SU1112562A1 - Static switching device - Google Patents

Static switching device Download PDF

Info

Publication number
SU1112562A1
SU1112562A1 SU833534254A SU3534254A SU1112562A1 SU 1112562 A1 SU1112562 A1 SU 1112562A1 SU 833534254 A SU833534254 A SU 833534254A SU 3534254 A SU3534254 A SU 3534254A SU 1112562 A1 SU1112562 A1 SU 1112562A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
diode
capacitor
output
series
capacitors
Prior art date
Application number
SU833534254A
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 SU833534254A priority Critical patent/SU1112562A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1112562A1 publication Critical patent/SU1112562A1/en

Links

Abstract

1. БЕСКОНТАКТНОЕ КОММУТАЦИО НОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее силовой управл емый ключ, к выводам выходной цепи которого подключеныпараллельно две цепи, перва  из которых выполнен в виде соединенных последовательно индуктивной нагрузки и источника питани , а втора  - в виде соединенных последовательно первых конденсатора и двухполюсника с вентильной проводимостью, и второй двухполюсник с вентильной проводимостью в виде последовательно соединенных первого диода и обмотки магнитного реактора, отличающеес  тем, что, с целью повышени  КПД устройства и его надежности, в него дополнительно введены второй и третий кoндeнcaтopь второй и третий диоды, причем второй и третий кон/ онсаторы и второй и третий диоды оединены по схеме моста , в котором два одних противолежащих плеча образованы конденсаторами, а два других - диодами, катод второго диода и анод третьего диода  вл ютс  двум  выводами первой диагонали моста, первый из которых соединен с первым выводом выходной цепи силового управл емого ключа, второй вывод соединен с вторым выводом выходной цепи силового управл емого ключа через первый конденсатор, а второй двухполюсник с вентильной проводимостью включен согласно между анодом второго диода и катодом третьего .1. CONTACTLESS COMMUTATION NOE DEVICE containing a power controlled key, to the output pins of which two parallel circuits are connected in parallel, the first of which is in the form of an inductive load connected in series and a power source, and the second in the form of a first capacitor connected in series and a two-pole with conductive conductivity , and a second two-port device with valve conductivity in the form of a series-connected first diode and a magnetic reactor winding, characterized in that, in order to increase the efficiency devices and its reliability, the second and third diodes of the second and third diodes are additionally introduced into it, the second and third terminals and the second and third diodes are connected according to the bridge scheme, in which two opposite arms are formed by capacitors, and the other two are diodes, the cathode of the second diode and the anode of the third diode are two pins of the first diagonal of the bridge, the first of which is connected to the first output of the output power controlled key circuit, the second output is connected to the second output of the output power control circuit key via the first capacitor and the second gate with two-pole switched according conductivity between the anode of the second diode and the cathode of the third.

Description

2. Устройство по п. 1, о т л ичающеес  тем, что магнитный реактор выполнен на сердечнике с нелинейной магнитной характеристикой и с двум  дополнительными обмотками,2. The device according to claim 1, wherein the magnetic reactor is made on a core with a non-linear magnetic characteristic and with two additional windings,

причем перва  из них, соединенна  последовательно с четвертым диодом, образует первый двухполюсник с вентильной проводимостью, а втора   вл етс  частью индуктивной нагрузки.moreover, the first of them, connected in series with the fourth diode, forms the first two-terminal with valve conductivity, and the second is part of the inductive load.

Изобретение относитс  к импульсно технике и может быть использовано в силовой полупроводниковой преобразовательной технике. Известно бесконтактное коммутацио ное устройство, в котором последовательно с выходной цепью силового управл емого ключа включена индуктивна нагрузка, а параллельно выходной цепи - соединенные последовательно кон денсатор и диод, шунтированный резис тором ij . Недостаток устройства - низкий КПД из-за потерь энергии в указанном резисторе. . Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  бесконтактное коммутационное устройство , содержащее силово ; управл емый ключ, к выводам выходной цепи которо го подключены параллельно две цепи, перва  из которых выполнена в виде соединенных последовательно индуктив ной нагрузки и источника питани , а втора  - в виде соединенных последовательно первых конденсатора и двухполюсника с вентильной проводимостью и второй двухполюсник с вентильной проводимостью в виде последовательно соединенных первого диода и обмотки магнитного реактора 21. Недостатки известного устройства состо т в низкой надежности и сложно ти,так как в нем, помимо основного силового управл емого ключа, использован дополнительный и соответствующа  токозадающа  цепь, подключенна  к входной цепи дополнительного силового управл емого ключа. Кроме тог при его запирании возникают дополнительные потери энергии, что снижает эффективность действи  цепи рекуперации энергии,- накапливаемой в калщо такте работы устройства в конденсато ре конденсаторно-диодной цепи. Цель изобретени  - повышение КПД и надежности устройства. Эта цель достигаетс  тем, что в бесконтактное коммутационное устройство , содержащее силовой-управл емый ключ, к выводам выходной цепи которого подключены параллельно две цепи, перва  из которых выполнена в виде соединенных последовательно индуктивной нагрузки и источника питани , а втора  - в виде соединенных последо вательно первых конденсатора и двухполюсника с вентильной проводимостью, и второй двухполюсник с вентильной проводимостью в виде соединенных последовательно обмотки магнитного реактора и первого диода, дополнительно введены второй и третий конденсаторы , второй и третий диоды, причем второй и третий конденсаторы и второй и третий диоды соединены по схеме моста, в котором два одних противолежащих плеча образованы конденсаторами , а два других - диодами, катод второго диода и анод третьего диода  вл ютс  двум  выводами первой диагонали моста, первый из которых соединен с первым выводом выходной цепи силового управл емого ключа, второй вывод соединен с вторым выводом выходной цепи силового управл емого ключа через первый конденсатор, а второй двухполюсник с вентильной проводимостью включен согласно между анодом второго диода и катодом третьего . Кроме того, магнитный реактор выполнен на сердечнике с .нелинейной магнитной характеристикой с дополнительными обмотками, причем перва  из них, соединенна  последовательно с четвертым диодом, образует первый двухполюсник с вентильной проводимостью , а втора   вл етс  частью индуктивной нагрузкио На фиг.1 изображена схема устройства , в котором индуктивна  нагрузка вьтолнена в виде первичной обмотки силового трансформатора с энергопотребл ющей нагрузкой на его вторичной стороне; на фиг.2 --схема, в которой энергопотребл юща  нагрузка включена параллельно первому конденсатору. Устройство (фиг.1) содержит шины 1и 2 источника питани , силовой управл емый ключ 3, индуктивную нагруз ку 4, первый конденсатор 5, первый двухполюсник 6 с вентильной проводимостью , магнитный реактор 7 с обмоткой 8, первьв диод 9, второй 10 и третий 11 конденсаторы, второй 12 и третий 13 диоды. Индуктивна  нагрузка выполнена в виде первичной обмотки силового трансформатора, на вторичной стороне которого включена энергопотребл юща  нагрузка, а первый двухполюсник 6 с вентильной проводимостью - в виде четвертого диода 14. В устройстве (фиг.2) магнитный реактор 7 выполнен на сердечнике с нелинейной магнитной характеристикой и содержит две дополнительные обмотки 15 и 16, из которых перва  15 и четвертьй диод 14, соединенные после довательно, образуют первый двухполюсник 6 с вентильной проводимостью а втора  обмотка 16  вл етс  частью индуктивной нагрузки 4. В устройстве (фиг.1) к шинам 1 и 2подключен источник питани . Между этими шинами включены соединенные последовательно выходна  цепь силово го управл емого ключа 3 и индуктивна нагрузка 4, выполненна  в виде перви ной обмотки трансформатора. К выводам выходной цепи силового управл емого ключа 3, кроме того, подключена цепь.из соединенных после довательно первого конденсатора 5 и первого двухполюсника 6 с вентильной проводимостью. Устройство содержит магнитный реактор 7, обмотка которого 8 и первый диод 9, соединенные последовательно, образуют второй двухполюсник с вентильной проводимостью . Второй 10 и третий 11 конденсаторы и второй 12 и третий 13 диоды обр зуют схему моста, в котором два противолежагцие плеча образованы конденсаторами 10 и 11, а два другие - диодами 12 и 13. Катод второго диода 12 и анод первого диода 13  вл ютс  выводами первой диагонали моста, один из которых соединен с первым выводом выходной цепи силового управл емого ключа 3 непосредственно, а второй соединен с вторым выводом выходной цепи силового управл емого ключа 3 через первый конденсатор 5. Между анодом второго диода 12 и катодом третьего диода 13 включена согласно втора  цепь с вентильной проводимостью,-образованна  первым диодом 9 и обмоткой 8 магнитного реактора 7. Перва  цепь с вентильной проводимостью образована четвертым диодом 14. В устройстве (фиг.2) магнитный реактор выполнен на сердечнике с нелинейной магнитной характеристикой и содержит две дополнительные обмотки 15 и 16. Перва  из них соединена последовательно с четвертым диодом 14 и образует первый двухполюсник 6 с вентильной проводимостью, и втора   вл етс  частью индуктивной нагрузки. Принцип действи  устройства (фиг.1,) злключаетс  в том, что емкость первого конденсатора 5 значительно больше емкости конденсаторов 10 и 11 схемы моста, а нагрузка на вторичной стороне трансформатора подключена через диод. В стационарном режиме работы конденсатор 5 зар жен до напр жени , превышающего напр жение питани , что св зано с передачей в него части индуктивной энергии, накапливаемой в каждом такте. В начале такта работы непосредственно перед отпиранием силового управл емого кпюча 3 конденсаторы 10 и 11 разр жены. В момент отпирани  силового управл емого ключа 3 напр жение на нем уменьшаетс  почти до нул , и через конденсатор 5 первой диагонали моста прикладываетс  отрицательный скачок напр жени . Этим скачком диоды 12 и. 13 моста перевод тр  в режим обратного смещени , а конденсаторы 10 и 11 начинают зар жатьс , причем зар д имеет колебательный характер, так как в цепи зар да присутствует обмотка 8 линейного магнитного реактора 7. При выполнении соотношени  С « Су, где C(j, С fn иСд- емкости соответствующих конденсаторов 10, 11 и 5, конденсаторы 10 и 11 зар жаютс  до напр жени , равного начальному напр  жению на конденсаторе 5, на котором, изменение напр жени  незначительно. За врем  работы силового управл е мого ключа в состо нии высокой прово димости в индуктивной нагрузке 4 накапливаетс  энерги  магнитного пол . Поэтому при запирании силового управ л емого ключа 3 протекание тока по первичной обмотке силового трансформатора не прекращаетс . Однако этот ток теперь замыкаетс  через конденсатор 5 и разветвл етс  по двум параллельным цеп м: конденсатор 10 диод 12 и диод 13 - конденсатор 11. В силу уравновешенности напр жений на конденсаторах 10,5 и 11,5 нараста ние напр жени  на силовом управл емом ключе 3 происходит плавно от нул а энерги , котора  ранее передана из конденсатора 5 в конденсаторы 10 и 11, теперь передаетс  в индуктивну нагрузку 4. Указанна  передача энергии имеет место до тех пор, пока напр жение на силовом управл емом ключе не достигнет уровн  напр жени  питани , а затем продолжающийс  зар д конденсатора 5 и разр д конденса торов 10 и 11 происходит за счет энергии, переданной в индуктивную нагрузку 4. Указанна  энерги  выше, чем была накоплена в конденсаторах 10 и 11, и поэтому их разр д происхо дит до нул , после чего отпираетс  диод 14 и зар д конденсатора 5 тепер продолжаетс  за счет протекани  тока через этот диод. Зар д конденсатора 5 заканчиваетс  в момент опирани  диода на вторичной стороне транс форматора, когда начинаетс  протекание тока по вторичной обмотке трансформатора . В сравнении с известным предлагае мое устройство проще и надежнее, так как не содержит дополнительный силовой управл емый ключ. Кроме того, в предлагаемом устройстве исключен процесс возврата энергии из конденса торов 10 и 11 в источник питани , а их энерги  передаетс  сначала в индуктивную нагрузку 4, а затем во вто ричную обмотку трансформатора, т.е. используетс  полезно, что повышает КПД. Исключение дополнительного сило вого управл емого ключа также способ ствует повышению КПД за счет исклюН1ени  потерь в его цепи управлени  и коммутационных потерь в выходной цепи. Перед отпиранием силового управл емого ключа 3 (фиг.2) сердечник магнитного реактора 7, обладающий нелинейной магнитной характеристикой, установлен в состо нии насыщени  при отрицательной намагниченности током индуктивной нагрузки. При отпирании силового управл емого ключа 3 через провод щий диод 14 к первой дополнительной обмотке 15 прикладываетс  напр жение зар женного конденсатора 5, под действием которого сердечник магнитного реактора 7 начинает перемагничиватьс  в положительном направлении, и ВДС в нем устанавливаетс  близкой к нулю, так как сердечник переходит в ненасыщенный режим работы, при котором он обладает высокой магнитной проницаемостью . За счет трансформации напр жени  из обмотки 15 в обмотку 8,диод 9 оказываетс  под обратным смещением (при выборе коэффициента трансформации между этими обмотками соответстВУЮ1ЦИМ образом, например, равным 1), чем предотвращаетс  протекание тока лар да конденсаторов 10 и 11 через обмотку 8 магнитного реактора 7. Тогда ток коммутирующей обмотки J ( , протекающий через диод 14 в обратном дл  диода направлении, т.е. ток,. и ток 4 индуктивной нагрузки, протекающей по обмотке 16, св заны соотношением , определ емым коэффициентом трансформации между обмотками 15 и 16. Ограниченность тока, протекающего через диод 14 в обратном направлении во врем  его коммутации одновременно означает ограниченность тока через силовой управл емый ключ во врем  процесса коммутации диода 14, чем обусловлены незначительные потери энергии как в диоде 14, так и в силовом управл емом ключе 3. Во врем  работы диода 14 в состо нии обратной проводимости, когда через него протекает обратный ток, указанным током разр жаетс  конденсатор 5, т.е. от последнего отбираетс  накопленна  в нем энерги . Однако эта энерги  не тер етс , а ее подавл юща  часть передаетс  в индуктивную нагрузку 4, что обусловлено трансформацией напр жени  из обмотки 15 в обмотку 16. После запирани  диода 14 исчезает напр жение на обмотке 8, которым до этого диод 9 поддерживаетс  в запертом состо нии, и последний переходит в состо ние пр мой проводимости, вследствие чего через конденсаторы 10 и 11 начинает протекать ток, зар жающий эти конденсаторы. Сначала во врем  зар да конденса ,торов 10 и 11 пол рность напр жени  на обмотке 8 магнитного реактора не измен етс ,.остава сь такой же, как на интервале протекани  обратного тока через диод 14, а затем, когда конденсаторы 10 и 11 зар д тс  до суммарного напр жени , равного напр жению на конденсаторе 5, напр жение на обмотке 8, спадавшее по абсолютной величине по мере зар да конденсаторов 10 и 11, изменит свой зна До смены пол рности напр жени  на обмотке 8 сердечник магнитного реактора 7 продолжает перемагничиватьс  в положительном направлении, остава  в состо нии высокой магнитной проницаемости . После смены пол рности напр жени  на обмотке 8 сердечник магнитного реактора 7 начинает перемагничиватьс  в отрицательном направ лении, причем состо ние высокой магнитной проницаемости сохран етс  до тех пор, пока сердечник при отрицательной намагниченности не доходит до состо ни  насьпцени , после чего исчезают напр жени  на обмотках магнитного реактора. До смены пол рности напр жени  на обмотке 8 энерги  из конденсатора 5 в процессе зар да когщенсаторов 10 и 11 передаетс  в индуктивную нагрузку , а после смены пол рности напр жени , накопленна  в индуктивной нагрузке энерги  возвращаетс , обеспечива  продолжение процесса зар да конденсаторов 10 и 11 таким образом что сумма напр жений на них становитс больше напр жени  на конденсаторе 5 Зар д конденсаторов происходит огран ченным током, величина которого опре дел етс  коэффициентом трансформации между обмотками 8 и 16. Поскольку ток зар да конденсаторо протекает через силовой управл емый ключ 3, то ограниченным оказываетс  также и ток силового управл емого ключа 3. Таким образом, как на этапе обратной проводимости диода 14, так и йа этапе зар да конденсаторов 10 и 11, ток через силовой управл емый ключ 3 ограничен по абсолютной величине , чем обусловлены незначительные потери энергии в выходной цепи ключа. Когда в процессе зар да напр жё- . ние на каждом из конденсаторов 10 и 1Г достигает значени , равного напр жению на конденсаторе 5, отпираютс  диоды 12 и 13, и зар д конденсаторов прекращаетс . После перехода сердечника магнитного реактора в состо ние насьпцени  при отрицательной намагниченности исчезают напр жени  на его обмотках и диоды 9, 12 и 13 запираютс , а конденсаторы 10 и 11 остаютс  зар женными до напр жени , равного напр жению на конденсаторе 5. При запирании силового управл емого ключа 3, когда ток его начинает уменьшатьс , отпираютс  диоды 12 и 13, конденсаторы 10 и 11 начинают разр жатьс . При этом напр жение на силовом управл емом ключе 3 нарастает плавно от нул , так как в начальном по отношению к запиранию состо нии напр жение на конденсаторах 10 и 11 уравновешива т напр жение на конденсаторе 5. П; вность нарастани  напр жени  на силовом управл емом ключе от нул  обуславливает незначительность коммутационных потерь энергии при запирании и надежность самого процесса запирани . После того, как за счет протекани  токов через диоды 13 и 12, конденсаторы 10 и 11 полностью разр жаютс , отпираетс  диод 14, и ток индуктивной нагрузки 4 замыкаетс  через последовательную цепь из обмотки 15 магнитного реактора 7 и диода 14. К этому времени сердечник магнитного реактора 7 уже находитс  в состо нии насьш(ени  при отрицательной намагниченности , и поэтому протекание тока через обмотку 15 не вызывает на ней заметного падени  напр жени . В новом такте работы рассмотренные процессы повтор ютс . Принцип действи  предлагаемого устройства остаетс  таким же, если индуктивна  нагрузка 4 выполнена в виде соединенных последовательно обмотки дроссел  и энергопотребл ющей нагрузки, первый двухполюсник с вентильной проводимостью включен параллельно индуктивной нагрузке 4, а в качестве первого конденсатора ис пользован конденсатор фильтра, включенный между входными шинами 1 и 2. 91 В сравнении с известным предлагаемое устройство обеспечивает упрощение схемотехники за счет исключени  дополнительного силового управл емого ключа и соответственно токозадающих цепей управлени  им; повьшение КПД за счет того, что при отпирании силового управл емого ключа ток протекает по конденсаторам (10 и 11), соединенным последовательно, а при запирании - параллельно, что дает возможность при заданной скорости нарастани  напр жени  на силовом управл емом ключе во врем  процесса его запирани , т.е. при заданной емкости конденсаторной цепи параллельно выходной цепи силового управл емого ключа, уменьшить дополнительный ток силового управл емого ключа во врем  процесса его отпирани , протекающий 2 по указанной конденсаторной цепи; Кроме того, устройство обеспечивает повышение КПД за счет того, что во врем  процесса перезар да конденсаторов исключен возврат энергии в источник питани , создающий дополнительные потери энергии; и за счет того, что исключен дополнительный силовой управл емый ключ и, как следствие , коммутационные потери энергии в его выходной цепи и потери энергии в цепи управлени  дополнительным ключом; повьшение КПД в устройстве (фиг.2У за счет исключени  перегрузок силового управл емого ключа по току во врем  коммутационного процесса отпирани  этого ключа и повышение надежности за счет исключени  допалиительного силового управл емого ключа .The invention relates to a pulse technique and can be used in power semiconductor converter technology. A contactless switching device is known in which an inductive load is connected in series with the output circuit of a power controlled switch, and parallel to the output circuit is a capacitor connected in series with a resistor-biased diode. The disadvantage of this device is low efficiency due to the loss of energy in the specified resistor. . Closest to the invention to the technical essence is a contactless switching device containing power; controllable key, to the outputs of the output circuit of which two circuits are connected in parallel, the first of which is in the form of inductive loads connected in series and a power source, and the second in the form of first capacitors and a two-port with a conductivity and a second two-terminal with a conductivity in the form of a series-connected first diode and a winding of a magnetic reactor 21. The disadvantages of the known device are low reliability and complexity, since, in addition to the main sy ovogo controllably key used and additional tokozadayuscha corresponding circuit connected to the power input circuit further controlled switch. In addition to its locking, additional energy losses occur, which reduces the efficiency of the energy recovery circuit, which is accumulated in the operation cycle of the device in a capacitor-capacitor-diode circuit. The purpose of the invention is to increase the efficiency and reliability of the device. This goal is achieved in that a contactless switching device containing a power-controlled key, to the terminals of the output circuit of which two circuits are connected in parallel, the first of which is made up of inductive loads connected in series and a power source, and the second is connected in series the first capacitor and two-port device with valve conductivity, and the second two-terminal device with valve conductivity in the form of a series-connected winding of the magnetic reactor and the first diode, additionally The second and third capacitors are introduced, the second and third diodes, the second and third capacitors and the second and third diodes are connected according to a bridge scheme, in which two opposite arms are formed by capacitors, and the other two are diodes, the cathode of the second diode and the anode of the third diode are two pins of the first diagonal of the bridge, the first of which is connected to the first output of the output circuit of the power controlled key, the second output is connected to the second output of the output circuit of the power controlled key via the first capacitor, and the second two The bushes with valve conductivity are connected according to between the anode of the second diode and the cathode of the third. In addition, the magnetic reactor is made on a core with a non-linear magnetic characteristic with additional windings, and the first of them, connected in series with the fourth diode, forms the first two-terminal with valve conductivity, and the second is part of the inductive load. in which the inductive load is made in the form of the primary winding of a power transformer with an energy-consuming load on its secondary side; Fig. 2 shows a circuit in which a power-consuming load is connected in parallel with the first capacitor. The device (Fig. 1) contains busbars 1 and 2 of the power supply, power controlled switch 3, inductive load 4, first capacitor 5, first two-port 6 with valve conductivity, magnetic reactor 7 with winding 8, first 9 diode, second 10 and third 11 capacitors, second 12 and third 13 diodes. The inductive load is made in the form of the primary winding of a power transformer, on the secondary side of which a power-consuming load is turned on, and the first two-terminal 6 with valve conduction is in the form of the fourth diode 14. In the device (Fig. 2) the magnetic reactor 7 is made on a core with a nonlinear magnetic characteristic and contains two additional windings 15 and 16, of which the first 15 and the fourth diode 14, connected in series, form the first two-terminal 6 with gate conduction and the second winding 16 is part ind active load 4. In the device (Fig. 1) a power source is connected to buses 1 and 2. Between these buses, connected in series are the output circuit of a power controlled switch 3 and an inductive load 4, made in the form of the primary winding of a transformer. The pins of the output circuit of the power controlled key 3, in addition, are connected to a circuit of successively connected first capacitor 5 and first two-port 6 with valve conduction. The device contains a magnetic reactor 7, the winding of which 8 and the first diode 9, connected in series, form a second two-terminal device with valve conductivity. The second 10 and third 11 capacitors and the second 12 and third 13 diodes form a bridge circuit in which two opposite shoulders are formed by capacitors 10 and 11, and the other two are diodes 12 and 13. The cathode of the second diode 12 and the anode of the first diode 13 are terminals the first diagonal of the bridge, one of which is connected to the first output of the output circuit of the power controlled switch 3 directly, and the second is connected to the second output of the output circuit of the power controlled switch 3 via the first capacitor 5. Between the anode of the second diode 12 and the cathode of the third diode 13 Asoco the second circuit with valve conductivity, is formed by the first diode 9 and the winding 8 of the magnetic reactor 7. The first circuit with the valve conductivity is formed by the fourth diode 14. In the device (figure 2) the magnetic reactor is made on a core with a nonlinear magnetic characteristic and contains two additional windings 15 and 16. The first of them is connected in series with the fourth diode 14 and forms the first two-port 6 with valve conductivity, and the second is part of an inductive load. The principle of operation of the device (Fig. 1) is that the capacity of the first capacitor 5 is significantly greater than the capacity of the capacitors 10 and 11 of the bridge circuit, and the load on the secondary side of the transformer is connected through a diode. In stationary mode of operation, the capacitor 5 is charged up to a voltage higher than the supply voltage, which is associated with the transfer to it of a part of the inductive energy accumulated in each cycle. At the beginning of the operation cycle, immediately before unlocking the power controlled battery 3, the capacitors 10 and 11 are discharged. At the moment of unlocking the power controlled switch 3, the voltage on it decreases almost to zero, and a negative voltage jump is applied through the capacitor 5 of the first diagonal of the bridge. This jump diodes 12 and. 13 of the bridge, the transfer of tr to the reverse bias mode, and the capacitors 10 and 11 begin to charge, and the charge is oscillatory, since the winding 8 of the linear magnetic reactor 7 is present in the charge circuit. When performing the ratio C "Su, where C (j The capacitors 10, 11 and 5 are charged to a voltage equal to the initial voltage on the capacitor 5, on which the voltage change is insignificant. high conductivity in inductive Under load 4, the magnetic field energy is accumulated. Therefore, when the power controlled key 3 is locked, current flow through the primary winding of the power transformer does not stop. However, this current is now closed through the capacitor 5 and is branched in two parallel circuits: capacitor 10, diode 12 and diode 13 - capacitor 11. Due to the balance of the voltages on the capacitors 10.5 and 11.5, the voltage on the power-controlled switch 3 rises smoothly from zero and the energy that was previously transferred from the capacitor 5 to the capacitors 10 and 11, now It is transferred to inductive load 4. This energy transfer takes place until the voltage on the power controlled switch reaches the supply voltage level, and then the continued charge of the capacitor 5 and the discharge of the capacitors 10 and 11 is due to the energy transferred to inductive load 4. This energy is higher than that accumulated in capacitors 10 and 11, and therefore their discharge occurs to zero, after which the diode 14 is unlocked and the charge of capacitor 5 unlocks due to current flowing through this diode. The charge of capacitor 5 ends when the diode is supported on the secondary side of the transformer when current flows through the secondary side of the transformer. In comparison with the well-known, the proposed device is simpler and more reliable, since it does not contain an additional power controlled key. In addition, in the proposed device, the process of returning energy from capacitors 10 and 11 to the power supply is excluded, and their energy is transferred first to inductive load 4 and then to the secondary winding of the transformer, i.e. It is used beneficially, which increases efficiency. The elimination of an additional power controlled key also contributes to an increase in efficiency by eliminating losses in its control circuit and switching losses in the output circuit. Prior to unlocking the power controlled key 3 (Fig. 2), the core of the magnetic reactor 7, having a non-linear magnetic characteristic, is set to saturation with a negative magnetization of the inductive load current. When the power controlled key 3 is unlocked through the conductive diode 14, the voltage of the charged capacitor 5 is applied to the first additional winding 15, under the action of which the core of the magnetic reactor 7 begins to reversal in the positive direction, and the GDS in it is set to zero, as the core goes into unsaturated mode of operation, in which it has a high magnetic permeability. By transforming the voltage from the winding 15 to the winding 8, the diode 9 is under reverse bias (when selecting the transformation ratio between these windings according to the corresponding1CIM method, for example, equal to 1), which prevents the flow of the current of capacitors 10 and 11 through the winding 8 of the magnetic reactor 7. Then the current of the switching winding J (flowing through the diode 14 in the direction opposite to the diode, i.e. the current, and the current 4 of the inductive load flowing through the winding 16 are related by the ratio determined by the transformation ratio between kami 15 and 16. The limited current flowing through the diode 14 in the opposite direction during its switching at the same time means the limited current through the power controlled key during the switching process of the diode 14, which caused a slight energy loss in both the diode 14 and the power control key 3. During operation of the diode 14 in the state of reverse conduction, when a reverse current flows through it, the indicated current discharges the capacitor 5, i.e. energy accumulated in it is taken from the latter. However, this energy is not lost, and its overwhelming part is transferred to inductive load 4, which is caused by the transformation of the voltage from winding 15 to winding 16. After the diode 14 is locked, the voltage on the winding 8 disappears, which the diode 9 was previously kept locked in and the latter passes into the state of direct conduction, as a result of which a current that charges these capacitors begins to flow through capacitors 10 and 11. First, during the charge of condensation, tori 10 and 11, the polarity of the voltage on the winding 8 of the magnetic reactor does not change, the composition is the same as in the period of the flow of reverse current through the diode 14, and then, when the capacitors 10 and 11 charge The TC to the total voltage equal to the voltage on the capacitor 5, the voltage on the winding 8, decreasing in absolute value as the capacitors 10 and 11 are charged, will change its sign. Before changing the polarity of the voltage on the winding 8, the core of the magnetic reactor 7 continues to remagnetize in a positive direction , remaining in a state of high magnetic permeability. After changing the polarity of the voltage on the winding 8, the core of the magnetic reactor 7 begins to reversal in a negative direction, and the state of high magnetic permeability remains until the core at a negative magnetization does not reach the state of end, and then the voltages disappear. windings of a magnetic reactor. Before changing the polarity of the voltage on the winding 8, the energy from the capacitor 5 during charging of the capacitors 10 and 11 is transferred to the inductive load, and after changing the polarity of the voltage, the energy stored in the inductive load returns, ensuring the continuation of the charging process of the capacitors 10 and 11 such that the sum of the voltages on them becomes greater than the voltage on the capacitor 5. The charge of the capacitors occurs with a limited current, the value of which is determined by the transformation ratio between the windings 8 and 16. Since the charging current to Since the capacitor flows through the power controlled switch 3, the current of the power controlled switch 3 is also limited. Thus, both at the stage of the reverse conduction of diode 14 and at the stage of charging capacitors 10 and 11, the current through the power controlled switch 3 is limited in absolute value, which accounts for minor energy losses in the output circuit of the key. When in the process of charging, for example. On each of the capacitors 10 and 1G, a voltage equal to the voltage on the capacitor 5 is reached, diodes 12 and 13 are unlocked, and the charge on the capacitors is stopped. After the core of the magnetic reactor goes into the nascene state, the voltage on its windings disappears at negative magnetization and the diodes 9, 12 and 13 are locked, and the capacitors 10 and 11 remain charged until the voltage equal to the voltage on the capacitor. switch 3, when its current begins to decrease, diodes 12 and 13 are unlocked, capacitors 10 and 11 begin to discharge. In this case, the voltage on the power-controlled switch 3 rises smoothly from zero, since in the initial state with respect to locking, the voltage on the capacitors 10 and 11 balances the voltage on the capacitor 5. R; The increase in voltage on a power controlled zero key causes insignificant switching energy losses during locking and the reliability of the locking process itself. After the currents flow through the diodes 13 and 12, the capacitors 10 and 11 are completely discharged, the diode 14 is opened, and the current of the inductive load 4 is closed through a series circuit from the winding 15 of the magnetic reactor 7 and the diode 14. By this time the magnetic core reactor 7 is already in a state of nassh (negative magnetization, and therefore the flow of current through the winding 15 does not cause a noticeable voltage drop on it. In the new operation cycle, the considered processes are repeated. The principle of the proposed device and it remains the same if inductive load 4 is made in the form of throttle windings and power-consuming loads connected in series, the first two-pole valve with conduction is connected in parallel with inductive load 4, and the filter capacitor connected between the input buses 1 and 2 is used as the first capacitor. 91 In comparison with the known, the proposed device simplifies the circuitry by eliminating the additional power controlled key and, accordingly, the current supplying circuits. and him; efficiency increase due to the fact that when the power controlled key is unlocked, the current flows through the capacitors (10 and 11) connected in series, and when locked, in parallel, which makes it possible at a given voltage rise rate on the power controlled key lock, i.e. at a given capacitance of the capacitor circuit parallel to the output circuit of the power controlled key, reduce the additional current of the power controlled key during the process of unlocking it, flowing 2 along the indicated capacitor circuit; In addition, the device provides increased efficiency due to the fact that during the process of recharging capacitors, energy is not returned to the power source, which creates additional energy losses; and due to the fact that the additional power controlled key and, as a result, switching losses of energy in its output circuit and energy losses in the control circuit of the additional key are excluded; increasing the efficiency in the device (FIG. 2U by eliminating overloads of the power controlled key with respect to current during the switching process of unlocking this key and increasing reliability by eliminating the additional power controlled key.

ФЫ1.2FY1.2

Claims (2)

1. БЕСКОНТАКТНОЕ КОММУТАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее силовой управляемый ключ, к выводам выходной цепи которого подключены* параллельно две цепи, первая из которых выполнена в виде соединенных последовательно индуктивной нагрузки и источника питания, а вторая - в виде соединенных последовательно первых конденсатора и двухполюсника с вентильной проводимостью, и второй двухполюсник с вентильной проводимостью в виде последовательно соединенных первого диода и обмотки магнитного реактора, отличающееся тем, что, с целью повышения КПД устройства и его надежности, в него дополнительно введены второй и третий конденсатору второй и третий диоды, причем второй и третий конденсаторы и второй и третий диоды оединены по схеме моста, в котором два одних противолежащих плеча образованы конденсато'рами, а два других - диодами, катод вто рого диода и анод третьего диода являются двумя выводами первой диагонали моста, первый из которых соединен с первым выводом выходной цепи силового управляемого ключа, второй вывод соединен с вторым выводом выходной цепи силового управляемого ключа через первый конденсатор, а второй двухполюсник с вентильной про- водимостью включен согласно между анодом второго диода и катодом третьего.1. NON-CONTACT SWITCHING DEVICE, containing a power controlled key, to the output circuit terminals of which are connected * two circuits in parallel, the first of which is made in the form of an inductive load and a power source connected in series, and the second - in the form of a first capacitor and a two-terminal conductor connected in series with conductive conductivity , and a second bipolar with conductivity in the form of a series-connected first diode and a winding of a magnetic reactor, characterized in that, in order to increase the efficiency of of the second and third capacitors and the second and third diodes are connected according to the bridge circuit, in which two one opposite arms are formed by capacitors, and the other two by diodes, the cathode of the second diode and the anode of the third diode are two terminals of the first diagonal of the bridge, the first of which is connected to the first output terminal of the power controlled key, the second terminal is connected to the second output of the output controlled key and through the first capacitor, and the second two-terminal with a conductive valve, is connected according to between the anode of the second diode and the cathode of the third. 1112.5621112.562 1 1 125621 1 12562 2. Устройство по п. ^отличающееся тем, что магнитный реактор выполнен на сердечнике с нелинейной магнитной характеристикой и с двумя дополнительными обмотками, причем первая из них, соединенная последовательно с четвертым диодом, образует первый двухполюсник с вентильной проводимостью, а вторая является частью индуктивной нагрузки.2. The device according to p. ^ Characterized in that the magnetic reactor is made on a core with a nonlinear magnetic characteristic and with two additional windings, the first of which is connected in series with the fourth diode, forms the first bipolar with conductive conductivity, and the second is part of the inductive load .
SU833534254A 1983-01-03 1983-01-03 Static switching device SU1112562A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833534254A SU1112562A1 (en) 1983-01-03 1983-01-03 Static switching device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833534254A SU1112562A1 (en) 1983-01-03 1983-01-03 Static switching device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1112562A1 true SU1112562A1 (en) 1984-09-07

Family

ID=21043463

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU833534254A SU1112562A1 (en) 1983-01-03 1983-01-03 Static switching device

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1112562A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Моим B.C., Лаптев Н.Н. Стаби лизированные транзисторные преобразователи. М., Энерги , 1972, с. 34 рис. 9-18а. 2. Авторское свидетельство СССР № 936315, кл. Н 02 М 7/537, 02.04.81 (прототип). *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1081824A2 (en) A method and an apparatus for equalising the voltages over the capacitors in a series connection of capacitors during charging and discharging
US4924370A (en) Low-loss and low-reactive power switching relief device for the semiconductor switches of an inverter
SU1112562A1 (en) Static switching device
JPH06165510A (en) Inverter
SU1406732A1 (en) Contactless switching device
SU1665478A1 (en) Dc voltage converter
SU1015475A1 (en) Pulsed dc voltage converter
SU888305A2 (en) Self-sustained series inverter
SU752696A1 (en) Self-contained series inverter
SU1367112A1 (en) D.c.to d.c. voltage converter
SU1628162A1 (en) Dc pulse converter
SU1742969A1 (en) Autonomous resonant inverter
SU1758808A1 (en) Bridge inverter
SU1036229A1 (en) Electronic switching device
SU851702A1 (en) Thyristorized inverter
SU1690141A1 (en) Voltage converter
SU1732436A1 (en) Device for changing of capacitive energy accumulator
SU995235A1 (en) Three-phase inverter
SU688971A1 (en) Single-phase thyristorized bridge-type inverter
SU1403282A1 (en) Lc voltage converter
SU1179498A1 (en) A.c. voltage-to-d.c. voltage converter
SU1145434A1 (en) Inverter
SU1171922A1 (en) Device for controlling d.c.voltage on resistive-inductive load
SU972639A2 (en) Resonance series-parallel inverter
SU1181079A2 (en) D.c.-voltage-to-d.c.voltage converter