SU1014114A1 - Voltage inverter - Google Patents

Voltage inverter Download PDF

Info

Publication number
SU1014114A1
SU1014114A1 SU813354326A SU3354326A SU1014114A1 SU 1014114 A1 SU1014114 A1 SU 1014114A1 SU 813354326 A SU813354326 A SU 813354326A SU 3354326 A SU3354326 A SU 3354326A SU 1014114 A1 SU1014114 A1 SU 1014114A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
power
terminal
winding
load
diode
Prior art date
Application number
SU813354326A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Александрович Глебов
Original Assignee
Московский Ордена Ленина И Ордена Октябрьской Революции Энергетический Институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Московский Ордена Ленина И Ордена Октябрьской Революции Энергетический Институт filed Critical Московский Ордена Ленина И Ордена Октябрьской Революции Энергетический Институт
Priority to SU813354326A priority Critical patent/SU1014114A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1014114A1 publication Critical patent/SU1014114A1/en

Links

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ , содержащий силовой ключ, нагрузку индуктивного характера, магнитный реактор, конденсатор, коммутирующий и рекуперационный диоды, в котором первый вывод нагрузки соединен с первым зажимом источника питани , второй зажим которого через силовой управл емый ключ подключен к первой обмотке магнитно1х реактора, -а через рекуперационный диод - к второй его обмотке, причем указанные обмотки включены последовательно-согласно , а их обша  точка соединени  через конденсатор подключена к второму зажиму источника питани , а через коммутирующий диод - к его первому зажиму, отпи 1ающийс  тем, что, с цепью повышени  быстродей-. i ствк  и уменьшени  потерь энергии, второй вывод нагрузки подк 1дчен к комк гтиW рующему дноду через магнитного реактора. У1. A VOLTAGE CONVERTER containing a power switch, an inductive load, a magnetic reactor, a capacitor, a switching and a recovery diodes, in which the first load terminal is connected to the first terminal of the power source, the second terminal of which is connected to the first winding of the magnetic reactor via a power control switch, - and through the recovery diode - to its second winding, and these windings are connected in series-according, and their common connection point through a capacitor is connected to the second source terminal and power, and via the switching diode - to its first nip otpi 1ayuschiys that, with increasing chain bystrodey-. i stv and reduce energy loss, the second output of the load is scaled to the lump of the bottom through the magnetic reactor. Have

Description

..

-G

ьs

0tft10tft1

2.Преобразователь по п. 1, о т л и чающийс  тем, что второй вывод нагрузки соединен с силовым управл емым ключом непосредственно.2. The converter according to claim 1, wherein the second load terminal is connected to the power controlled key directly.

3,Преобразователь по п. 1, о т л ича юш и и с  тем, что второй вывод нагрузки соединен с силовым управл емым ключом через часть витков первой обмотки магнитного реактора.3, the converter according to claim 1, of which is used, and the fact that the second load terminal is connected to the power controlled key through a portion of the turns of the first winding of the magnetic reactor.

1one

Изобретение относитс  к электротехHHke и наибольшее применение может найти в транзисторных преобразовател х.The invention relates to electrical HHke and is most widely used in transistor converters.

Известен -преобразователь напр жени , содержащий силовой управл емый ключ, нагрузку индуктивного характера, шунтированную коммутирующим диодом f 1 ,A known voltage converter containing a power controlled switch, an inductive load, shunted by a switching diode f 1,

Наиболее близким по технической сущ-i нести к изобретению  вл етс  преобразователь напр жени , содержащий силовой управл емый , нагрузку индуктивного характера, магга1тный реактор, конденсатор , коммутирующий и рекуперационный диоды, в KoroiJoM первый вывод нагрузки соединен с первым зажимом источника питани , второй аажкм которого через силовой управл емый ключ подютючен к первой обмотке магнитного реактора, а через рекуперационный диод - к второй его o6ivr; гке р прнчем указанные обмотки вкгцочены лос ледоватедьно-согласно, а их обща  тич&в соединени  через конденсатор подключена к второк у зажиму источники пикг; и , а через коммутирующий диод - к его первому зажиму 23.The closest in technical connection to the invention is a voltage converter containing a power controlled, inductive load, a magnetized reactor, a capacitor, switching and recovery diodes, in KoroiJoM the first load terminal is connected to the first terminal of the power source, the second aajk of which through the power controlled key, it is connected to the first winding of the magnetic reactor, and through the recovery diode to the second o6ivr; However, these windings are connected in vol-ice according to, and their common & a connection is connected via a capacitor to the terminal of the terminal of the picg sources; and, and through the switching diode - to its first terminal 23.

Недсстатксм известного устройства  вл етс  «йзкое быстродействие и повышенные потарк энергии во врем  открытого СОСТОЯНИЯ силового управл емого ключа. Низкое быстродействие обус овлено тем, что энерги  в нагрузку индуктивного характера начинает поступатьне сразу по огпиракйи силового ключа, а спуст  врем , за которое ток первичной обмотки маг1штного реактора дорастет до значени , превышающего ток нагрузки, з.уЛ5кающийс  черзз комл тарук цнй диодThe known state of the art device is a fast response and increased energy performance during the open STATE of the power controlled key. The low response rate is caused by the fact that the energy into the load of an inductive nature begins to arrive not immediately after the power switch, and after the time it takes for the primary winding of the magnetic reactor to grow to a value greater than the load current, the slump of the crankshaft diode

Повышенные потери энергии св заны с тем,- что псжЯедоватекьно с выходной .-ю C5 ROBOI4S управ/шемого вззлючена дополнитёпьыа  цепь в виде первичной сймотки мапшгного реактора, а энер4 , Преобразователь по п. 3, о. т л и - чаюшийс  тем, что, с целью уменьшени  потерь, в силовом управл емом ключе в моменть его включени  межДу силовым управл емь1М ключом и пер ным зажимом источника питани  включен вентильный элемент с падением напр жени  в пр мом направлении, большим, чем у коммутирующего диода.The increased energy losses are due to the fact that each unit is output from the output. The C5 ROBOI4S control unit is taken up as an additional circuit in the form of the primary modem of the mass reactor, and the power according to Section 3, o. in order to reduce losses, at the moment of its switching on, between the power switch and the first terminal of the power source, the valve element with a voltage drop in the forward direction greater than switching diode.

и , передаваема  в реактор, рассеиваетс  в вентильных элементах.and transferred to the reactor is dispersed in the valve elements.

Цель изобретени  - повышение быстроДейсгеИ  и уменьшение потерь энергии.The purpose of the invention is to increase fast disintegration and reduce energy loss.

Эта цель достигаетс  тем, что в преобразователе напр жени , содержащем сиовсй управл емый ключ, нагрузку индуктивного характера, магнитный реактор, конденсатор, коммутирующий и рекуперационный диоды, в котором первый вывод нагрузки соединен с первым зажимом источника питани , второй зажим которого через силовой управл емый ключ подключен к первой обмотке магнитного реактора , а через рекуперационный диод - к рой его обмотке, причем указанные обмотки включены последовательно-согласно , а их обща  точка соединени  через конденса тор подключены к второму зажиму источника питани , а через коммутирующий диод - к его первому зажиму, в Орой вьюод нагрузки подключен к ком мутирующему диоду через первую обмотку магнитного реактора.This goal is achieved by the fact that in a voltage converter containing a coherent control key, an inductive load, a magnetic reactor, a capacitor, a commutator and a recovery diode, in which the first load terminal is connected to the first terminal of the power supply, the second terminal of which is controlled through a power controlled the key is connected to the first winding of the magnetic reactor, and through the recovery diode - to the swarm of its winding, and these windings are connected in series-according, and their common connection point through a capacitor connected to the second terminal of the power source, and through a switching diode to its first terminal; in Oroy, the load view is connected to the switching diode through the first winding of the magnetic reactor.

При выполнении магнитного реактора на сердечнике с линейной петлей гистере{ зиса второй вывод нагрузки соединен с силсЖым управл емым ключом непосредственно .When performing a magnetic reactor on a core with a linear hysteresis {zis loop, the second load terminal is connected directly to the force controlled key.

При выполнении магнитного реактора на сердечнике с нелинейной петлей гистерезиса второй вывод нагрузки соединен с СШ1ОВЫМ управл емым ключом через часть витков первой обмотки магнитного г актора.When performing a magnetic reactor on a core with a nonlinear hysteresis loop, the second load terminal is connected to the SSH1 controlled key through a portion of the turns of the first winding of the magnetic actor.

Кроме целью уменьшени  потерь в указанном ключе в М(Му1енты его вык к ченй  ме-кру силовым управл емым КЛЕЮчом и первым источника питаEKS аклю«2ен вентильный элемент с паде киём напр жени  в гф. мом направмении большим, чем, коммутирующего диода. На фиг. 1 н 2 схеме тически изображены варианты предлагаемого преобразо- ватеп  напр жени . Преобразователь включает нагрузку 1 индуктивного характера, «ервый зажим 2 источника питани , первую 3 и вторую 4 обмотки магнитного реактора 5, рекуперационный диод 6, второй зажим 7 источника питани , конденсатор 8, коммути (уювшй .диод 9, силовой управл емый ключ 1О, вентильный элек4ент 11. В на фиг. 2 перва -обмотка 3 магнитного реактора 5 выполнена с отводом от части витков. Нейпр зка 1 индуктивного характера первым выводом соединена с первьм зажимом 2 источника питани . Перва  и втора  обмотки 3 и 4 магнитного реактора 5 соединены последовата ь но-согласно. Вывод второй обмотки 4 магнитного реактора св зан через рекуперационный диод 6 с вторым зажимом 7 источника питани . Между обшей точкой первой и второй .обмоток 3 и 4 магнитного реактора 5 и вторым зажимом 7 источника питани  включен конденсатор 8, Второй вывод нагрузки 1 св зан, с за жимом 2 источника питани  через первую обмотку 3 магнитного реактора 5 и комму тиру нзший диод 9, а также св зан с первым электродом выходной цепи силового управл емого ключа 10, второй электрод которой соединен с вторым зажимом 7 источник1а питани . . В 1д}еобразователе напр жени ,- представленном на фиг. 1, св зь второго вывода нагрузки 1 с упом ну Tbnvf первым электрод ш выходной цепи силового упрас л емого ключа 1О непосредственна . В преобразователе напр жени , схема представлена на фиг. 2, св зь второго вывода нагрузки 1 с упом нутым первым электродсх выходной цепи силового управл емого ключа 1О осуществлена через часть витков первой обмотки .3 магнитного реактора 5, а между силовым ключом 10 и первым зажимом 2 источника питани  включен вентильный элемен 11, Принцип действи  преобразовател  на{ф жени  почти одинаков дл  схем на фиг. 1 ц 2, и поэтому ок рассматриваетс  применительно к схеме на фиг 1. П|Я1 непровод щем состо нии силового ключа 10 ток нагрузки 1 индуктивного характера за счет накоплвнкой энергии не прекрашаетс , а протекает через соединённые псслеДоватав Ъно пергую обмотку 3 магнитного реактора 5 и коммутируюший диод 9. Конденсато{} 8 зар жен до напр жени  питани . При переходе силового ключа 10 в провод щее состс ние нагрузка 1 практнчески сразу подключаетс  к источнику питани , и в нее из источника начинает поступать энерги  без какой-либо задержки . , В начальный момент при отпирании ключа 10 его ток равен нулю, так как ток через нагрузку мгновенно изменитьс  не может и его величина равна току, протекакшему по обмотке 3 реактора 5. Через силовой ключ 10 ток в нагрузке 1 начинает увеличиватьс  за счет передачи в нее энергии из источника питани , а ток в обмотке 3 - уменьшатьс  за счет отдачи энергии, накопленной в магнитном реакторе 5, в источник питани . Поэтому ток силового ключа Ю нарастает практически линейно.По мере спада тока обмотки 3 уменьшаетс  также пр мей ток через коммутирующий диод 9, затем ток через Диод 9 измен ет направление и прекращаетс  в момент восстановлени  его вентильных свойств. В указанный момент ток силового клоча 1О равен току нагрузки 1, сложенному с амплитудным значением тока через ктл- мутирующий диод 9 в обратном направлении . После запирани  коммутирующего диода 9. начинаетс  разр д конд 1сатора 8 через первую обмотку 3 магнитного реактора 5 и силовой управл емый ключ 1О. Во врем  всего этого процесса на началах обмоток магнитного реактора 5 (показаны на фиг, 1 точками) положительна  пол рность напр жени , и поэтому рекуперадионный диод 6 заперт. По мере разр да конденсатора 8 возрастает ток обмотки 3 и понижаетс  потенциал на катоде диода 6. За счет запасаемой в реакторе 5 энергии (перекачиваемой из конденсатора 8) в конце процесса разр да конденсатора 5 возникает ЭДС электромагнитной индукции на обмотках 3 и 4, и через рекуперационный двод 6, о&лотки 4 и 3 и силовой ключ 1О протекает ток, обусловленный накоплен юй и реакторе 5 энергией. Накопленна  в магнитном реакторе 5 энерги  начинает выдел тьс  в диоде 6 и в выходной цепи силового ключа 1О. Однако процесс отдачи энергии происходит намного медленнее, чем процесс ее. накоплени  в магнитном реакторе 5, так как падение напр жени  на диоде бив выходной цепи силового ключа 1О намно510 го меньше напр жени  питани , до которого был зар жен конденсатор 8 перед началом процесса его разр да. Поэтому к моменту перехода силового управл емого клкуча Ю из состо ни  высокой про- водимости в состо ние низкой энерги  в реакторе 5 оказываетс  практичес- ки нерастраченной. При уменьшении тока Силового ключа 10 во врем  его запирани  ток нагрузки 1, который практически не измен етс  за короткое врем  запирани  силового 10, ответвл етс  в обмотку 3 мйагнит ного реактора 5 и черев указанную обiMOTKy начинает зар жать конденсатор 6, (выполн ющий роль демпфирующего элемен та, принимающего ток нагрузки и предотвращающего скачкообразное нарастание напр жени  на запирающемс  силовс управл емом ключе Ю, При переключении тока нагруз си в обмотку 3 и нарастании тока обмотки 3 по мере снижени  тока силового ключа Ю возникает к нарастает трансформируемый в обмотку 4 ток, кото рым также зар жаетс  конденсатор 8, В процессе зар да конденсатора 8 напр жение на нем, а значит и на обмотке 4 магнитного реактора 5, включенной через .ре1 уперадионный диод 6 параллельно конденсатору 8, плавно нарастает , Соответственно плавно нарастает напр жение на силовом управл емом ключе Ю, так какf где Uj. и напр жени  на кондексато- ре 8   силовом управл емом ключе 10; W.. . витков обмоток 3 и 4, По мере увеличени  напр жени  на обмотке 4 ускор етс  вывод из магнитного реактора 5 энергии, переданной в него из конденсатора 8 и сохраненной к моменту запирани , что выражаетс  в уменьшении псхложигельнсй индукции магнитного пега . Рост напр жени  на конденсаторе 8 происходит до тех пор, пока не отпираетс  комм тирукший диод 9, и остаток накопленной э реакторе 5 энергии возвращаетс  в источник питани . После отдачи энер гии и снижени  пелбжительной индукции магнитного пол  в сердечнике магнитного реактора до нул  начинаетс  новый процесс накоплени  энергии в сердечнике но. индукци  теперь нарастает в отрица тапьном направлении (пол рность на обмотках такова, что плюс на концах обмоток ). При этом накопленна  в нагруз146 ке энерги  частично перекачиваетс  в реактор 5 и запасаетс  в нем, а частично возвращаетс  в источник питани , что обусловлено протеканием тока по цепи рекуперационный диод 6 - обмотка 4 коммутирующий диод 9- источник питани . По мере накоплени  энергии в сердечнике магнитного реактора 5 и роста отрицательной МДС уменьшаетс  ток обмотки 4, Когда ток спадает до нул ,: запираетс  рекуперационный диод 6 и отдача энергии в источник питани  прекращаетс . Усложненный вариант преобразовател  напр жени , представленный на схеме на фиг, 2, позвол ет примен ть дл  магнитного-реактора 5 сердечники с нелин.ейной петлей гистерезиса, выполненные из дешевых марок феррита, например. 2ОООНМ1, Установленный током нагрузки 1, протекакщим по части 3-1 витков обмотки 3, в состо ние отрицательной намагниченности сердечник магнитного реактора 5 при отпирании силового управл емого ключа 1О начинает перемагничиватьс  в положительном направлении/ Это обусловлено тем, что к части 3-3 витков 3 магнитного реактора 5 через диод 9, остающийс  в состо нии высокой проводимости в течение некоторого времени, при1 ладываетс  напр жение питани , причем пол рность этого напр жени  такова, что плюс на начале обмотки 3. Eciin магнитный реактор 5 выполнен на сердечнике с существенно нелиней ой петлей гистерезиса, то за короткое врем  он переходит из состо ни  отрицатель- ного насыщени  в ненасыщенный режим работы , дл  которого характерна близка  к нулю .напр женность маг нитного пат:  в сердечнике, а значит и близкое к нулю значение МДС в сердечнике. Тогда точки ,протекакжцие по част м и 3-2 первой обмотки 3 магнитного реактора 5, оказываютс  св занными соотношением rTj У. Лоскаг ьку ток .ротекает через коммутирующий д од У в обратном направлении, последний через врем , за которое в его базе рас сасываетс  накопленный зар д, переходит 3 состо нке низкой проводимости (запир .аетс ) После этого начинаетс  разр д .(7.енсатора 8 гокомЗ,Б процессе кат 5рого напр жение на этом конденса-горе снижаетс  по закон}, близкому к линейному . Сразу при отпирании ключа 10 потгзнциал второго вывода нагрузки 1 стаковигc .f огойцателы&тм за счет трансформации 71О напр жени  из части 3 первой обмот ки 3 MaiTiHTHoro реактора 5 в части 3-1 этой обмотки. Этот потенциал во вре м  провод щего состо ни  коммутиро ющего даода 9 остаетс  неизменным, а затем во врем  разр да конденсатора 8 током j. повышаетс , остава сь отриоательньщ все врем  разр да. Это означает , что мгновенно по отпирании силового ключа Ю в нагрузку 1 начинает посту JK пать энерги , «ричем энерги , запасенна  в конденсаторе 8, также передаетс  в нагрузку во врем  разр да конденсатора. По мере разр да. конденсатора 8 умень шаетс  напр жение на обмотках магнитного реактора 5 к соответственно замедл етс  процесс перемагничивани  его сердечника в положительном направлении, а затем отпираетс  рекуперационнь1й диод 6 и через него начинает замыкатьс  ток Зу Этот ток св зан с тс сс нагрузки .,и соотношением 3,() щественно меньше тока нагрузки при выполнении неравенства )W, Тогда потери в диоде 6 и силовом ключе 10 от протекани  тсжа Т/ оказываютс  незначительными, и энерги , переданна  в нащ)узку 1 из конденсатора 8, не успевает рассе тьс  за врем  работы ключа 10 в состо нии высокой проводимости. Протекание тока через диод 6 означает , что на обмотках 4 и 3-2 действует напр жение, равное сумме падени  напр жени  на рекуперационном диоде 6 и силовом ключе 1О, причем пол рность напр жени  такова, что на началах обмоток минус т.е. сердечник магнитного реактора 5 начинает перемагничиватьс  в отpfдательном направлении, однако с невысокой скоростью (значительно медленнее, чем перемагничивалс  в положительном направлении), так как перемагничивание обеспечиваетс  действием небольшого напр жени  на значительном числе витков обмотки 4-и части 3-2 обмотки 3. При запирании силового ключа 1О начинает снижатьс  его ток, и ток нагрузки 1 переключаетс  из выходной цеПи силового ключа 1О в часть 3-1 обмотки 3 магнитного реактора 5. При этом возрастает ток -через рекуперационный диод 6, и этот ток теперь определ етс  равенством (.o. мере снижени  тока 5 силового управл емого ключа 10 возрастают токи О, и X-opiJ ic) суммой указанныхтоков зар жаетс  конденсатор 8. На нем плавно от нул  начинает расти напр жение и соответствен4 . 8. , но плавно от нул  начинает расти напр жение на .запирающемс  силовом ключе 10. При использовании нелинейного сердечника в магнитном реакторе 5 по вл ет с  дополви тельна  возможность уменьшее ки  потерь энергии в силовом клооче 1О во врем  его запирани  за счет уменьшени  напр жени  на этом до значени , не превосход щего напр жение пи/ тани  без существенного сниже и  быстродейс ви  схемы, С этой целью между первым электродом силового ключа Ю и первым зажимом 2 источника питани  включаетс  вентильный элемент 11с напр жением в провод щем состо нии большим , чем на коммутирующем диоде 9 во врем  его работы в провод щем состо нии. В качестве вентильного элемента 11 могут быть использс эаны два соединенных последовательно диода, показанных на фиг. 2 пунктиром. В этом случае напр жение на силовом ключе 1О во врем  его запирани  растет до тех пор, пока не отпираютс  указанные соединенные последовательно диоды 11, и тогда потенциал на первом электроде выходной цепи силового управл емого ключа 10 незначительно превышает напр жение питани . На сумме витков обмотки 4 и части 3-2 обмотки 3 при этом возникает напр жение, почти равное напр жению питани , и поэтому сердечник магнитного ,реактора 5 продолжает , перемагничиватьс  в отрицательном направлении, а ток нагрузки 1 замыкаетс  через вентильный элемент. Когда сердечник попадает в режим насыщени , при которс л его магнитное сопротивление (индуктивность обмоток) становитс  близКИМ к нулю, исчезают напр жени  на обмотках магнитного реактора 5, и ток из вентильного элементна 11 переходит в коммутирующий диод 9, обладающий меньшим падением напр жени , чем вентильаьгй элемент 11. Существенно, что укаЗанный переход тока происходит за малое врем  благодар  малой индуктивности обмоток магнитного рееиктора 5 при насыщении его сердечника. При использовании подобного технического решени  в схемена фиг. 1 переход тока из вентильного элемента 11 в коммутирующий диод 9 провсходш бы значительно дольше, так как магввтный реактор 5 в схеме на фиг, 1 должен быть линейным и обладать ковечной вкдуктив нос1ъю (ее величина огранвчвва&т ток разр да кс денсатора 8 ара отпЕран н силового ключа), что сушествевно увепнчввает врем  указанного перехода тока, аIn addition to reducing losses in the indicated key in M (Mutients of it is high to cheny mecru by the power controlled by Kleuch and the first source of power, the “2” valve element with a voltage drop in the gf direction larger than the switching diode. FIG. 1 n 2 schematically shows variants of the voltage converter. The converter includes a load 1 of an inductive nature, a "first terminal 2 of the power supply, the first 3 and second 4 windings of a magnetic reactor 5, a recovery diode 6, a second terminal 7 of the power source, switch 8 (commutator diode 9, power controlled switch 1O, valve element 11. In Fig. 2, the first winding 3 of the magnetic reactor 5 is removed from a part of the turns. Neutral 1 of inductive nature is connected to the first terminal with a first terminal 2 power sources. The first and second windings 3 and 4 of the magnetic reactor 5 are connected in a consistent manner. The output of the second winding 4 of the magnetic reactor is connected via a recovery diode 6 to the second terminal 7 of the power source. A capacitor 8 is connected between the common point of the first and second windings 3 and 4 of the magnetic reactor 5 and the second terminal 7 of the power supply, the second output of load 1 is connected to the load 2 of the power supply through the first winding 3 of the magnetic reactor 5 and commute the highest diode 9 It is also connected to the first electrode of the output circuit of the power controlled switch 10, the second electrode of which is connected to the second terminal 7 of the power source 1a. . In 1d} voltage transformer, shown in FIG. 1, the connection of the second output terminal 1 with said Tbnvf first electrode w of the output circuit of the power input key 1O is direct. In a voltage converter, the circuit is shown in FIG. 2, the second output terminal 1 is connected to the first electrodes of the output circuit of the power controlled switch 1O through part of the turns of the first winding .3 of the magnetic reactor 5, and the valve element 11 is connected between the power switch 10 and the first terminal 2 of the power supply. The converter is almost the same for the circuits in FIG. 1 c 2, and therefore ok is considered as applied to the circuit in Fig. 1. P | H1 non-conductive state of the power switch 10 inductive load current 1 due to the accumulation of energy does not stop, but flows through the connected winding 3 of the magnetic reactor 5 and switching diode 9. Condensate {} 8 charges before power voltage. When the power switch 10 is transferred to the conductive state, the load 1 is practically immediately connected to the power source, and energy begins to flow into it from the source without any delay. At the initial moment when the key 10 is unlocked, its current is zero, since the current through the load cannot instantly change and its value is equal to the current flowing through the winding 3 of the reactor 5. Through the power switch 10, the current in the load 1 begins to increase due to transmission to it energy from the power source, and the current in the winding 3 is reduced due to the return of energy stored in the magnetic reactor 5 to the power source. Therefore, the current of the power switch Yu rises almost linearly. As the current of the winding 3 decreases, the direct current through the switching diode 9 also decreases, then the current through the diode 9 changes direction and stops when its valve properties are restored. At this point, the current of the power shred 1O is equal to the load current 1, folded with the amplitude value of the current through the switching diode 9 in the opposite direction. After locking the switching diode 9. the discharge of the cond 1cator 8 begins through the first winding 3 of the magnetic reactor 5 and the power controlled switch 1O. During this entire process, the polarity of the magnetic reactor 5 (shown in FIG. 1) is positive and the recuperative diode 6 is locked. As the capacitor 8 is discharged, the current of the winding 3 increases and the potential at the cathode of diode 6 decreases. Due to the energy stored in the reactor 5 (pumped from capacitor 8), at the end of the discharge process of capacitor 5, EMF of electromagnetic induction occurs at windings 3 and 4, and through Recovery valve 6, O & Trays 4 and 3, and power switch 1O, current flows due to accumulation and reactor 5 with energy. The energy accumulated in the magnetic reactor 5 begins to be released in diode 6 and in the output circuit of the power switch 1O. However, the energy release process is much slower than its process. accumulation in the magnetic reactor 5, since the voltage drop across the diode of the output circuit of the power switch 1O is much less than the supply voltage to which the capacitor 8 was charged before beginning the process of its discharge. Therefore, by the time of the transition of the power controlled clutch U from the state of high conductivity to the state of low energy in the reactor 5, it is practically not wasted. When the current of the Power key 10 decreases during its locking, the load current 1, which remains almost unchanged in the short lock time of the power 10, branches into the winding 3 of the magnetic reactor 5 and, through the indicated obiMOTKy, begins to charge the capacitor 6 (acting as a damping an element that accepts a load current and prevents an abrupt increase in voltage on the locking force of a controlled key Yu. When switching the load current si into winding 3 and the current increasing coil 3 as the current of power switch Yu increases, The current transformed into the winding 4 rises, which also charges the capacitor 8. During the charging process of the capacitor 8, the voltage across it and, therefore, on the winding 4 of the magnetic reactor 5 connected through a polarized diode 6 parallel to the capacitor 8 smoothly increases, Accordingly, the voltage on the power controlled key Yu smoothly increases, since f where Uj. and the voltage on the condecator 8 are power controlled key 10; W .... turns of the windings 3 and 4, as the voltage on the winding increases 4 accelerates the output from the magnetic reactor 5 of energy, Pass the thereto from the capacitor 8 and stored by the time of locking, which is expressed in a decrease of the magnetic induction pskhlozhigelnsy peg. The voltage rise on the capacitor 8 occurs until the commutating diode 9 is unlocked and the rest of the accumulated energy from the reactor 5 is returned to the power source. After the energy has been recovered and the decrease in pelvic induction of the magnetic field in the core of the magnetic reactor down to zero, a new process of energy storage in the core begins. induction now increases in the negative direction (the polarity on the windings is such that plus on the ends of the windings). In this case, the energy accumulated in the load is partially pumped into the reactor 5 and stored in it, and partially returned to the power source, which is caused by the flow of current through the recuperative diode 6 - the winding 4 of the switching diode 9 - the power source. As energy is accumulated in the core of the magnetic reactor 5 and the negative MDS grows, the current of the winding 4 decreases. When the current drops to zero, the recuperative diode 6 is locked and the power supply to the power supply stops. The sophisticated version of the voltage converter shown in the diagram in FIG. 2 allows the use of magnetic cores with a nonlinear hysteresis loop made of cheap ferrite grades, for example, for the magnetic reactor 5. 2OOONM1, Installed by the load current 1 flowing through part 3-1 of the winding 3 turns into a negative magnetization state, the core of the magnetic reactor 5 when unlocking the power control key 1O begins to reversal in the positive direction. This is due to the fact that part 3-3 of the turns 3 magnetic reactor 5 through diode 9, remaining in a state of high conductivity for some time, the supply voltage is applied, and the polarity of this voltage is such that plus at the beginning of the winding 3. Eciin magnetic reactor 5 It is performed on a core with a substantially nonlinear hysteresis loop, then in a short time it goes from a state of negative saturation to an unsaturated mode of operation, for which the characteristic of the magnetic pattern is: in the core, and therefore close to zero. MDS value in the core. Then the points proceeding in parts and 3-2 of the first winding 3 of the magnetic reactor 5 turn out to be connected by the relation rTj Y. The box current flows through the switching unit Y in the opposite direction, the latter through the time during which the base absorbs the accumulated charge goes to 3 low conductivity states (locked). After this, the discharge begins. (7. capacitor 8 gokomZ, In the course of the cathode, the voltage on this condensation-mount decreases according to the law, close to linear). unlocking the key 10, the second terminal output load 1 Stacked with .f octopes & tm due to the transformation 71O of the voltage from part 3 of the first winding 3 of the MaiTiHTHoro reactor 5 in part 3-1 of this winding. This potential during the conductive state of the switching point 9 remains unchanged and then the discharge of the capacitor 8 by the current j. increases, leaving the discharge all the time of the discharge. This means that instantly by unlocking the power switch Yu in the load 1, the post JK begins to receive energy, which is stored in the capacitor 8, is also transferred to the load capacitor discharge time. As far as discharge. the capacitor 8 decreases the voltage on the windings of the magnetic reactor 5k, respectively, slows down the process of reversal of its core in the positive direction, and then the recovery diode 6 is unlocked and through it the current Zu starts. This current is connected to the load ss load, and the ratio 3, () is significantly less than the load current when the inequality is fulfilled) W, Then the losses in diode 6 and the power switch 10 from the leakage T / T turn out to be insignificant, and the energy transferred to our narrow 1 from the capacitor 8 does not have time to dissipate operation key 10 in a state of high conductivity SRI. The flow of current through diode 6 means that a voltage equal to the sum of the voltage drop across the recovery diode 6 and the power switch 1O acts on the windings 4 and 3-2, and the polarity of the voltage is such that on the beginning of the windings minus i.e. The core of the magnetic reactor 5 begins to re-magnetize in the positive direction, but at a slow speed (much slower than to re-magnetize in the positive direction), since the magnetization reversal is provided by the action of a small voltage on a significant number of windings of the 4th winding part 3-2 3. When locked the power switch 1O begins to decrease its current, and the load current 1 switches from the output circuit of the power switch 1O to the part 3-1 of the winding 3 of the magnetic reactor 5. This increases the current through the recuperation Iodine 6, and this current is now determined by the equality (.o. as the current 5 of the power controlled switch 10 decreases, the currents O increase, and X-opiJ ic) the capacitor 8 is charged by the sum of these currents. On it, the voltage starts to increase smoothly from zero and respectively4. 8. but gradually from zero, the voltage on the locking power switch starts to increase. 10. When using a nonlinear core in a magnetic reactor 5, it becomes possible to reduce energy losses in the power closure 1O during its locking due to a decrease in voltage. To this end, a value not exceeding the voltage of the PI / TANI without significant reduction and fast speed of the circuit. To this end, the valve element 11c is connected to the wire between the first electrode of the power switch Yu and the first terminal 2 of the power supply. state greater than that of the switching diode 9 during its operation in the conducting state. As a valve element 11, two diodes connected in series can be used, shown in FIG. 2 dotted line. In this case, the voltage on the power switch 1O rises during its locking until the said series-connected diodes 11 are unlocked, and then the potential on the first electrode of the output circuit of the power controlled key 10 slightly exceeds the supply voltage. On the sum of the turns of the winding 4 and part 3-2 of the winding 3, a voltage almost equal to the supply voltage arises, and therefore the core of the magnetic reactor 5 continues to reversal in the negative direction, and the load current 1 is closed through the valve element. When the core enters the saturation mode, when its magnetic resistance (winding inductance) becomes close to zero, the voltage on the windings of the magnetic reactor 5 disappears, and the current from the valve element 11 goes to the switching diode 9, which has a lower voltage drop than valve element 11. It is significant that this current transition occurs in a short time due to the low inductance of the windings of the magnetic reactor with saturation of its core. When using such a technical solution in FIG. 1 the transition of the current from the valve element 11 to the switching diode 9 would be much faster, since the magneto reactor 5 in the circuit in FIG. 1 must be linear and have a wired conductor n1 (its size of the x-sensor of the 8 ara is not selected power key), which significantly increases the time of the specified current transition, and

значит снижает бьютродействие. Включать силовой управл емый ключ 1О до завершени  перехода тока нельз , так как в STOM случае при отпирании ключа 10 его ток дет нарастать пра полном напр жении питани  на ключе, пока не восстанови геи высокое обратное сопротивление вентильного элемента 11, что означает существенные перегрузки силового кдюча Ю по току и соответствующие потери энергии.then reduces the bye action. It is impossible to turn on the power controlled key 1O until the current transition is complete, since in the STOM case when unlocking the key 10, its current will increase as the power supply voltage on the key until the return element of the valve element 11 is high, which means significant overload of the power switch Yu current and the corresponding energy loss.

Таким образом, исключение из контура тока нагрузки при включенном состо нии силового управл емого ключа полностью (в первом варианте) или частично (во втором варианте) первой обмотки магнитного реактора уменьшает потери энергии, а также повьпиает быстродействие преобразовател  напр жени , а подключение вентильного элемента (во втором варианте) уменьшает потери при выключении силового управл емого ключа.Thus, excluding the load current from the circuit when the power controlled key is turned on completely (in the first version) or partially (in the second version) of the first winding of the magnetic reactor reduces energy losses, and also increases the speed of the voltage converter, and connecting the valve element ( in the second variant, it reduces losses when the power controlled key is turned off.

Фиг 2Fig 2

Claims (4)

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий силовой ключ, нагрузку индуктивного характера, магнитный реактор, конденсатор, коммутирующий и рекуперационный диоды, в котором первый вывод нагрузки соединен с первым зажимом источника питания, второй зажим которого через силовой управляемый ключ подключен к первой обмотке магнитного реактора, а через рекупераци— онный диод - к второй его обмотке, причем указанные обмотки включены последовательно-согласно, а их общая точка соединения через конденсатор подключена к второму зажиму источника питания, а через коммутирующий диод - к его первому зажиму, отли-чающийся тем, что, с целью повышения быстроДей-. ствия и уменьшения потерь энергии, вто- ® рой вывод нагрузки подкшдчен к коммутирующему диоду через первую обмотку магнитного реактора.1. A VOLTAGE CONVERTER containing a power switch, an inductive load, a magnetic reactor, a capacitor, switching and recovery diodes, in which the first load terminal is connected to the first terminal of the power source, the second terminal of which is connected through the power controlled switch to the first winding of the magnetic reactor, and through a recovery diode - to its second winding, and these windings are connected in series according to, and their common connection point through a capacitor is connected to the second terminal of the power supply and through the switching diode - to its first clamp, characterized in that, in order to increase the fast To reduce energy losses, the second ® output of the load is connected to the switching diode through the first winding of the magnetic reactor. ΦνΐΐΦνΐΐ HIHOC nsHihc ns 2. Преобразователь по π. 1, о т л и чающийся тем, что второй вывод нагрузки соединен с силовым управляемым ключом непосредственно.2. The converter according to π. 1, with the fact that the second output terminal of the load is connected to the power controlled key directly. 3. Преобразователь поп, 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что второй вывод нагрузки соединен с силовым управляемым ключом через часть витков первой обмотки магнитного реактора.3. Pop converter, 1, with the fact that the second output terminal of the load is connected to the power controlled key through part of the turns of the first winding of the magnetic reactor. 4. Преобразователь по п. 3, о. т л и чающийся тем, что, с целью уменьшения потерь, в силовом управляемом ключе в моменты его включения межДу силовым управляемым ключом и пери' Дым зажимом источника питания включен вентильный элемент с падением напряжения в прямом направлении, большим, чем у коммутирующего диода.4. The Converter according to claim 3, about. which means that, in order to reduce losses, in the power controlled key at the moment of its switching on between the power controlled key and the peri- od clamp of the power supply, a valve element is included with the voltage drop in the forward direction greater than that of the switching diode.
SU813354326A 1981-11-13 1981-11-13 Voltage inverter SU1014114A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813354326A SU1014114A1 (en) 1981-11-13 1981-11-13 Voltage inverter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813354326A SU1014114A1 (en) 1981-11-13 1981-11-13 Voltage inverter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1014114A1 true SU1014114A1 (en) 1983-04-23

Family

ID=20982658

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813354326A SU1014114A1 (en) 1981-11-13 1981-11-13 Voltage inverter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1014114A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Моин В. С., Лаптев Н. Н. Стабилизированные транзисторные преобразовате и, М., Энерги , 1972, с. 161, рис. 6-1. 2. Авторское свидетельство СССР, по за Еже № ЗОО3338, кл. Н 02 М 7/537, 1980. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102055365B (en) Changer Device and the uninterrupted power supply being equipped with such equipment
CN87104538A (en) A kind of silicon controlled rectifier (SCR) starting that has improved and remove circuit arrangement
SU1014114A1 (en) Voltage inverter
RU2291550C1 (en) One-phased semi-bridge inverter
US4924370A (en) Low-loss and low-reactive power switching relief device for the semiconductor switches of an inverter
KR100451340B1 (en) High-Tc Superconducting Fault Current Limiter of DC-Reactor Type By the Flux-Lock Model
RU2742290C1 (en) Two-stroke dc-dc converter with throttle in supply circuit
SU936316A1 (en) Voltage converter
SU520631A1 (en) Device for forcing the active inductive load
SU1406732A1 (en) Contactless switching device
US20040042236A1 (en) Current-powered converted with energy recovery clamping circuit
SU1690141A1 (en) Voltage converter
CN216531121U (en) Excitation device for optimizing dynamic response performance of generator
SU1628162A1 (en) Dc pulse converter
RU2094883C1 (en) Dc contactor
SU1112562A1 (en) Static switching device
SU1200371A1 (en) Transistor switch
RU2107983C1 (en) Quasiresonant dc voltage changer incorporating zero-voltage change-over provision
SU1083310A1 (en) D.c.voltage-to-d.c.voltage converter
RU1823108C (en) D c/d c converter
SU1686653A2 (en) Single-contact dc voltage converter
SU1072208A1 (en) Dc voltage converter
SU1686652A2 (en) Single-contact dc voltage converter
RU2000647C1 (en) Series bridge current inverter
SU1160517A1 (en) Push-pull variable inverter