Способ управления статическим преобразователем

13 МФФщьОаЗНАЮХН С)БР Союз Советских Социалистических Республико И ЕИЗ ЕТЕНИЯ но 773900 К АВТОРСКОМУ СВ ЕТЕЛЬСТВУ(51)М. Кл. Н 02 Р 13/18 ОН 02 М 7/537 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(088.8) Дата опубликования опйсаиия 231 08 О(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ СТАТИЧЕСКИМПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть исполь. эовано при построении вторичных источников питания.Известен способ управления тран 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) . 15Наиболее 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 транзисторы31.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 напеж 2ность и служат сдерживающим Фактором на пути миниатюризации статических преобразователей за счет повышения частоты.Цель изобретения в . 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, которыйна 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 10 постоянного тока и приведенную нагрузку 11 переменного тока поступает соответственно постоянный и переменный ток.Рассмотрим процессы при переключении, Транзисторы 1 и 2 находятсяв режиме насыщения. В этом случае диоды 5 и б.смещены в 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 из области насыщения в область отсечки осуществляется по идеальной. петле. переключения, исключающей динамические потери на вйключение.На этом этапе ток, потребляемыйот 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, посколькупроцесс восстановления обратного.сопротивления протекает при малых токах через диоды, При нагрузке переменному току сравнимой с нагрузкой.по постоянному току, динамические по терн в транзисторах отсутствуют, адинамические потери в диодах имеются.В этом случае наблюдается процессрекуперации реактивной энергии вовспомогательный, источник 9 или в первичный источник. 25 30 35 45 50 По окончании процесса восстановления обратного сопротивления (при малой нагрузке по переменному току) и по окончании процесса рекуперации (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 включениеДалее протекают "медленные 1 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 изобретенияСпособ управления. статическим преобразователем,. имеющим по меньшей мере один выпрямитель.в выходной цепи, путем последовательной подачи управлякцих импульсов. на силовые транзисторы, о т л.и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью исключения динамических потерь в полупроводниковых элементах, начиная с момента прекращения очередного управляющего импульса иницируют процесс рассасывания530/79 Тираж 783 Под ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытиЯ 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4сное ака Филиал ППП фПатентф. г.чжгоооп. ул.Проектна избыточных носителей, для чего подают на выход выпрямителя напряжения,пропорциональное входному, фиксируютостаточные напряжения на полупроводниковых элементах, а следующий управляющий импульс подают после изменениявеличины упомянутых. остаточных напряжений на полупроводниковых элементахили окончания процессов. рассасыванияизбыточных носителей, и подают очередной управляющий импульс при достижении указанных фиксированных напряже- фний заданного уровня. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Лаптев Н.Н., Моин В,С. Динамические потери в транзисторах инверторов. -"Электроника", 1966, Р 1, с .18" 21.2. Моин В.С. Переходной процесс переключения транзисторов в схемах статических преобразователей.-Электротехника, 1964, М 9, с. 22 - 24.3. АвторскОе свидетельство СССР Р 169662, кл. Н 02 М 7/48, 1965.