by reverse diodes and capacitors, to the common point of which a load terminal and one end of the snubber choke are connected. The collector of the first adjustable inverter key connected to the cathode of the shunting diode and the output of the snubber capacitance is connected to the positive output of the power supply, and the emitter of the second adjustable key of the inverter connected to the anode of the shunting diode and the output of the snubber capacitance is connected to the negative output of the power supply.

В отличие от прототипа второй вывод дросселя снаббера подключен к точке соединения первого и второго ключей снаббера, зашунтированных обратными диодами. Коллектор первого ключа снаббера, связанный с катодом шунтирующего его диода, подключен к плюсовому выводу источника питания, а эмиттер второго ключа снаббера, связанный с анодом шунтирующего его диода, подключен к минусовому выводу источника питания.Unlike the prototype, the second output of the snubber choke is connected to the connection point of the first and second snubber keys, shunted by reverse diodes. The collector of the first snubber key connected to the cathode of the shunting diode is connected to the positive terminal of the power source, and the emitter of the second snubber key connected to the anode of the shunting diode is connected to the negative terminal of the power source.

За счет предложенной схемы активного снаббера для мостового/полумостового инвертора включение регулируемых ключей инвертора происходит при нулевом напряжении, равном падению на открытом обратном диоде, а выключение этих ключей демпфируется емкостями снаббера, что позволило значительно снизить уровень опасных динамических процессов при коммутации регулируемых ключей инвертора.Due to the proposed active snubber circuit for a bridge / half-bridge inverter, the adjustable inverter keys are turned on at zero voltage equal to the dip on the open reverse diode, and these keys are turned off by damping by the snubber capacitors, which significantly reduced the level of dangerous dynamic processes when switching the adjustable inverter keys.

На фиг.1 приведена принципиальная схема заявляемого устройства.Figure 1 shows a schematic diagram of the inventive device.

Активный снаббер для мостового/полумостового инвертора напряжения содержит первый 1 и второй 2 регулируемые ключи инвертора, зашунтированные обратными диодами 3, 4 и емкостями 5, 6 снаббера, к общей точке которых подключен вывод 7 нагрузки и один вывод дросселя 8 снаббера. Коллектор первого регулируемого ключа 1 инвертора, соединенный с катодом шунтирующего его диода 3 и выводом емкости 5 снаббера, подключен к плюсовому выводу 9 источника питания. Эмиттер второго регулируемого ключа 2 инвертора, соединенный с анодом шунтирующего его диода 4 и выводом емкости 6 снаббера, подключен к минусовому выводу 10 источника питания. Второй вывод дросселя 8 снаббера подключен к точке соединения первого 11 и второго 12 ключей снаббера, зашунтированных обратными диодами 13, 14. Коллектор первого ключа 11 снаббера, связанный с катодом шунтирующего его диода 13, подключен к плюсовому выводу 9 источника питания, а эмиттер второго ключа 12 снаббера, связанный с анодом шунтирующего его диода 14, подключен к минусовому выводу источника питания.The active snubber for the bridge / half-bridge voltage inverter contains the first 1 and second 2 adjustable inverter keys, shunted by the reverse diodes 3, 4 and snubber capacities 5, 6, to the common point of which is connected terminal 7 of the load and one terminal of the choke 8 of the snubber. The collector of the first adjustable key 1 of the inverter, connected to the cathode of the shunting diode 3 and the output of the snubber capacitance 5, is connected to the plus terminal 9 of the power source. The emitter of the second adjustable key 2 of the inverter, connected to the anode of the shunting diode 4 and the output of the snubber capacitance 6, is connected to the negative terminal 10 of the power source. The second output of the snubber choke 8 is connected to the junction point of the first 11 and second 12 snubber keys, shunted by the reverse diodes 13, 14. The collector of the first snubber key 11 connected to the cathode of the shunting diode 13 is connected to the positive terminal 9 of the power source, and the emitter of the second key 12 snubber connected to the anode of the shunting diode 14 thereof is connected to the negative terminal of the power source.

Работа устройства заключается в следующем. В исходном состоянии открыт регулируемый ключ инвертора 1. Остальные ключи закрыты, диоды находятся в непроводящем состоянии. Емкость 5 снаббера разряжена до нуля, а емкость 6 снаббера заряжена до напряжения питания (падениями напряжений на открытых ключах и диодах в проводящем состоянии пренебрегаем). Ток нагрузки протекает от плюсового вывода 9 источника питания на вывод 7 нагрузки через регулируемый ключ 1 инвертора. В момент закрывания регулируемого ключа 1 инвертора ток нагрузки перехватывается емкостями 5, 6 снаббера, затягивая тем самым фронт нарастания напряжения на этом ключе. После того, как ток регулируемого ключа 1 инвертора спадет до нуля, включается ключ 12 снаббера. Это необходимо для ускорения процесса перезаряда емкостей 5, 6 снаббера при малых токах нагрузки. Емкость 5 снаббера при этом будет заряжаться по цепи 9-5-8-12-10, а емкость 6 снаббера разряжается по цепи 6-8-12. Когда напряжение на емкости 6 снаббера достигнет нуля, начнет открываться обратный диод 4 и останется в проводящем состоянии до тех пор, пока дроссель 8 снаббера не сбросит свою энергию, а ток нагрузки сменит свою полярность. В этот момент открывается регулируемый ключ 2 инвертора и закрывается ключ 12 снаббера. Энергия дросселя 8 снаббера сбрасывается в источник питания по пути 8-13-9-10-4-8. Когда ток дросселя 8 снаббера станет равным нулю, закроются обратный диод 4 инвертора и обратный диод 13 снаббера, а ток нагрузки (при условии, что он сменил направление) начнет протекать по цепи 7-2-10. В следующий полупериод все процессы повторяются, а в работу вступает ключ 11 снаббера.The operation of the device is as follows. In the initial state, the adjustable key of the inverter 1 is open. The remaining keys are closed, the diodes are in a non-conductive state. The snubber capacity 5 is discharged to zero, and the snubber capacity 6 is charged to the supply voltage (neglecting the voltage drops on the public keys and diodes in the conducting state). The load current flows from the positive terminal 9 of the power source to the terminal 7 of the load through the adjustable key 1 of the inverter. At the moment of closing the adjustable key 1 of the inverter, the load current is intercepted by snubber capacities 5, 6, thereby tightening the front of the voltage rise on this key. After the current of the adjustable inverter key 1 drops to zero, the snubber key 12 is turned on. This is necessary to accelerate the process of recharging the capacities 5, 6 snubber at low load currents. The capacity of the snubber in this case will be charged along the circuit 9-5-8-12-10, and the capacity 6 of the snubber is discharged along the circuit 6-8-12. When the voltage on the capacitance 6 of the snubber reaches zero, the reverse diode 4 starts to open and remains in the conductive state until the choke 8 of the snubber releases its energy and the load current changes its polarity. At this moment, the adjustable inverter key 2 opens and the snubber key 12 closes. The energy of the choke 8 snubber is discharged into the power source along the path 8-13-9-10-4-8. When the current of the choke 8 of the snubber becomes zero, the invert diode 4 of the inverter and the reverse diode 13 of the snubber are closed, and the load current (provided that it has changed direction) will begin to flow along circuit 7-2-10. In the next half-cycle, all processes are repeated, and snubber key 11 comes into operation.

Claims

An active snubber for a bridge / half-bridge voltage inverter, containing the first and second adjustable inverter keys, shunted by reverse diodes and capacitors, to a common point of which a load terminal and one end of the snubber choke are connected, the collector of the first adjustable inverter key connected to the cathode of the diode shunting it and the snubber capacitance output is connected to the positive output of the power supply, and the emitter of the second adjustable inverter key connected to the anode of the shunting diode and the capacitance output snabber is connected to the negative terminal of the power supply, characterized in that the second terminal of the snubber choke is connected to the connection point of the first and second snubber keys, shunted by the inverse diodes, while the collector of the first snubber key connected to the cathode of the shunting diode is connected to the positive terminal of the source power supply, and the emitter of the second snubber key associated with the anode of the shunting diode is connected to the negative terminal of the power source.