SU1679618A1 - Inverter phase switch - Google Patents
Inverter phase switch Download PDFInfo
- Publication number
- SU1679618A1 SU1679618A1 SU894748407A SU4748407A SU1679618A1 SU 1679618 A1 SU1679618 A1 SU 1679618A1 SU 894748407 A SU894748407 A SU 894748407A SU 4748407 A SU4748407 A SU 4748407A SU 1679618 A1 SU1679618 A1 SU 1679618A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- current
- terminals
- diodes
- diode
- phase switch
- Prior art date
Links
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
Description
Изобретение относится к силовой коммутационной технике и позволяет повысить КПД переключателя при одновременном его упрощении за счет того, что между вторыми выводами транзисторных ключей 1, 2 параллельно токоограничивающим дросселям 5.6 образованы дополнительными диодами 7, 8 и 9 две цепочки, диоды которых включены встречно по отношению к направлению силового источника. В первой цепочке использован быстродействующий силовой диод 7, во второй - импульсные диоды 8 и 9. Общая точка двух диодов второй цепочки соединена со средней точкой емкостного делителя, образованного шунтирующими конденсаторами 10, 11 и включенного между шинами силового источника питания. 3 ил.The invention relates to power switching technology and allows you to increase the efficiency of the switch while simplifying it due to the fact that between the second terminals of the transistor switches 1, 2 parallel to the current-limiting chokes 5.6 are formed by additional diodes 7, 8 and 9 two chains, the diodes of which are included opposite in relation to the direction of the power source. In the first chain, a high-speed power diode 7 is used, in the second - pulsed diodes 8 and 9. The common point of the two diodes of the second chain is connected to the midpoint of a capacitive divider formed by shunt capacitors 10, 11 and connected between the tires of the power source. 3 il.
33
16796181679618
4four
Изобретение относится к силовой коммутационной технике и может быть использовано в инверторах электроприводов переменного и постоянного тока, построенных на силовых транзисторах, работающих в режиме широтно-импульсной модуляции.The invention relates to a power switching technology and can be used in inverters of AC and DC drives, built on power transistors operating in the mode of pulse-width modulation.
Целью изобретения является повышение КПД переключателя и его упрощение.The aim of the invention is to increase the efficiency of the switch and its simplification.
На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема переключателя; на фиг. 2 и 3 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.FIG. 1 is a circuit diagram of a switch; in fig. 2 and 3 are timing diagrams explaining the operation of the device.
Переключатель фазы инвертора содержит два силовых транзисторных ключа 1 и 2. Первый ключ 1, эашунтированный силовым диодом 3, коллекторной цепью соединен с плюсовой шиной силового источника питания. Втброй ключ 2, эашунтированный силовым диодом 4. эмиттерной цепью соединен с минусовой шиной силового источника питания. Между вторыми выводами ключей 1 и 2 и выходом переключателя включены соответственно токоограничивающие дроссели 5 и 6.The inverter phase switch contains two power transistor switches 1 and 2. The first switch 1, eashuntied by the power diode 3, is connected to the positive side of the power supply source by a collector circuit. A key 2, eashunted by a power diode 4. The emitter circuit is connected to the negative bus of the power source. Between the second terminals of the keys 1 and 2 and the switch output are included, respectively, the current-limiting chokes 5 and 6.
В первой диодной цепочке, включенной параллельно дросселям 5 и 6, использован один силовой быстродействующий диод 7, во второй диодной цепочке - импульсные диоды 8 и 9, общая точка которых соединена с общей точкой емкостного делителя на высокочастотных шунтирующих конденсаторах 10 и 11, включенного между шинами силового источника питания. В инверторе (фиг. 1) может быть три переключателя (или больше), если использован двигатель переменного тока или вентильный двигатель, или два переключателя, если использован двигатель постоянного тока, регулируемый от мостового инвертора.In the first diode chain connected in parallel to the chokes 5 and 6, one high-speed power diode 7 is used, in the second diode chain - pulsed diodes 8 and 9, the common point of which is connected to the common point of the capacitive divider on the high-frequency shunt capacitors 10 and 11 connected between the buses power supply. In the inverter (FIG. 1) there may be three switches (or more) if an AC motor or a valve motor is used, or two switches if a DC motor is used, which is adjustable from a bridge inverter.
Переключатель фазы инвертора работает следующим образом.The phase switch of the inverter operates as follows.
Рассмотрим, например, функционирование переключателя для направления тока Ц. Для противоположного направления тока 1г все происходит аналогичным образом. Пусть начальное состояние соответствует выключенному ключу 1. При этом могут быть два случая. В одном из них к моменту включения ключа 1 ток нагрузки И протекает тол ько по дросселю 6 и замыкающему диоду 4 (фиг, 1 и 2). В другом случае (фиг. 3) к моменту включения ключа 1 ток нагрузки 1.1 протекает по двум параллельным цепям: по дросселю 6 и по дросселю 5 и диоду 7, и суммируются обе составляющие в замыкающем диоде 4. Коммутационные процессы в первом случае протекают следующим образом. В момент Хо подается сигнал на включение силового транзисторногоConsider, for example, the operation of a switch for the direction of current Ts. For the opposite direction of current 1g, everything happens in a similar way. Let the initial state correspond to the disabled key 1. There may be two cases. In one of them, by the time key 1 is turned on, the load current I flows only through the inductor 6 and the closing diode 4 (FIGS. 1 and 2). In another case (Fig. 3), at the moment of switching on the key 1, the load current 1.1 flows through two parallel circuits: across the choke 6 and across the choke 5 and the diode 7, and both components are summed up in the closing diode 4. The switching processes in the first case proceed as follows . At the moment Xo, a signal is given to turn on the power transistor
ключа 1 (фиг. 2а) и ключ включается, напряжение 11кэ силового транзистора уменьшается от величины ЕПцт до величины 11кэ нас (фиг. 26) и начинается нарастание коллекторного тока 1к ключа 1 (фиг. 2в), дросселя 5 (фиг. 2ж) и соответствующее уменьшение тока дросселя 6 (фиг. 2 з). Уменьшается ток через замыкающий дроссель 4 (фиг. 2г).key 1 (Fig. 2a) and the key is turned on, the voltage of the 11ke of the power transistor decreases from the value of E P qt to the value of 11 ke of us (fig. 26) and the rise of the collector current 1 to the key 1 (fig. 2c), throttle 5 (fig. 2g) and a corresponding decrease in the current of the choke 6 (Fig. 2 h). The current through the closing choke 4 decreases (Fig. 2d).
В момент времени Хо ток ключа 1 и ток дросселя 5, изменяясь синхронно, становятся равными току нагрузки, а токи дросселя 6 и замыкающего диода 4 уменьшаются до нуля. Далее ток в диоде 4 меняет направление на противоположное (фиг. 2г) и нарастает в обратном направлении.At the moment of time Ho the key 1 and the current of the inductor 5, changing synchronously, become equal to the load current, and the currents of the inductor 6 and the closing diode 4 decrease to zero. Further, the current in the diode 4 changes direction to the opposite (Fig. 2d) and increases in the opposite direction.
Таким образом, изменяется и ток в дросселе 6.Thus, the current in the inductor 6 also changes.
8 момент времени хг рассасываются избыточные заряды в базе у границы перехода диода 4, и ток диода быстро спадает до нуля. Начинается нарастание потенциала на диоде 4, поэтому ток дросселя 6 начинает протекать через диод 9 и перезаряжать конденсаторы 10 и 11. Причем напряжение на конденсаторе 11 увеличивается, а на конденсаторе 10 соответственно уменьшается. Ток перезаряда конденсатора (фиг. 2е) броском (на величину спада обратного Тока через диод 4) увеличивается от нуля и затем меняется по синусоидальному закону в сторону увеличения. Соответствующим образом изменяются токи ключа 1 и дросселей 5 и 6. В момент времени хз конденсаторы 10 и 11 полностью перезаряжаются, и ток перезаряда резко уменьшается до нуля. На эту же величину уменьшается и ток ключа 1. Ток дросселей 5 и 6 с этого момента уменьшается синхронно по величине и к моменту времени Х4 ток дросселя 5 становится равным току нагрузки, а ток дросселя 6 уменьшается до нуля. Момент времени Х5 - момент окончания управляющего импульса и прекращения тока через ключ 1. С этого момента начинается нарастание напряжения ЦКэ 1 (фиг. 26) и соответствующее ему уменьшение напряжения на выходе схемы. Конденсаторы 10 и 11 перезаряжаются током нагрузки, обратным по направлению первоначальному зарядному току (фиг. 2е). После окончания перезаряда конденсаторов (хе) ток дросселя 5 начинает протекать по диоду 7 и диоду 4. С этого момента наблюдается перераспределение токов между дросселями 5 и 6. Ток дросселя 5 уменьшается от величины, равной току нагрузки, до нуля, а ток дросселя 6 изменяется в противофазе - от 0 до тока нагрузки.At the 8th instant of time x2, excess charges are absorbed at the base near the transition boundary of diode 4, and the current of the diode rapidly drops to zero. The potential build-up on diode 4 begins, therefore, the current of the inductor 6 begins to flow through diode 9 and recharge the capacitors 10 and 11. Moreover, the voltage on the capacitor 11 increases, and on the capacitor 10 decreases accordingly. The capacitor overcharge current (Fig. 2e), by throwing (by the magnitude of the reverse Current decay through diode 4), increases from zero and then varies sinusoidally upwards. The currents of key 1 and chokes 5 and 6 change accordingly. At time xs, capacitors 10 and 11 completely recharge, and the recharge current drops sharply to zero. The key current 1 decreases by the same amount. The current of the chokes 5 and 6 from this moment decreases synchronously in magnitude and by the time X4 the current of the choke 5 becomes equal to the load current, and the current of the choke 6 decreases to zero. The time moment X5 is the moment of the end of the control impulse and the cessation of the current through the switch 1. From this moment begins the increase in voltage Q K e 1 (Fig. 26) and the corresponding decrease in voltage at the output of the circuit. The capacitors 10 and 11 are recharged by the load current in the opposite direction to the initial charging current (Fig. 2e). After the end of capacitor overcharge (xe), choke current 5 begins to flow through diode 7 and diode 4. From this point on, currents are redistributed between chokes 5 and 6. Choke current 5 decreases from a value equal to the load current to zero, and choke current 6 changes in antiphase - from 0 to the load current.
В момент времени χγ все переходныеAt the time χγ, all transitional
процессы при выключении заканчиваются.processes at shutdown end.
5five
16796181679618
66
Следующий цикл протекает аналогичным образом. Подобный ход переходных процессов характерен для классических схем, условием функционирования которых является полное завершение переходных процессов к следующему циклу. В таких схемах энергия, накопленная в токоограничивающих дросселях, должна быть полностью рассеяна или внутри контура или отдана во внешний приемник энергии. Во втором случае при высоком КПД приемника энергии может повышаться и КПД всего каскада. Если приемник энергии резистивный, то КПД каскада определяется только уровнем потерь, определяемых величиной энергии, запасаемой в токоограничивающих дросселях, и частотой коммутации силовых ключей. Второй режим работы отличается от классического тем, что к моменту включения ключа переходные процессы в токоограничивающих дросселях еще не завершились.The next cycle proceeds in a similar way. A similar course of transients is characteristic of classical schemes, the condition for the functioning of which is the complete completion of transients to the next cycle. In such schemes, the energy stored in the current-limiting chokes must be completely dissipated either inside the circuit or transferred to an external energy receiver. In the second case, with a high efficiency of the energy receiver, the efficiency of the entire cascade may also increase. If the energy receiver is resistive, the cascade efficiency is determined only by the level of losses determined by the amount of energy stored in the current-limiting chokes and the switching frequency of the power switches. The second mode of operation differs from the classical one in that by the time the key was turned on, the transients in the current-limiting chokes were not yet completed.
Удельный уровень потерь, отнесенный к единице мощности, при фиксированной частоте коммутации может существенно уменьшиться по сравнению с первым случаем, но требования к силовым элементам здесь предъявляются повышенные. Так диод 7 должен обладать повышенным быстродействием. Диаграммы, соответствующие этому случаю, приведены на фиг, 3. Характерной особенностью этого режима является то, что при включении транзисторного ключа 1 на его токовой диаграмме наблюдается характерный всплеск в момент времени ц, соответствующий моменту закрытия диода 7.' Чтобы уменьшить потери при включении, этот силовой диод должен быть быстродействующим по отношению к замыкающим диодам 3 и 4. Далее процессы в основном аналогичны предыдущему случаю.The specific level of losses, referred to the unit of power, at a fixed switching frequency can significantly decrease as compared with the first case, but the requirements for the power elements are higher here. So diode 7 should have a high speed. The diagrams corresponding to this case are shown in FIG. 3. A characteristic feature of this mode is that when the transistor switch 1 is turned on, a characteristic surge is observed at its current diagram at the time point z corresponding to the closing moment of diode 7. ' In order to reduce the losses at switching on, this power diode must be fast-acting with respect to the closing diodes 3 and 4. Further, the processes are basically the same as in the previous case.
Достижение положительного эффекта обеспечивается значительным упрощением устройства, при этом соблюдаются приемлемые условия коммутации силовых ключей для всех режимов работы переключателя и при одновременном повышении КПД переключателя, что обеспечивается как исключением резистивных элементов из цепей перезаряда реактивных элементов, так и использованием второго режима, показанного на фиг. 3.Achieving a positive effect is provided by a significant simplification of the device, while acceptable conditions are met for switching the power switches for all switch operation modes and at the same time increasing the switch efficiency, which is provided both by eliminating resistive elements from the recharging circuit of reactive elements and using the second mode shown in FIG. 3
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894748407A SU1679618A1 (en) | 1989-10-10 | 1989-10-10 | Inverter phase switch |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894748407A SU1679618A1 (en) | 1989-10-10 | 1989-10-10 | Inverter phase switch |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1679618A1 true SU1679618A1 (en) | 1991-09-23 |
Family
ID=21474188
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU894748407A SU1679618A1 (en) | 1989-10-10 | 1989-10-10 | Inverter phase switch |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1679618A1 (en) |
-
1989
- 1989-10-10 SU SU894748407A patent/SU1679618A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5914590A (en) | Electrical power regulator | |
US5710698A (en) | Delta connected resonant snubber circuit | |
US5027263A (en) | Switching power source means | |
JP4360738B2 (en) | Circuit device with half bridge | |
US5642273A (en) | Resonant snubber inverter | |
IE903015A1 (en) | Improved switching circuit employing electronic devices in¹series with an inductor to avoid commutation breakdown and¹extending the current range of switching by using igbt¹devices in place of mosfets | |
CA1102869A (en) | Power circuit for variable frequency, variable magnitude power conditioning system | |
US5063488A (en) | Switching power source means | |
US7348940B2 (en) | Driving circuit for energy recovery in plasma display panel | |
SU1679618A1 (en) | Inverter phase switch | |
US20020051370A1 (en) | Multi-level quasi-resonant power inverter | |
KR100213457B1 (en) | A 3-level auxiliary resonant commutated pole inverter with zero-voltage switching | |
RU96708U1 (en) | THREE-LEVEL INVERTER WITH SOFT COMMUTATION | |
JP3416065B2 (en) | Driver circuit for semiconductor device | |
KR100213674B1 (en) | Soft switching dc chopper circuit | |
JP3468261B2 (en) | Bridge type inverter device | |
RU212998U1 (en) | RESONANT SWITCH WITH MAGNETICALLY COUPLED THROTTLE | |
Brambilla et al. | Analysis and design of snubber circuits for high-power GTO DC-DC converters | |
SU989711A1 (en) | Transistorized inverter | |
SU1283904A1 (en) | D.c.voltage-to-d.c.voltage converter | |
SU907531A1 (en) | Single-cycle converter | |
JP2000270539A (en) | Power converter | |
CA2017639C (en) | Switching power source means | |
RU2139625C1 (en) | Quasi-resonant current handling static converter | |
SU1737683A1 (en) | Dc voltage converter |