Импульсный усилитель мощности с последовательной коммутацией

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<и1985943 (6t ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05.01.79. (21) 2712923/1809 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.12.82. Бюллетень № 48 (5! )М. Кя.

H 03 К 17/56 твстдврстееннмн кемнтют

СССР (53) УДК 621. . 31 8.5 75 (088,8) вв яввам юееретеннй н. втермтий

Дата опубликбваккя описания р6 р1 83 (72) Автор изобретен ня

М. E. Гольд

Украинский научно-исследовательский институт стййаов-:;. и инструментов 5 ( (7l ) Заявитель (54) ИМПУЛЬСНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ

С ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ KOMMYTAUHEA

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве выходного каскада в тиристорных преобразователях постоянного напряжения в переменное (импульсное) .

Известны импульсные усилители мацт5 ности, в которых коммутация рабочего тиристора осуществляется с помощью предварительно заряженного конденсатора, подключенного параллельно первичной обмотке импульсного трансформатора через коммутирующий тиристор, при этом .вторичная обмотка импульсного трансформатора включена последовательно с коммутируемой пепью t13.

Недостатком этого импульсного усилителя является большое время подготовки к работе из-за длительного переходного процесса при включении.

Наиболее близок к предлагаемому gp импульсный усилитель мощности с после довательной коммутацией, содержащий подключенные к Йсточнику постоянного напряжения последовательно соединенные

2 зарядный дроссель, вспомогательный тиристор и электростатический накопитель эпергии, шунтированный двумя электрическими цепями, первая из которых образована последовательно соединенным первым вентилем и первым дросселем, а вторая — вторым вентилем, вторым дросселем,.и вспомогательным тяристором, который совместно с первым вентилем по отношению к источнику постоянного напряжения в проводящем направлении, а второй вентиль — в непроводящем, и коммутируемую цепь, например, в виде последовательно соединенных основного тирис тора и нагрузки, шунтированной диодом, причем коммутируемая цепь подключена к источнику постоянного напряжения через первый дроссель (22

Недостатки этого ттмпульсного усилителя мощности — большие ус тановленная мощность и потребление энергии, обусловленные тек, что уровень запасаемой в электростатическом накопителе энергии должен быть достаточным, чтобы напряжение

3 98594 на нем превышало напряжение источника питания коммутируемой цепи в течение времени восстановления основных тиристоров.

Бель изобретения — уменьшение установленной мощности и потребления энергии.

Указанная цель достигается тем, что в импульсном усилителе мощности, содержащем подключенные к источнику постоян-10 ного напряжения последовательно соединенные зарядный . дроссель, вспомогательный тиристор и электростатический накопитель энергии, шунтированный двумя электрическими цепями, первая из которых 1$ образована последовательно соединенными первым вентилем и первым дросселем, а вторая — вторым вентилем, вторым дросселем и вспомогательным тиристором,. . который совместно с первым вентилем включен по отношению к источнику постоянного напряжения в проводящем направлении, а второй вентиль-внепроводящем, коммутируемую цепь, например, в виде последовательно соединенных основного тиристсд ра и нагрузки, шунтированной диодом, второй дроссель включен последовательно между зарядным просселем и вспомогательным тиристором, а коммутируемая цепь подключена параллельно последовательно соединенным вспомогательному тирис тору и электростатическому накопителю энергии.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого импульсного усилителя мощнос ти.

Импульсный усилитель мощности содержит электростатический накопитель 1 энергии, шунтированный двумя электрическими цепями, первая из которых образована последовательно соединенными

40 первым вентилем 2 и первым дросселем

3, а вторая — вторым вентилем 4, вторым дросселя 5 и вспомогательным тиристором 6. Источник 7 питания через зарядный дроссель 8 и второй дроссель 4

5 подключен в прямом направлении к коммутируемой цепи 9, например, в виде пос:. ледова тельно соединенных основного тиристора 10 и нагрузки 11, шунтированной обратным диодом 12.

Импульсный усилитель мощности ра- ботает следующим образбм.

При включении вспомогательного тиристора 6 электростатический накопитель 1 энергии перезаряжается по пепи: второй вентиль 4 - обмотка второго дросселя 5 — вспомогательный тиристор 6. При этом происходит выключение коммутируе3 ф мой цепи 9, так как к основному тиристору 10 через вентиль 2 и вспомогательный тиристор 6 прикладывается в обратном направлении напряжение электрЬстатического накопителя 1 энергии.

Одновременно образуется следующая цепь: положительный полюс источника 7 питания — зарядный дроссель 8 — второй вентиль 4 — отрицательный полюс источника 7 питания. Так как в этот момент через второй вентиль 4 протекает большой ток церезаряда электростатического накопителя 1, он смещен в проводящем направлении. Ток зарядного дросселя 8 начинает возрастать, оставаясь, однако, в течение части полупериода небольшим из-за большой электромагнитной постоянной дросселя 8. Когда ток перезаряда начинает уменьшаться и становится равным току зарядного дросселя 8, ток .второго вентиля падает до нуля и он закрывается. B этом случае электростатический накопитель 1 энергии перезаряжается по цепи: положительный полюс источника 7 питания, — зарядный дроссель

8 — второй дроссель 5 — вспомогательный тиристор 6 — отрицательный полюс источника 7 питания. иногда ток в этом контуре реверсирует, вспомогательный тиристор 6 запирается. Перезаряд электростатического накопителя 1 энергии через первый вентиль 2 и первый дроссель

3 начинается сразу же после того, как напряжение на электростатическом накопителе 1 меняет свою полярность на обратную по отношению к изображенной на чертеже и заканчивается, когда ток в этом контуре начинает реверсировать.

В следующий такт коммутации, который начинается включением вспомогательного тиристора 6, процессы повторяются. Ввиду того, что второй дроссель 5 включен между зарядным дросселем 8 и вспомогательным тириотором 6, а коммутируемая цепь 9 подключена параллельно последовательно соединенным вспомогательному тиристору 6 и электростатическому накопителю 1 контур обратного тока основного тиристора 10, который образуется при выключении коммутируемой цепи 9, через вентиль 12, минуя нагрузку 11, в отличие от известных

;импульсных усилителей мощности, не содержит источника 7 питания, Вследс т вие этого напряжение на электростатическом накопителе энергии, которое в известных импульсных усилителях мощности превышает напряжение источника постоянного напряжения, существенно меньше, что обуслов5 9859 ливает меньший уровень запасаемой в электростатическом накопителе энергии.

За счет этого уменьшается установленная мощность и потребление энергии импульсного усилителя по сравнению с известными, улучшаются его массогабаритные, энергетические и экономические показаТОНИ.

Формула изобретения

Импульсный усилитель мощности с последовательной коммутацией, содержащий подключенные к источнику постоян- 1$ ного напряжения последовательно соединенные зарядный дроссель, вспомогательный тиристор и электростатический накопитель энергии, шунтированиый двумя электрическими цепями, первая из которых обра-2р зована последовательно соединенными первым вентилем и первым дросселем, а вторая — вторйм вентилем, вторым д рсселем и вспомогательным тиристо. ром. который совместно с первым венти-2s

43 6 лем включен по отношен,ию к источнику постоянного напряжения в проводящем

/ направлении, а второй вентиль - в непроводящем, и коммутируемую цепь, напри мер, в виде последовательно соединен ных основного тиристора и нагрузки, шунтированной диодом, о т л и ч а юш и и с я тем, что, с целью уменьшения1 установленной мощности и потребления энергии, второй дроссель включен после довательно между зарядным дросселем и вспомогательным тиристором, а коммутируемая цепь подключена параллельно последовательно соединенным вспомогательному тиристору электростатическому накопителю энергии.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

1. Руденко В. С., Синько В. И., Чиженко H. М. Преобразовательная техника, Киев, Высшая школа", 1978, с. 218, рис. 4.17 в.

2. Авторское свидетельство СССР

% 453797, кл. Н 03 К 17/56, 1974 прототип).

ВНИИПИ Закаэ 10187

Тираж 959 Подписное)

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