Способ управления статическим преобразователем

 

l4+

, 1ознлй аА 1й } ХН! СЦ

БР

Союз Советских

Социалистических

Республик о И E

ИЗ ЕТЕНИЯ («)773900

K АВТОРСКОМУ СВ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 17. 11. 66 (2)) 1112892/24-07 с присоединением заявки М(23) Приоритет—

Опубликовано 231080. Бюллетень Но 39 (51)М. Кл.

HP 13/18//

Н 02 М 7/537

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 314. 58 (088.8) Дата опубликования опйсаиия 231 08 0 (72) Автор изобретения

Н.Н.Лаптев (71 ) Заявитель (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ СТАТИЧЕСКИМ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при построении вторичных источников питания.

Известен способ управления тран- 5 эисторным статическим преобразователем, по меньшей мере одна нагрузка которого подключается через выпрямитель, путем последовательной подачи управляющих импульсов на силовые 10 транзисторы }1) .

Известны также способы и устройства, обеспечивающие определенную последовательность подачи импульсов на силовые транзисторы (2) и (3) . }5

Наиболее близким к изобретению техническим решением -является способ управления статическим преобразователем, имеющим по меньшей мере один выпрямитель в выходной цепи, путем 20 последовательной подачи управлякхаих импульсов на силовые транзисторы

}.31.

Известные способы имеют принципиальный недостаток: прн попытках 25 уменьшить динамические потери при выключении увеличиваются динамические потери на включение и наоборот.

В то же время именно динамические потери ограничивают КПД и н шеж2 ность и служат сдерживающим фактором на пути миниатюризации статических преобразователей за счет повьхаения частоты.

Цель изобретения — исключение динамических потерь в полупроводниковых элементах.

Эта цель достигается тем, что начиная с момента прекращения очередного управляющего импульса иницируют процесс рассасывания избыточных носителей, для чего подают на выход выпрямителя напряжение, пропорциональное входному, фиксируют остаточные напряжения на полупроводниковых элементах и следующий управляющий импульс подают после изменения величины упомянутых остаточных напряжений на полупроводниковых элементах или окончания процессов рассасывания избыточных носителей, и подают очередной управляющий импульс при достижении указанных фиксированных напряжений заданного уровня.

На чертеже представлена эквивалентная схема статического преобразователя.

Она содержит силовые транзисторы

1-4, выпрямитель на диодах 5-8, электролитический конденсатор 9, который

773900 на интервалах переключения эквивалентен источнику вспомогательного напряжения, величина которого. соответствует приведенному. напряжению первичного источника. Нагрузка 10 по постоян.ному току, приведенная нагрузка 11 переменного тока. При поочередном переключений силовых транзисторов

1,2-3,4 к выпрямителю на диодах 5-8 прикладывается переменное напряжение, которое заряжает конденсатор 9. до напряжения, приблизительно равного напряжению первичного источника.

В нагрузку l0 постоянного тока и приведенную нагрузку 11 переменного тока поступает соответственно постоянный и переменный ток.

Рассмотрим процессы при переключении. Транзисторы 1 и 2 находятся в режиме насыщения. В этом случае диоды 5 и б.смещены s прямом направлении .и по ийм протекает ток нагрузки

10. После изменения (выключения или реверса) базового тока насыщенных транзисторов 1 и 2 токи в схеме не изменяются, так как протекают процессы рассасывания избыточных носителей в транзисторах 1 и 2. По окончании этого процесса начинают уменьшаться коллекторные токи упомянутых транзисторов и прямые токи через диоды

5 и б.

Начиная с этого момента, вспомогательный источник, которьм в данном случае служит конденсатор 9 воздействует на схему, первоначально поддерживая неизменным ток через нагрузку 10 и после уменьшения прямого тока через диоды 5 и б до нуля, обеспечивает развитие обратного тока, который замыкается через нагрузку 11..В диодах 5 и б под действием обратного тока протекают процессы рассасывания избыточных носителей и падение напряжения на них практичес ки равно нулю. В связи с этим остаточные падения напряжения на полупроводниковых .элементах 1,2,5,6 в процессе изменения их токов фиксируются разностью.приведенных напряжений вспомогательного и первичного источников на уровне близком к нулю, Далее оканчивается процесс уменьшения токов в коллекторах транзисторов 1 и 2, после чего оканчиваются и процессы рассасывания избыточных носителей в диодах 5 и б. Далее окан чивается процесс уменьшения. токов в коллекторах транзисторов 1 и 2, пос" ле чего оканчиваются и процессы рассасывания избыточных носителей в диодах 5 и б. Транзисторы 1 и 2 находятся в режиме отсечки и весь процесс их переключения as области насыщения в область отсечки осуществляется по идеальной. петле. переключения, исключающей динамические потери на вйключение.

На этом этапе ток, потребляемый от первичного источника, пренебрежимо мал, так как все транзисторы находятся в режиме отсечки.

Далее начинается процесс восстановления обратного сопротивления дирдов 5 и 6.

В случае малой. нагрузки по переменному току на этом этапе отсутствуют динамические потери как в транзисторах, так и в диодах, поскольку процесс восстановления обратного.сопротивления протекает при малых токах через диоды. Прн нагрузке переменному току., сравнимой с нагрузкой .по постоянному току, динамические по1$ терн в транзисторах отсутствуют, а динамические потери в диодах имеются.

В этом случае наблюдается процесс рекуперации реактивной энергии во вспомогательный. источник 9 или в первичный источник.

4$

По окончании процесса восстановления обратного сопротивления (при малой нагрузке по переменному току) и по окончании процесса рекуперацин (при большой нагрузке по переменному току) все силовые-диоды находятся в режиме обратного смещения, а все транзисторы — в режиме отсечки. Толь- . ко после этого осуществляют включение прямого управляющего тока, поступающего в базы транзисторов 3 и

4.

Нарастающий ток коллектора транзисторов 3 и 4 переводит диоды 7 и

8 в режим прямого смещения. Суммарное падение напряжения на транзисторах 3 и 4 определяется разностью напряжений первичного и вспомогательного источников, которая близка к нулю.

Таким образом, весь процесс переключения из режима отсечки в режим насыщения осуществляется по идеальной петле переключения,. исключающей динамические потери на включение °

Далее протекают "медленные" процессы, после чего "быстрью" процессы повторяются.

Используя данный способ в качестве основы для построения силовой и управляющей части, можно резко улучшить основные характеристики транзисторных статических преобразователей формула изобретения

Способ управления. статическим преобразователем,. имеющим по меньшей мере один выпрямитель.в выходной цепи, путем последовательной подачи управлякидих импульсов. на силовые транзисторы, о т л.и ч а ю шийся тем, что, с целью исключения динамических потерь в полупроводниковых элементах, начиная с момента прекращения очередного управляющего импульса иницируют процесс рассасывания

773900

Составитель С.Ситко

Редактор И. Ковальчук Техред Н. Граб Корректор В. Синицкая

Заказ 7530/79 Тираж 783 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытиЯ

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент". r v rnnoa. ул.Проектная,4 избыточных носителей, для чего подают на выход выпрямителя напряжения, пропорциональное входному, фиксируют остаточные напряжения на полупроводниковых элементах, а следующий управляющий импульс подают после изменения величины упомянутых. остаточных напряжений на полупроводниковых элементах или окончания процессов. рассасывания избыточных носителей, и подают очередной управляющий импульс при достижении указанных фиксированных напряжений заданного уровня.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лаптев Н.Н., Моин В.С. Динамические потери в транзисторах инверторов.-"Электроника", 1966, Р 1, с.1821.

2. Моин В.С. Переходной процесс переключения транзисторов в схемах статических преобраэователей.- Электротехника, 1964, М 9, с. 22 - 24.

3. АвторскОе свидетельство СССР

Р 169662, кл. Н 02 М 7/48, 1965.