SU1767659A1

SU1767659A1 - Преобразователь переменного тока дл питани индуктора

Info

Publication number: SU1767659A1
Application number: SU904870037A
Authority: SU
Inventors: Сослан Владимирович Дзлиев; Евгений Михайлович Силкин; Сергей Николаевич Тазихин; Вячеслав Александрович Воронцов; Владимир Петрович Огнев; Юрий Павлович Качан; Вадим Владиславович Моргун
Original assignee: С.В.Дзлиев, Е.М.Силкин, С.Н.Тазихин, В.А.Воронцов, В.П.Огнев, Ю.П.Качан и В.В.Моргун
Priority date: 1990-10-01
Filing date: 1990-10-01
Publication date: 1992-10-07

Abstract

Использование: в качестве источника питани дл электротехнологических установок , а также в качестве электронной части бытовых индукционных плит. Сущность изобретени : устр-во содержит выпр митель на диодах 1-4 с конденсатором 6 фильтра на выходе. Цепочка из дроссел 7 фильтра, коммутирующего конденсатора 8 и индуктора 9 подключена к выпр мителю. Конденсатор 8 с индуктором 9 зашунтированы модулем из диода 10 и асимметричного тиристора 11. Конденсатор 16 с индуктором зашунтированы другим аналогичным модулем 17,18. Импульсы управлени тиристорами 11,18 формиоуютс блоками 12,19 управлени в моменты достижени напр жением на конденсаторах 8,16 заданного уровн . Выходные каскады 13,20 усиливают импульсы управлени и обеспечивают их сн тие, если напр жение на выходе выпр мител ниже заданного уровн . 1 ил. 7 (Л Г

Description

XI о XI о ел

Ю

Изобретение относитс к преобразовательной технике и может быть использовано в качестве источника питани дл электротехнологических установок, а также в качестве электронной части бытовых индукционных плит.

Известен преобразователь переменного тока дл питани индуктора (За вка Японии 58 40838, кл. Н 05 В 6/12. Устройство дл индукционного нагрева / Мацусита дэнки Санге К,К. - Изобр. в СССР и за рубежом. - опубл. 08.09.83), содержащий подключенный входным выводам однофазный выпр митель с Г-образным фильтром, состо щим из конденсатора и дроссел , и инвертор на тиристоре с встречным диодом, соединенным катодом с отрицательным выходным выводом выпр мител , а анодом - с дросселем фильтра, и шунтирующим последовательную цепочку из индуктора и коммутирующего конденсатора, блок управлени тиристором.

Недостатком преобразовател вл етс низка надежность его работы на повышенной частоте вследствие увеличени времени выключени тиристора из-за разогрева структуры при перегрузках и малого обратного напр жени на тиристоре в интервалах восстановлени управл ющих свойств.

Известен преобразователь переменного тока дл питани индуктора (За вка Японии 59-39869, кл. Н 05 Б 6/12. Индукционное нагревательное устройство / Санье дэнки К.К. - Изобр. стран мира, - опубл. 26.09.84), содержащий подключенный к входным выводам однофазный выпр митель с Г-образным фильтром, состо щим из дроссел и конденсатора, и инвертор на тиристоре с встречным диодом, соединенным катодом с отрицательным выходным выводом выпр мител , а анодом через коммутирующий дроссель - с конденсатором фильтра, причем последовательна цепочка из коммутирующего дроссел и тиристора шунтируют последовательную цепочку из индуктора и коммутирующего конденсатора , блок управлени тиристором.

Недостатком преобразовател вл етс низка надежность его работы на повышенной частоте вследствие увеличени времени выключени тиристора из-за разогрева структуры при перегрузках и малого обратного напр жени на тиристоре в интервалах восстановлени управл ющих свойств

Наиболее близок к предлагаемому преобразователь переменного тока дл питани индуктора (За вка Японии 61-7715, кл, Н 05 В 6/12. Устройство индукционного нагрева / Мацусита дэнки Санге КЖ - Изобр. в СССР и за рубежом. - опубл. 08.03.86), который и рассматриваетс в качестве прототипа .

Прототип содержит подключенный к

входным выводам однофазный выпр митель с Г-образным фильтром, состо щим из конденсатора и дроссел , и инвертор на тиристоре с встречным диодом, соединенным

0 катодом с отрицательным выходным выводом выпр мител , а анодом- с положительным выходным выводом выпр мител через дроссель фильтра, последовательную цепочку из индуктора и коммутирующего конденсатора , включенную между

5 отрицательным выходным выводом выпр мител и дросселем фильтра, блок управлени тиристором, вход которого подключен к точке соединени дроссел фильтра и коммутирующего конденсатора, а выход - к первому входу выходного каскада, соеди0 ненного выходом с управл ющим электродом тиристора, а вторым входом - с выходом детекторной схемы, подключенной входом к положительному выводу выпр мител .

5 Недостатком прототипа вл етс низка надежность его работы на повышенной частоте вследствие увеличени времени выключени тиристора из-за разогрева структуры при перегрузках и малого обратного

0 напр жени на тиристоре в интервалах восстановлени управл ющих свойств.

Цель изобретени - повышение надежности работы преобразовател переменного точа дл питани индуктора.

5 Указанна цель достигаетс тем, что преобразователь переменного тока дл питани индуктора, содержащий подключенный входным выводом однофазный выпр митель с Г-образным фильтром, со0 сто щим из конденсатора и дроссел , и инвертор , тиристор которого соединен катодом с отрицательным выходным выводом выпр мител , а последовательна цепочка из индуктора и коммутирующего

5 конденсатора включена между упом нутым выводом выпр мител и дросселем фильтра , а также диод и блок управлени тиристором , вход которого подключен к точке соединени дроссел фильтра и коммутиру0 ющего конденсатора, а выход - к первому входу выходного каскада, соединенного выходом с управл ющим электродом тиристора , а вторым входом - с выходом детекторной схемы, подключенной входом к

5 положительному выводу выпр мител , снабжен последовательной цепочкой из дополнительных дроссел фильтра и коммутирующего конденсатора, включенной между

точками соединени конденсатора с дросселем фильтра и коммутирующего конденсатора с индуктором, дополнительными диодом и тиристором с блоком управлени и выходным каскадом, соединенным выходом с управл ющим электродом этого тиристора , первым входом-с выходом его блока управлени , а вторым входом - с выхоДбТи детекторной схемы, причем тиристоры выполнены асимметричными и размещены, каждый на одной подложке с соответствующим диодом в виде модул , каждый диод подключен катодом к аноду соответствующего тиристора, а анодом - к точке соединени соответствующего дроссел фильтра с коммутирующим конденсатором, причем катод дополнительного тиристора соединен с отрицательным выводом выпр мител , а вход его блока управлени подключен к точке соединени дополнительного дроссел фильтра с коммутирующим конденсатором.

Докажем существенность отличительных признаков предлагаемого преобразовател переменного тока дл питани индуктора. Существенным отличием преобразовател переменного тока дл питани индуктора вл етс высока надежность его работы на повышенной частоте, что объ сн етс снижением времени выключени тиристоров по причинам уменьшени температуры структуры приборов за счет делени тока нагрузки, обеспечением повышенного уровн обратного напр жени на модуле тиристор-диод в интервалах восстановлени тиристорами управл ющих свойств и выполнением тиристора в виде асимметричной структуры, имеющей более низкие динамические и статические потери и меньшее врем выключени .

Повышение надежности вл етс новым качеством преобразовател переменного тока дл питани индуктора. Новое качество преобразовател обусловлено отличительными признаками, новыми элементами и св з ми, которые в силу этого вл ютс существенными.

Схема преобразовател переменного тока дл питани индуктора приведена на чертеже.

Преобразователь переменного тока дл питани индуктора содержит однофазный выпр митель на четырех диодах 1-4, вход которого подключен к выходу генератора переменного напр жени питани , а выход зашунтирован конденсатором 6 фильтра, к обкладкам которого подключена последовательна цепочка из дроссел 7 фильтра, коммутирующего конденсатора 8 и индуктора 9, последние зашунтированы модулем из последовательно соединенных диода 10 и

асимметричного тиристора 11, блок управлени тиристором 12, вход которого соединен с общей точкой дроссел фильтра и коммутирующего конденсатора, а выход - с

5 первым входом выходного каскада 13, выход кототйго дегючёТТ Г управл ющему электроду тиристора, а второй вход - к выТЛ-ДгдеТёТГРоТнЪй схемы 14, вход которой

соединен с положительным выводом выпр 0 мител , последовательную цепочку из второго дроссел фильтра 15 и второго

- nsro MytlHp WeT Ifolll -cmepa 16, включенную между оШаТОнГсШДйн еНи конде н- сатора и дроссел фильтра и

5 коммутирующего конденсатора и индуктора , второй модуль из диода 17 и тиристора 18, второй блок 19 управлени тиристором, вход которого соединен с точкой соединени второго дроссел фильтра и второго

0 коммутирующего конденсатора, а выход - с первым входом второго выходного каскада 20, выход которого подключен к управл ющему электроду тиристора втор оТб модул , а второй вход - к выходу детекторной схемы.

5 Второй модуль подключен между точкой соединени второго дроссел фильтра с вторым коммутирующим конденсатором и отрицательным выводом выпр мител . Преобразователь переменного тока ра0 ботает следующим образом.

Выпр митель преобразует переменное напр жение генератора 5 питани в знакопосто нное напр жение, которое фильтруетс конденсатором 6.

5 Тиристоры 11,18 модулей включаютс одновременно с частотой выходного напр жени преобразовател . При включении тиристоров 11 18 происходит колебательный перезар д коммутирующих конденсаторов

40 8,16 по цеп м: 8-10-11-9-8 и 16-17-18-9- 16.

В интервале проводимости тиристоров 11,18 через индуктор 9 протекает положительный ток. Ток индуктора 9 делитс между

5 модул ми из тиристоров 8,16 и диодов . -10,17. После спада тока в контурах до нул тиристоры 11,18 выключаютс , и к модул м прикладываетс отрицательное напр жение . Напр жени на конденсаторах 8,16 в

0 этот момент имеют противоположную пол рность по отношению к исходному напр жению . После выключени тиристоров 11,18 через индуктор 9 протекает отрицательный ток, обусловленный перезар дом коммути55 рующих конденсаторов 8,16 от выпр мител через дроссели фильтра 7,15 по цеп м: 8-9-6-7-8 и 16-9-6-15-16. При восстановлении исходной пол рности и уровн напр жени на коммутирующих конденсаторах 8,16 производитс очередное включение тиристоров 11,18. С момента включени тиристоров 11,18 формируетс следующий периодвыходногонапр жени . Электромагнитные процессы в преобразователе при этом повтор ютс .

Импульсы управлени тиристорами 11,18 формируютс блоками 12,19 управлени в моменты достижени напр жением на коммутирующих конденсаторах 8,16 заданного уровн . Выходные каскады 13,20 служат дл усилени импульсов управлени тиристорами 11,18 и обеспечивают сн тие импульсов управлени и отключение преобразовател , если напр жение на выходе выпр мител оказываетс ниже заданного уровн . При этом сигнал отключени преобразовател формируетс детекторной схемой 14.

Диоды 10,17 защищают тиристоры 11,18 от приложени обратного напр жени , превышающего максимально допустимый уровень.

Блоки 12,19 управлени могут быть реализованы на основе схем, содержащих датчики напр жени на коммутирующих конденсаторах 8,16, компараторы с источниками задани уровн напр жени и формирователи импульсов. Выходные каскады 13,20 содержат схему И, на один вход которой поступает сигнал с выхода блока 12,19 управлени , а на другой - сигнал с выхода детекторной схемы 14, и усилитель импульса .

Детекторна схема 14 реализуетс в виде датчика напр жени и компаратора с источником задани уровн напр жени .

По сравнению с прототипом описанный преобразователь переменного тока надежнее в работе на повышенной частоте. Это св зано с повышением устойчивости вследствие уменьшени времени выключени тиристоров из-за снижени температуры структуры приборов за счет распределени тока нагрузки между ними, обеспечени достаточно высокого обратного напр жени на модуле тиристор-диод, использовани асимметричных тиристоров, имеющих пониженные динамические и статические потери и меньшее врем выключени .

Врем наработки на отказ описанного преобразовател ориентировочно повышаетс в 1,5-1,7 раза.

Дополнительно надежность работы преобразовател переменного тока при выполнении его на заданную мощность и частоту может быть повышена за счет снижени уровн пр мого напр жени на тиристорах, а также коммутационных по- терь при поочередном управлении тиристорами .

Claims

Формула изобретени Преобразователь переменного тока дл

питани индуктора, содержащий подключенный к входным выводам однофазный вы- пр митель с Г-образным фильтром, состо щим из конденсатора и дроссел , и инвертор, тиристор которого соединен катодом с отрицательным выходным выводом выпр мител , а последовательна цепочка из индуктора и коммутирующего конденсатора включена между упом нутым выводом выпр мител и дросселем фильтра, а также

диод и блок управлени тиристором, вход которого подключен к точке соединени дроссел фильтра и коммутирующего конденсатора , а выход к первому входу выходного каскада, соединенного выходом с

управл ющим электродом тиристора, а вторым входом с выходом детекторной схемы, подключенной входом к положительному выводу выпр мител , отличающийс тем, что, с целью повышени надежности,

он снабжен последовательной цепочкой из дополнительных дроссел фильтра и коммутирующего конденсатора, включенной между точками соединени конденсатора с дросселем фильтра и коммутирующего конденсатора с индуктором, дополнительными диодом и тиристором с блоком управлени и выходным каскадом, соединенным выходом с управл ющим электродом этого тиристора, первым входом с

выходом его блока управлени , а вторым входом - с выходом детекторной .схемы, причем тиристоры выполнены асимметричными и размещены каждый на одной подложке с соответствующим диодом в виде

модул , каждый диод подключен катодом к аноду соответствующего тиристора, а анодом к точке соединени соответствующих дроссел фильтра с коммутирующим конденсатором , причем катод дополнительного

тиристора соединен с отрицательным выводом выпр мител , а вход его блока управле- ни подключен к точке соединени дополнительных дроссел фильтра с коммутирующим конденсатором.