SU1406732A1 - Contactless switching device - Google Patents
Contactless switching device Download PDFInfo
- Publication number
- SU1406732A1 SU1406732A1 SU864170431A SU4170431A SU1406732A1 SU 1406732 A1 SU1406732 A1 SU 1406732A1 SU 864170431 A SU864170431 A SU 864170431A SU 4170431 A SU4170431 A SU 4170431A SU 1406732 A1 SU1406732 A1 SU 1406732A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- diode
- series
- output
- capacitor
- winding
- Prior art date
Links
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к импульсной технике и может быть использовано в силовой полупроводниковой преобразовательной те.хнике. Цель изобретени - упрощение устройства , повыи ение ег о КПД и надежности . Бесконтактное коммутационное устройство содержит силовой управл емый ключ 1, к второму выходно.му выводу которого параллельно подключены три цепи. Элементы цепей включены последовательно: перва содержит индуктивную нагрузк 4 и первичную обмотку 6 магнитного реактора (МР) 5. Втора - диод 9 и первую вторичную обмотку МР 5, а треть конденсатор 10 и диод 11. Между средней точкой третьей цепи и первым выходным выводом ключа 1 включены соединенны - последовательно втора вторична обмотка 8 МР 5 и третий диод 12. 1 ил. (ЛThe invention relates to a pulse technique and can be used in a power semiconductor converter circuit. The purpose of the invention is to simplify the device, increasing its efficiency and reliability. The contactless switching device contains a power controlled switch 1, to the second output terminal of which three circuits are connected in parallel. Circuit elements are connected in series: the first contains an inductive load 4 and the primary winding 6 of a magnetic reactor (MP) 5. The second is diode 9 and the first secondary winding MP 5, and the third is capacitor 10 and diode 11. Between the middle point of the third circuit and the first output key 1 connected - connected in series the second secondary winding 8 MP 5 and the third diode 12. 1 Il. (L
Description
0505
ооoo
NDND
1one
Изобретение относитс к импульсной технике и может быть использовано в силовой полупроводниковой преобразовательной технике.The invention relates to a pulse technique and can be used in power semiconductor converter technology.
Целью изобретени вл етс упрощение устройства, повышение КПД и надежности.The aim of the invention is to simplify the device, increase efficiency and reliability.
На чертеже представлена принципиальна электрическа схема предлагаемого устройства.The drawing shows a circuit diagram of the proposed device.
Бесконтактное коммутационное устройство содержит силовой управл емый ключ 1, две шины 2, 3 источника питани , индуктивную нагрузку 4, магнитный реактор 5 с первичной обмоткой 6 и двум вторичными обмотками 7, 8, обратно включенный первый диод 9, конденсатор 10, а также обратно включенные второй и третий диоды 11 и 12.The contactless switching device contains a power controlled switch 1, two buses 2, 3 of the power supply, an inductive load 4, a magnetic reactor 5 with a primary winding 6 and two secondary windings 7, 8, a reverse diode 9, a capacitor 10, and also a reverse one the second and third diodes 11 and 12.
Магнитный реактор 5 выполнен на сердечнике с нелинейной магнитной характеристикой . Один из выходных выводов ключа 1 подсоединен к шине 2 источника питани , а между вторым выходным выводом ключа 1 и шиной 3 источника питани включены параллельно три цепи, перва из которых содержит соединенные последовательно индуктивную нагрузку 4 и первичную обмотку 6 магнитного реактора 5, втора - соединенные последовательно обратно включенный первый диод 9 и первую вторичную обмотку 7 реактора 5, а треть - последовательно соединенные конденсатор 10 и обратно включенный второй диод 11. Кроме того, между средней точкой третьей цепи (точка соединени конденсатора 10 и диода 11) и первым выходным выводом ключа 1 включена цеЕШ из последовательно соединенных второй вторичной обмотки 8 реактора 5 и обратно включенного третьего диода 12.The magnetic reactor 5 is made on a core with a non-linear magnetic characteristic. One of the output pins of the key 1 is connected to the power supply bus 2, and between the second output pin of the key 1 and the power supply bus 3 are connected in parallel three circuits, the first of which contains an inductive load 4 connected in series and the primary winding 6 of the magnetic reactor 5, the second the first diode 9 and the first secondary winding 7 of the reactor 5 are connected in series, and the third is the capacitor 10 connected in series and the second diode 11 is turned back on. In addition, between the middle point of the third circuit (exact a compound of the capacitor 10 and diode 11) and the first output terminal of the switch 1 is turned on tseESh of series-connected second secondary winding 8 of the reactor 5 and the back of the third diode 12 included.
Принцип действи устройства заключаетс в следуюшем.The principle of operation of the device is as follows.
В начале такта работы непосредственно перед отпиранием ключа 1 конденсатор 10 имеет остаточный зар д, причем потенциал верхней обкладки отрицательный, а нижней - положительный. В момент отпирани напр жение на силовом ключе 1 уменьшаетс почти до нул . Ток нагрузки 4, который замыкалс через диод 9, начинает протекать через ключ 1. Потенциал второго выходного вывода ключа 1 и св занной с ним общей точки трех параллельных цепей понижаетс . При этом к обмотке 7 реактора 5 прикладываетс скачок напр жени , и сердечник реактора 5 начинает перемагничиватьс в положительном направлении. Магнитодвижуща сила (МДС) в нем устанавливаетс близкой к нулю, так как сердечник переходит в ненасыщенный режим работы, при котором он обладает высокой магнитной проницаемостью. Через диод 9, в котором сохранен накопленный зар д, протекает в обратном направлении ток, равный току обмотки 7, который в свою очередь св зан с током наAt the beginning of the operation cycle, immediately before unlocking the key 1, the capacitor 10 has a residual charge, the potential of the upper plate being negative, and the bottom potential positive. At the time of unlocking, the voltage on the power switch 1 decreases almost to zero. The load current 4, which is connected through diode 9, begins to flow through key 1. The potential of the second output pin of key 1 and the associated common point of three parallel circuits is lowered. In this case, a voltage surge is applied to the winding 7 of the reactor 5, and the core of the reactor 5 starts to reversal in a positive direction. The magnetomotive force (MDS) in it is set close to zero, as the core goes into an unsaturated mode of operation, in which it has a high magnetic permeability. Through the diode 9, in which the accumulated charge is stored, a current flows in the opposite direction, equal to the current of the winding 7, which in turn is connected with the current to
0673206732
22
грузки, протекающим по первичной обмотке 6 реактора 5, соотношением, определ емым коэффициентом трансформации между этими обмотками. Таким образом, ток диода 9 ограничен. Ограниченность тока, про- текающего через диод 9 в обратном направлении во врем его коммутации, одновременно означает ограниченность тока через ключ 1 во врем коммутации диода 9, чем обусловлены незначительные потери энер10 гии как в диоде 9, так и в ключе 1.load flowing through the primary winding 6 of the reactor 5, the ratio determined by the transformation ratio between these windings. Thus, the current of diode 9 is limited. The limited current flowing through the diode 9 in the opposite direction during its switching simultaneously means the limited current through the key 1 during the switching of the diode 9, which caused minor energy losses both in diode 9 and in key 1.
При протекании тока через диод 9 в обратном }1аправлении происходит трансформаци напр жени обмотки 7 реактора 5 в обмотку 8, что обеспечивает запертое состо ние диода 12, при этом конденсатор 10 сохран ет остаточный зар д. После запирани диода 9 ток обмотки 7 прекращаетс . Из-за индуктивного характера нагрузки 4 после восстановлени обратного сопротивлени и запирани диода 9 не из20 мен етс ни направление, ни величина тока обмотки 6 реактора 5 (он остаетс равным току 1н нагрузки 4). Сердечник магнитного реактора 5 находитс в состо нии высокой магнитной проницаемости, а в обмотке 8 возникает ток и диод 12 от25 крываетс . Конденсатор 10 перезар жаетс по цепи: диод 12 - обмотка 8 - конденсатор 10 - ключ 1. Сначала напр жение на обмотке 8 имеет положительную пол рность на начале, а отрицательную на конце, при этом сердечник реактора 5 перемагни- чиваетс в положительном направлении, а после разр да конденсатора 10 напр жение на концах обмотки 8 мен ет пол рность , что обуславливает перемагничивание сердечника магнитного реактора 5 в отрицаэд тельном направлении. Однако сердечник реактора 5 остаетс в состо нии высокой магнитной проницаемости.When current flows through the diode 9 in the reverse direction, the voltage of the winding 7 of the reactor 5 is transformed into the winding 8, which ensures the locked state of diode 12, while the capacitor 10 retains the residual charge. After locking the diode 9, the current of the winding 7 stops. Due to the inductive nature of the load 4, after the reverse resistance is restored and the diode 9 is blocked, 20 neither the direction nor the current magnitude of the winding 6 of the reactor 5 changes (it remains equal to the current 1 n load 4). The core of the magnetic reactor 5 is in a state of high magnetic permeability, and a current is generated in the winding 8 and the diode 12 is opened 25. The capacitor 10 is recharged along the circuit: diode 12 - winding 8 - capacitor 10 - key 1. First, the voltage on the winding 8 has a positive polarity at the beginning and a negative one at the end, while the core of the reactor 5 is re-magnetized in the positive direction, and after discharge of the capacitor 10, the voltage at the ends of the winding 8 changes polarity, which causes the magnetization reversal of the core of the magnetic reactor 5 in the negative direction. However, the core of the reactor 5 remains in a state of high magnetic permeability.
При повышении потенциала верхней обкладки конденсатора 10 до напр жени от40 пирани диода 11 происходит фиксаци этого потенциала на уровне, практически равном потенциалу шины 3 питани , при этом зар д конденсатора 10 заканчиваетс . После того, как в процессе перемагничивани вAs the potential of the upper plate of the capacitor 10 rises up to the voltage of 40 pyranya diode 11, this potential is fixed at a level almost equal to the potential of the power supply bus 3, and the charge of the capacitor 10 ends. After in the process of magnetization reversal in
дс отрицательном направлении сердечник реактора 5 перейдет в состо ние отрицательного насыщени , трансформаци тока из обмотки 6 в обмотку 8 прекращаетс и диоды 11, 12 закрываютс . Зар д конденсатора 10 происходит ограниченным током, ве50 личина которого определ етс током нагрузки и коэффициентом трансформации между обмотками 6 и 8 магнитного реактора 5. Поскольку ток зар да конденсатора 10 протекает через ключ 1, то ограниченным оказываетс и ток ключа 1. Таким образом,In the negative direction, the core of the reactor 5 goes into a state of negative saturation, the transformation of the current from the winding 6 to the winding 8 stops and the diodes 11, 12 are closed. The charge of the capacitor 10 occurs with a limited current, the size of which is determined by the load current and the transformation ratio between the windings 6 and 8 of the magnetic reactor 5. Since the charge current of the capacitor 10 flows through the switch 1, the switch current 1 turns out to be limited.
55 как на этапе обратной проводимости диода 9, так и на этапе зар да конденсатора 10 ток через ключ 1 ограничен по абсолютной величине, чем обусловлены незначительные потери энергии в выходной цепи ключа I.55 both at the stage of the reverse conduction of diode 9, and at the stage of charging of the capacitor 10, the current through key 1 is limited in absolute value, which accounts for insignificant energy losses in the output circuit of key I.
При запирании ключа 1, когда его ток начинает уменьшатьс , отпираетс диод 11, и конденсатор 10 начинает разр жатьс . При этом напр жение на ключе 1 нарастает плавно от нул по мере повышени потенциала св занной с ним обкладки конденсатора 10. Плавность нарастани напр жени на ключе 1 от нул обуславливает незначительность коммутационных потерь энергии при его запирании, а также надежность самого запирани . После того, как конденсатор 10 полностью разр жаетс , отпираетс диод 9 и ток индуктивной нагрузки 4 начинает распредел тьс между двум параллельными ветв ми, состо щими из обмотки 7, диода 9 и конденсатора 10 и диода 11. При этом происходит зар д конденсатора 10 и растет напр жение, приложенное к обмотке 7, что вызывает более быстрое, чем в прототипе переключение тока нагрузки в диод 9. Поэтому к началу нового такта днод 11 оказываетс запертым , что гарантированно предотвращает коммутационные броски тока через ключ 1 при его отпирании, вследствие чего повышаетс КПД и надежность работы устройства .When locking key 1, when its current begins to decrease, diode 11 is opened, and capacitor 10 begins to discharge. In this case, the voltage on the key 1 increases smoothly from zero as the potential of the associated capacitor 10 plate increases. The smoothness of the increase in voltage on the key 1 from zero causes insignificant switching energy losses during its locking, as well as the reliability of the locking itself. After the capacitor 10 is completely discharged, diode 9 is unlocked and the current of inductive load 4 begins to be distributed between two parallel branches consisting of winding 7, diode 9 and capacitor 10 and diode 11. This causes a charge on the capacitor 10 and the voltage applied to the winding 7 increases, which causes the load current to be switched to diode 9 more quickly than in the prototype. Therefore, by the beginning of the new cycle, the bottom 11 is locked, which is guaranteed to prevent switching current surges through the key 1 when it is unlocked e which increases efficiency and reliability of the device.
В новом такте работы описанные процессы повтор ютс .In the new cycle of operation, the described processes are repeated.
Сущность изобретени не измен етс , если индуктивна нагрузка 4 выполнена в виде последовательно включенных обмотки дроссел фильтра и энергопотребл ющей нагрузки , параллельно которой включен конденсатор фильтра.The invention does not change if the inductive load 4 is made in the form of a series-connected windings of the throttle filter and a power-consuming load, in parallel with which the filter capacitor is connected.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864170431A SU1406732A1 (en) | 1986-12-31 | 1986-12-31 | Contactless switching device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864170431A SU1406732A1 (en) | 1986-12-31 | 1986-12-31 | Contactless switching device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1406732A1 true SU1406732A1 (en) | 1988-06-30 |
Family
ID=21276334
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU864170431A SU1406732A1 (en) | 1986-12-31 | 1986-12-31 | Contactless switching device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1406732A1 (en) |
-
1986
- 1986-12-31 SU SU864170431A patent/SU1406732A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Моин В. С., Лаптев Н. Н. Стабилизированные транзисторные преобразователи. М., 1972, с. 346, рис. 9 -18а. Авторское свидетельство СССР № 1112562, кл. Н 03 К 17/64, 1983. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SU1406732A1 (en) | Contactless switching device | |
US4924370A (en) | Low-loss and low-reactive power switching relief device for the semiconductor switches of an inverter | |
SU1065997A2 (en) | D.c. voltage convereter | |
SU1112562A1 (en) | Static switching device | |
SU1665478A1 (en) | Dc voltage converter | |
SU1476573A1 (en) | Dc single-cycle converter | |
SU1686653A2 (en) | Single-contact dc voltage converter | |
SU1617566A1 (en) | Single-end d.c. voltage converter | |
SU1739463A1 (en) | Transistorized inverter | |
RU2094883C1 (en) | Dc contactor | |
SU1339799A1 (en) | Pulsed d.c. voltage regulator | |
SU1171921A1 (en) | Stabilized power source | |
SU972639A2 (en) | Resonance series-parallel inverter | |
SU1171922A1 (en) | Device for controlling d.c.voltage on resistive-inductive load | |
SU1690141A1 (en) | Voltage converter | |
SU1277074A1 (en) | Pulsed d.c.voltage stabilizer | |
SU843231A1 (en) | Thyristorized dc switch | |
SU1628162A1 (en) | Dc pulse converter | |
RU1823101C (en) | Single-ended d c/d c converter | |
SU1283959A2 (en) | D.c.switch | |
SU1181079A2 (en) | D.c.-voltage-to-d.c.voltage converter | |
SU1267556A2 (en) | Transistor converter | |
SU1584047A1 (en) | Single-cycle dc-to-dc voltage converter | |
SU1686652A2 (en) | Single-contact dc voltage converter | |
SU1591156A1 (en) | D.c.voltage converter |