SU1036229A1 - Электронный коммутатор - Google Patents

Abstract

ЭЛЕКТРОННЫЙ КОММУТАТОР, содержащий дросс.ель и силовой тиристор, соединенные последовательно с нагрузкой , трансформатор сброса энергии с первичной и вторичной обмотками, узел принудительного запирани , вьтолненный в виде тиристорного моста, у которого диагональ посто нного тока подключена между общей шиной и точкой соединени  дроссел  и сидового тиристора , а в диагональ переменного тока включен конденсатор, и первый диод в цепи первичной обмотки трансформа . J -fi , --/VVN - + нн 5 i 3Z 2 )3«А11 I 13 i V. « : ТБ,; ssMHOTEi;: тора сброса энергии, отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  габаритов и массы, в него введен второй диод и двухполупериодный выпр митель , а первична  обмотка трансформатора сброса энергии разделена на две полуобмотки, которые включены согласно в диагональ переменного тока тиристорного моста последовательно с включенньм между ними конденсатором , при этом перва  обкладка конденсатора через первый диод подключена к шине питани , втора  обкладка через второй диод - к той же шине питани , а вторична  обмотка трансфор- с: матора сброса энергии подключена че- рез двухполупериодный выпр митель к W шине питани  и общей шине. ff т I- sr

Description

2)лектронный кoм fyтaтop относитс  к сильноточным устройствам импульсной техники и, в частности, может быть использован в модул торах импуль- г сных ламп накачки лазеров.

Известен электронный коммутатор, содержащий силовой тиристор и дроссель , соединенные последовательно с нагрузкой, узел запирани , состо щий о из конденсатора и вспомогательных тиристоров, а также узел сброса избыточной энергии.

В процессе работы этого коммутатора в реактивных элементах схемы (дрос-5 сел х и конденсаторах) накапливаетс  энерги , избыточна  по сравнению с той, котора  необходима дл  надежного запирани  силового тиристора. Причиной накоплени  избыточной энергии  в-«о л етс  ток, остающийс  в дросселе после отключени  нагрузки силовым тиристором . Этот ток принимает еще большие значени  в процессе работы узла запирани  из-за колебательной пере- 25 зар дки конденсатора через дроссель и источник питани . Если сброс избыточной энергии не предусмотрен, то конденсатор зар жаетс  выше допустимых значений. Это приводит к увеличе-зо нию массы и габаритов составных эле- ; ментов устройства, так как возрастает их установленна  мощность.

Известен также электронный коммутатор , содержащий дроссель и силовой , тиристор, соединенные пс№ледовательно с нагрузкой, трансформатор сброса энергии с первичной и вторичной обмотками , узел принудительного запирани , вьшолненный в виде тиристорного о моста, у которого диагональ посто нного тока подключена между общей шип / ной и точкой соединени  дроссел  и силового тиристора, а в диагональ переменного тока включен конденсатор, д и диод в цепи первичной обмотки трансформатора сброса энергии.

Однако этот электронный коммутатор обладает существенным недостатком, а ... именно, магнитопровод трансформатора сброса работает с однопол рным намагничиванием , так как напр жение, прикладываемое к первичной обмотке трансформатора сброса, на всех этапах Р,, боты устройства имеет одну и ту же пол рность.

Целью изобретени   вл етс  уменьшение габаритов и массы коммутатора

за счет уменьшени  габаритов и массы трансформатора сброса.

Поставленна  цель достигаетс  тем что в электронный коммутатор, содержащий дроссель и силовой тиристор, соединенные последовательно с нагрузкой , трансформатор сброса энергии с первичной и вторичной обмотками, узел принудительного запирани , вьтолненный в виде тиристорного моста, у которого диагональ посто нного тока подключена между общей шиной и точкой соединени  дроссел  и силового тиристора , а в диагональ переменного тока включен конденсатор, и первый диод в цепи первичной обмотки трансформатора сброса энергии, введен второй диод и двухполупериодный вьтр митель, а первична  обмотка трансформатора сброса энергии разделена на две полуобмотки , которые включены согласно в диагональ переменного тока тиристорного моста последовательно с включенным между ними конденсатором, при этом перва  обкладка конденсатора через первый диод подключена к шине питани  втора  обкладка через второй диод к той же шине питани , а вторична  обмотка трансформатора сброса энергии подключена через двухполупериодный вьтр митель к шине питани  и общей шине.

На чертеже представлена электрическа  схема электронного коммутатора .

Электронный коммутатор содержит силовой тиристор 1, с помощью которого нагрузка 2 через дроссель 3 подключаетс  к источнику питани  (Е„). Дл  закрьшани  силового тиристора 1 служит узел принудительного запирани , вьтолненный в виде моста на тиристорах 4 - 7 и конденсаторе 8. Сброс избыточной энергии осуществл етс  трансформатором 9, у которого части первичной обмотки через диоды ТО, 11 подключены к дросселю 3, а вторична  обмотка через двухполупериодный вьтр митель 12 подключена к входным зажимам.

Электронный коммутатор работает следующим образом. В исходном состо Hiffl все тиристоры и диоды закрыты, конденсатор 8 зар жен до напр жени  Uc Е f, с пdл pнocтью, показанной на чертеже знаками V и -.

При подаче упранл клцего сигнала нл тиристор 1 он отпираетс  и подключает нагрузку 2 через дроссель 3 к источнику питани  с напр жением „. Ток через нагрузку возрастает до зна чени , определ емого напр жением источника и сопротивлением нагрузки. При подаче управл ющего сигнала на тиристоры 4, 5 узла принудительного запирани  они отпираютс  и подключаю конденсатор 8 через части первичной обмотки трансформатора 9 к силовому тиристору 1. Первичн  обмотка трансформатора 9 не преп тствует протека нию рассматриваемого процесса, поскольку при подаче на нее напр жени  на вторичной обмотке возникает напр  жение, открывающее двухполупериодный выпр митель 12. Трансформатор 9 нагружаетс  на низкое сопротивление источника питани  „. В целом, при пересчете к первичной обмотке, оказываетс , что трансформатор 9 имеет незначительное сопротивление, а падение напр жени  на его первичной обмотке где К - коэффициент трансформации трансформатора 9. Пол рность напр же ни , приложенного к каждой части пер Бичной обмотки трансформатора 9, показана на чертеже знаками и -. С этого момента начинаетс  передача энергии в источник питани  через тран сформатор 9 и двухполупериодный выпр митель 1 2. Поскольку к силовому тиристору 1 прикладьшаетс  запиракмцее напр жение (плюс на катоде), он закрьгоаетс . Конденсатор 8 разр жаетс  до нул  и далее стремитс  перезар дитьс  до на высокого, чем первопр жени , -начальное и, за счет энергии, запасенной в дросселе 3 при протекании -через него тока нагрузки. Однако в момент достижени  напр жени  на конденсаторе величины Uj ЕП открьгоший с  диод 10 преп тствует дальнейшему нарастанию напр жени  на конденсаторе 8. Зар дка конденсатора прекращаетс . Зар дный ток конденсатора спадает до нул , вследствие чего тирист 5 закрываетс  и к первой (по схеме) части первичной обмотки трансформато ра 9 перестает прикладьшатьс  напр жение . В этот момент напр жение на дросселе 3 измен ет свой знак (пол р ность показана на чертеже), ток дрос сел  замыкаетс  по цепи дроссель-диод 10 - лева  (по схеме) часть порпичиой обмотки трансформатора 9 - тиристор 4 - дроссель. Процесс сброса энергии продолжаетс , напр жение на дросселе ограничиваетс  на уровне, равном падению напр жени  на левой части первичной обмотки трансформатора 9. Это напр жение меньше напр жени  Uj-, так как в это врем  в процессе сброса энергии не участвует права  часть первичной обмотки трансформатора 9..Процесс сброса заканчиваетс  при уменьшении тока дроссел  3 до нул . Следук ций такт работы устройства начинаетс  при подаче управл ющего сигнала на силовой тиристор 1. Процессы в схеме повтор ютс  ана-погично рассмотренным с той лишь разницей, что конденсатор 8 в исходном состо нии зар жен до напр жени  U,- Е , с пол рностью, указанной на чертеже знаками + и - (в скобках), а вместо тиристоров 4, 5 включаютс  тиристоры 6, 7. Направление тока в конденсаторе 8 и пол рности падений напр жени  на част х первичной обмотки трансформатора 9 (показанные на чертеже знаками -н и - в скобках) противоположны существовавшим в предыдущем такте работы коммутатора. В коммутаторе пол рность напр жени , приложенного к первичной обмотке трансформатора 9, поочередно от такта к такту измен етс , что обуславливает знакопеременное перемагничивание магнитопровода трансформатора сброса и, следовательно, его минимально возможные габариты и массу. Каждый из диодов 10, 11 первичной цепи сброса работает через такт работы устройства и имеет вдвое меньшую установленную мощность по сравнению с установленной мощностью диода первичной цепи сброса в известном устройстве . Поэтому наличие двух диодов не увеличивает габариты и массу известного устройства. Установленна  мощность диодов вторичной цепи сброса намного меньше установленной мощности диодов.первичной цепи сброса, так как величина тока во вторичной цепи сброса в К раз меньше величины тока первичной цепи сброса при равенстве напр жений в этих двух цеп х. Поэтому наличие даже мостового двухполупериодного выпр мител  12 увеличивает габариты и массу устройства весьма незначитель510362296

но, а использование двухполупериод-не увеличивает габариты и массу устного вь ф мител  со средней точкойройства вообще.

Claims (1)

1. ЭЛЕКТРОННЫЙ КОММУТАТОР, содержащий дроссель и силовой тиристор, соединенные последовательно с нагрузкой, трансформатор сброса энергии с первичной и вторичной обмотками, узел принудительного запирания, выполненный в виде тиристорного моста, у которого диагональ постоянного тока подключена между общей шиной и точкой соединения дросселя и силового тиристора, а в диагональ переменного тока включен конденсатор, и первый диод в цепи первичной обмотки трансформатора сброса энергии, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов и массы, в него введен второй диод и двухполупериодный выпрямитель, а первичная обмотка трансформатора сброса энергии разделена на две полуобмотки, которые включены согласно в диагональ переменного тока тиристорного моста последовательно с включении* между ними конденсатором, при этом первая обкладка конденсатора через первый диод подключена к шине питания, вторая обкладка через второй диод - к той же шине питания, а вторичная обмотка трансформатора сброса энергии подключена через двухполупериодный выпрямитель к шине питания и общей шине.