Высокочастотный последовательный инвертор

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

+ нЬ . гб .--. .н ,к (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 36.10. 78 (21) 2678183/24-07 (51) М. Кл. с при< оедииеиием заявки М2 (23) ПриоритетН 02 M 7/515

Государственный комитет

СССР

Ао делам иэобретеинй и открытий

Опубликовано 301180. Ьиэллетеиь Hо 44

Дата опубликования описания 30 ° 11 ° 80

РЗ) УДК б 21. 314 . 57 (088.8) Ю. М. Зинин, В. N. Иарон, A. В. Иванов и П. С. Ройзман (72) Авторы изобретения 1 76 ,% йщрр., \ (Спеиннльное конструкторско-телеологическое бюро полупроводниковых преобразователей частоты при Уфимском авиационном институте (71) Заявитель

i (54) ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ ИНВЕРТОР

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в высокочастотных электротермических установках.

Известны инверторы, содержащие встречно-параллельные тиристорнодиодные пары и колебательные цепочки р з конденсаторов и дросселей

t1-3 j. Их недостатком является низкая частота инвентирования.

Прототипом изобретения является инвертор, который содерх<ит встречнопараллельные пары из прямого и обратного управляемых вентилей, колебательные цепи, каждая из которых содержит конденсатор и дроссель, а также дроссель фильтра.

Недостатком прототипа является необходимость дополнительного устройства, обеспечивающего отпирание обратных вентилей. Кроме того, увеличение частоты инвертирования вызывает возрастание крутизны фронта тока как в прямых, так и в обратных вентилях, которое происходит вследствие уменьшения индуктивности дросселей колебательных цепей.

Целью изобретения является повышение частоты инвертирования, а так.же упрощение схемы инверторы.

Поставленная цель достигается тем, что в известном инверторе, содержащем встречно-параллельные пары из прямого и обратного управляемых вентилей, колебательные цепи, каждая из которых содержит конденсатор и дроссель, а также активно-емкостные делители, каждый из которых подключен параллельно своей паре вентилей, 10 последовательно с каждой парой вентилей включен насыщающийся дроссель,, а средняя точка активно-емкостного делителя, через пороговый элемент и диод соединена с управляющим элек15 тродом обратного управляемого веити Ля е

Каждый активно-емкостной делитель, шунтирующий одну из встречно-параллеяьных вентильных пар, обеспечивает.

39 ограничение крутизны фронта нарастания напряжения как на прямом, так и на обратном вентилях этой дары.

Делитель, пороговый элемент и на.-. сыщающийся дроссель образуют формиро25 ватель отпирающих импульсов для обратного вентиля. Временная задержка этих импульсов относительно момента иачала восстановления напряжения на обратном вентиле определяется вели3© чинами активного сопротивления и ем 783531,кости делителя, напряжением пробоя порогового элемента и начальной ин дуктивностью насыщающегося дросселя. В течение задержки к прямому вентилю лрикладывается отрицательное восстанавливающее напряжение, определяемое напряжением, на конденсаторе колебательной цепочки. Насыщающийся дроссель служит также для соз. дания интервала незначительной крутйзны нарастания тока через прямой и обратный вентили при их отпирании, равного времени перемагничивания сердечника, а также для снижения крутизны фронта нарастания прямого напряжения. на каждом иэ них. Остаточная индуктивность дросселя может слу""жить в качестве.индуктивности дросселя колебательной цепи.

На фиг.1 дана электрическая схема инвертора (вариант); на фиг.2"- вре менные.диаграммы,:поясняющие работу схемы на фиг.1.

Янвертор «содержит встречна-параллельную пару из прямого 1 и обратно го 2 тиристоров, колебательную цепь, содержащую конденсатор 3, дроссель

4 и нагрузку 5. Последовательно с вентильной парой соединен насыщаюцийся дроссель 6. Пару шунтирует делитель из емкости 7 и активного . сопротивления 8. СреДняя точка де"лителя соединена через встречно-по - — следовательно включенные диод 9 и лавинный диод 10. Инвертор питается от источника постоянного напряжения через дроссель фильтра 11.

Схема работает следующим образом.

Предположим, что в момент подачи управляющего импульса на тиристор 1 конденсатор 3 заряжен полярностью, показанной на фиг.1.При отпирании тиристора по контуру элементов 3, б, 1, 5, 4 протекает колебательный ток разряда конденсатора 3, причем, благодаря наличию насыщающегося дросселя., в начальный момент образуется ин" тервал незначительного нарастания тока, длительность которого равна

""""врем»ени"йеремагничив«ания сердечника дросселя. В момент окончания первой полуволны разрядного тока тиристор 1 гаснет, а напряжение на конденсаторе. 3 имеет полярность;, обратную показанной на фиг.1. Это напряжение обуславливает установление обратного для тиристора 1 и й«рям«ого для тирис тора 2 напряжения на .вентильной паре.

Скорость нарастания" этого напряжения ограничивается активно-емкостным де"лйтелем и насыщающимся дросселем "б.

В этом процессе происходит заряд конденсатора по контуру элементов 3, 4, 5,",8,.7, б. При достижении найряж«ения на конденсаторе 7, равного напряжению пробоя лавинного диода 10, последний пробивается, что сопровож дается импульсом тока на управляющий электрод тиристора 2, который, отпираясь, разряжает конденсатор 7 по контуру элементов 7, 8, 2.

Одновременно через тиристор 2 начинает протекать обратная полуволна колебательного тока, которая, как и первая, имеет интервал незначительного нарастания тока, который также обраэу$ ется благодаря наличию дросселя б.

По окончании протекания обратной по-. луволны тиристор 2 запирается, после чего начинается подзаряд конденсатора 3 входным током по цепи элемен1р тов 11,3,4,5. При подаче очередного импульса управления на тиристор 1 все процессы повторяются.

На фиг.2 представлены. временные диаграммы импульсов управления Iy тиристором 1, тока i< тиристора 1, тока i.> тиристора 2, а также напряжение Н на вентильной паре.

Применение изобретения позволит упростить и сделать более дешевым высокочастотный источник питания

20 вследствие исключения дополнительного устройства управления. С другой стороны, изобретение позволяет повысить частоту инвертирования на

20-30%. Кроме того, изобретение поэЯ воляет применить менее дефицитные вентили с большнм на(30-40%) временем восстановления и меньшей (на

30-40%) допустимой скоростью нарас- тания прямого напряжения.

Формула изобретения

Высокочастотный последовательный инвертор содержащий встречно-парал» лельные пары из прямого и обратного управляемых вентилей, колебательные цепи, каждая из которых содержит конденсатор и дроссель, а также активно-емкостные делители, каждый

4О иэ которых подключен параллельно к своей паре вентилей, о т л и ч а"ю шийся тем, что, с целью повывения частоты инвертирования и упрощения, последовательно с каждой па4» рой вентилей включен насьщающийся дроссель, а средняя точка активноемкостного делителя. через пороговый элемент и диод соединена с управляющим электродом обратного управляемоgg го вентиля.

Источники информацйи, принятые во внимание при экспертизе

1 . Тиристоры. - Технический справочник. Под ред. В. A- Лабунцова и др. М,, "Энергия", 1971, с. 175,224227.

2. Гитгарц Д. A., Иоффе Ю. С.

Новые источники питания и автомати ка индукционных установок для на40 грена и плавки. М., "Энергия", 1972, .с. 69-71, 3. Акодис N. N. Дрягин В. В. Мощный тиристорный преобразователь ультразвуковой частоты. -- Тезисы докла- .

65 дов научно-технической конференции

783931

Составитель Г. Вотчицев

Редактор A. Купрякова Техред И.Коштура .Корректор В. Синицкая

Заказ 8566/59 Тираж 783 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-3.5; Раушская наб., д. 4/5

« ««««

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

"Разработка и промыаленное применение полупроводниковых преобразбвателей частоты в машиностроении". М., 1977, с. 40.