CS242600B1

CS242600B1 - Strain relief circuit of a transistor pulse converter with a voltage intermediate circuit

Info

Publication number: CS242600B1
Application number: CS848715A
Authority: CS
Inventors: Zdenek Mikyska
Original assignee: Zdenek Mikyska
Priority date: 1984-11-15
Filing date: 1984-11-15
Publication date: 1986-05-15
Also published as: CS871584A1

Abstract

Řešení se týká odlehčovacího obvodu větve tranzistorového pulsního měniče s napětovým mezilehlým obvodem, v němž jsou mezi zápornou napájecí sběrnicí a kladnou napájecí sběrnicí v sérii zapojeny první tranzistorový spínač typu NPN, přemostěný první nulovou diodou, a druhý tranzistorový spínač typu NPN, přemostěný druhou nulovou diodou, přičemž mezi kolektorem prvního tranzistorového spínače typu NPN a výstupní svorkou větve je zapojena první přesytka a druhá přesytka je zapojena mezi emitorem druhého tranzistorového spínače typu NPN a výstupní svorkou větve, k níž je připojen spoj prvního tranzistorového spínače typu NPN s druhým tranzistorovým spínačem typu NPN. Účelem zapojení je snížit spínací ztráty, vznikající v tranzistorových spínačích, vyloučit činné ztráty ve vlastním odlehčovacím obvodu a současně odstranit přídavné proudové zatěžování tranzistorových spínačů při jejich spínání. Uvedeného účelu se dosáhne zejména použitím oddělovacích tyristorů a pomocných nulových diod.The solution relates to a branch relief circuit of a transistor pulse converter with a voltage intermediate circuit, in which a first NPN transistor switch, bridged by a first zero diode, and a second NPN transistor switch, bridged by a second zero diode, are connected in series between the negative supply bus and the positive supply bus, with a first overflow connected between the collector of the first NPN transistor switch and the output terminal of the branch, and the second overflow is connected between the emitter of the second NPN transistor switch and the output terminal of the branch, to which the connection of the first NPN transistor switch with the second NPN transistor switch is connected. The purpose of the connection is to reduce the switching losses occurring in the transistor switches, to eliminate active losses in the relief circuit itself and at the same time to eliminate additional current loading of the transistor switches during their switching. The stated purpose is achieved in particular by using isolating thyristors and auxiliary zero diodes.

Description

Vynález se týká odlehčovacího obvodu větve tranzistorového pulsního měniče s napěíovým mezilehlým obvodem, v němž jsou mezi zápornou napájecí sběrnicí a kladnou napájecí sběrnicí v sérii zapojeny první tranzistorový spínač typu NPN, přemostěný první nulovou diodou, a druhý tranzistorový spínač typu ΝΪΝ, přemostěný druhou nulovou diodou, přičemž mezi kolektorem prvního tranzistorového spínače typu NPN a výstupní svorkou větve je zapojena první přesytka a druhá přesytka je zapojena mezi emitorem druhého tranzistorového spínače typu NPN a výstupní svorkou větve, k níž je připojen spoj prvního tranzistorového spínače typu NPN s druhým tranzistorovým spínačem typu NPN.BACKGROUND OF THE INVENTION The invention relates to a branch circuit relief circuit of a transistor pulse converter having a voltage intermediate circuit in which a first NPN-type bridged transistor switch bridged by a first diode and a second typu-type bridged transistor switch are connected in series between a negative power bus and a positive power bus. wherein a first shunt is connected between the collector of the first NPN transistor switch and the branch output terminal and the second shunt is connected between the emitter of the second NPN transistor switch and the branch output terminal to which the NPN first transistor switch is connected to the second NPN transistor switch .

Odlehčovací obvod slouží k ochraně tranzistorových spínačů proti spínacím ztrátám. Tranzistorový pulsní měnič s napěťovým mezilehlým obvodem sestává z jedné nebo více větví, z nichž každá obsahuje dva tranzistorové spínače, které připojují výstupní svor*· ky větví střídavě ke kladné nebo záporné napájecí sběrnici mezilehlého obvodu. Součástí těchto větví jsou nulové diody, které umožňují vedení výstupního proudu větví v případě, že oba tranzistorové spínače jedné větve jsou rozepnuty, nebo jeden z nich je sepnut, avšak proud zátěže teče dočasně proti směru jeho vedení oThe relief circuit serves to protect the transistor switches against switching losses. The transistor pulse transducer with a voltage intermediate circuit consists of one or more strings, each containing two transistor switches, which connect the output terminals of the strings alternately to the positive or negative bus of the intermediate circuit. Zero diodes are included in these strings, which allow the output current of the strings to be routed when both transistor switches of one string are open or one of them is closed, but the load current flows temporarily upstream

Při spínání a rozpínání dílčích tranzistorových spínačů dochází k jejich dočasnému výkonovému přetěžování, které je charakterizováno tím, že po dobu spínacího, popřípadě rozpínacího děje, je tranzistorový spínač namáhán velkým napětím, řádově stovek voltů, a velkým proudem, řádově desítek ampérů, což zapříčiňuje spínací, popřípadě rozpínací ztráty. Tento problém nelze -řešit použitím tranzistorů s vyhovujícími parametry, ne242 600During switching on and off of partial transistor switches, they are temporarily overloaded, which is characterized in that during the switching or expansion process, the transistor switch is subjected to high voltage, of hundreds of volts, and high current of tens of amperes. or expansion losses. This problem cannot be solved by using transistors with satisfactory parameters, not242,600

- 2 boí je fyzikálně nemožné vyrobit tranzistor, jenž by dovoloval spínat nebo rozpínat velký proud ze zdroje velkého napětí a současně byl dostatečně rychlý. Při požadavku sestavit tranzistorový měnič o typovém výkonu řádově desítek kilovoltampérů je pak třeba použít obvodového řešení, které by tranzistorové spínače, popřípadě elementární tranzistory, z nichž je spínač sestaven, dostatečně výkonově a tím i tepelně odlehčilo a to s výhodou nejlépe tak, aby i v odlehčovacím obvodu samotném nevznikaly ztráty. K tomu účelu byla navržena řada odlehčovacích obvodů, které jsou sestaveny s kondenzátorů, tlumivek, odporů, diod, popřípadě aktivních polovodičových prvků. Počet použitých pasivních prvků je značně veliký, obvody obsahují veliký počet tlumivek a odlehčované tranzistorové spínače jsou při jejich spínání přídavně proudově zatěžovány. V použitých odporech dochází k energetických ztrátám·- It is physically impossible to produce a transistor that would allow a high current to be switched on or off while being fast enough. If it is necessary to assemble a transistor converter with a typical output of tens of kilovolt amperes, then it is necessary to use a circuit solution that would make the transistor switches or elementary transistors from which the switch is assembled sufficiently powerful and thus thermally relieved. the relief circuit itself did not incur losses. For this purpose, a number of relief circuits have been designed, which are assembled with capacitors, chokes, resistors, diodes, or active semiconductor elements. The number of passive elements used is very large, the circuits contain a large number of chokes and the lightened transistor switches are additionally loaded with current when switching them. There are energy losses in used resistors ·

Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny u odlehčovacího obvodu větve tranzistorového pulsního měniče s napěťovým mezilehlým obvodem podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že mezi zápornou napájecí sběrnicí a kladnou napájecí sběrnicí jsou v sérii zapojeny první zpožďovací kondenzátoř, první vazební dioda a první tlumivka, přičemž mezi prvním větvovým uzlem , mezi prvním zpožďovacím kondenzátorem a anodou první vazební diody a spojem katody první nulové diody s první přesytkou je zapojena první oddělovací dioda katodou k prvnímu větvovému uzlu a mezi druhým větvovým uzlem, mezi katodou první vazební diody a první tlumivkou a spojem anody druhé nulové diody s druhou přesytkou je zapojena druhá pomocná nulová dioda katodou k druhému větvovému uzlu, mezi druhým větvovým uzlem a kladnou napájecí sběrnicí jsou v sérii zapojeny první oddělovací tyristor a první omezovači kondenzátor, přičemž první oddělovací tyristor je připojen k druhému větvovému uzlu svojí katodou a je přemostěn první zpětnou diodou, spojenou anodou s druhým větvovým uzlem, mezi kladnou napájecí sběrnicí a zápornou napájecí sběrnicí jsou v sérii zapojeny druhý zpožďovací kondenzátor, druhá vazební dioda a druhá tlumivka, přičemž mezi třetím větvovým uzlem mezi druhým zpožďovacím kondenzátorem a katodou druhé vazební diody a spojem-anody druhé nulové diodyThe above drawbacks are eliminated in the relief circuit of a transistor pulse converter having a voltage intermediate circuit according to the invention, characterized in that a first delay capacitor, a first coupling diode and a first choke are connected in series between the negative power bus and the positive power bus; between the first branch node, the first delay capacitor and the anode of the first coupling diode, and the first zero diode cathode to first cathode junction of the first diode, a first cathode separation diode is connected to the first branch node; a second auxiliary zero diode is cathoded to the second branch node, a first decoupling thyristor and a first limiting capacitor are connected in series between the second branch node and the positive power bus; the first decoupling thyristor is connected to the second branch node by its cathode and is bridged by a first reverse diode connected by the anode to the second branch node, between a positive power bus and a negative power bus are connected in series a second delay capacitor, second coupling diode and second choke; a third branch node between the second delay capacitor and the cathode of the second coupler diode and the anode junction of the second zero diode

- 3 242 600 s druhou přesytkou je zapojena druhá oddělovací dioda anodou k třetímu větvovému uzlu, a mezi čtvrtým větvovým uzlem, mezi anodou druhé vazební diody a druhou tlumivkou a spojem katody první nulové diody s první přesytkou je zapojena první pomocná nulová dioda anodou ke čtvrtému větvovému uzlu, a mezi čtvrtým větvovým uzlem a zápornou napájecí sběrnicí jsou v sérii zapojeny druhý oddělovací tyristor a druhý omezovači kondenzátor, přičemž druhý oddělovací tyristor je připojen ke čtvrtému větvovému uzlu svojí anodou a je přemostěn druhou zpětnou diodou, spojenou katodou se čtvrtým větvovým uzlem·- 3,242,600 with a second diode, the second anode diode is connected to the third branch node, and between the fourth node, the anode of the second coupling diode and the second choke and the cathode junction of the first zero diode to the first diode, the first auxiliary zero diode is connected to the fourth a second decoupling thyristor and a second limiting capacitor are connected in series, and the second decoupling thyristor is connected to the fourth branch node by its anode and is bridged by a second reverse diode connected by a cathode to the fourth branch node.

U řešení podle vynálezu je použitím oddělovacích tyristorů odlehčovací obvod bezztrátový a navíc je odstraněno přídavné proudové zatěžování tranzistorových spínačů při jejich spínání· Výhodou odlehčovacího obvodu podle vynálezu rovněž je, že tento při vypínání například prvního tranzistorového spínače nejprve akumuluje energii potřebnou, k přechodu proudu zátěže z první přesytky na druhou přesytku do prvního omezovacího kondenzátoru a bezprostředně poté cíleným sepnutím prvního oddělovacího tyristoru dále do první tlumivky· Proud zátěže se následkem toho rozdělí mezi druhou nulovou diodu a paralelně k ní přiřazené spojení druhé pomocné nulové diody s první tlumivkou. Při spínání prvního tranzistorového spínače energie uložená v první tlumivce vybíjí příslušný první zpožďovací kondenzátor a to podle velikosti proudu zátěže, respektive podle dimenzování prvků odlehčovacího obvodu, případně až na nulové napětí· Vybíjecí proud zpožďovacího kondenzátoru tedy vůbec neprotéká přes spínaný tranzistorový spínač a protože v zapojení odlehčovacího obvodu podle vynálezu není užito žádného odporu, dochází k omezeným ztrátám pouze v užitých prvcích. Pokud by velikost energie uložené v tlumivce byla větší než velikost energie uložené ve zpožďovacím kondenzátoru, přechází rozdíl obou energií do mezilehlého obvodu. Vlivem činnosti odlehčovacího obvodu podle vynálezu dochází při spínání nebo vypínání tranzistorových spínačů ke snížení jejich spínacích nebo vypínacích ztrát. Když proud zátěže teče opačným směrem, je činnost odlehčovacího obvodu podle vynálezu duální.In the solution according to the invention, using the decoupling thyristors, the unloading circuit is lossless and, in addition, the additional current loading of the transistor switches is eliminated when switching them. The load current is consequently distributed between the second neutral diode and the second auxiliary zero diode connection associated therewith with the first choke. When switching the first transistor switch, the energy stored in the first choke discharges the respective first delay capacitor, depending on the load current or the design of the unloading circuit elements or even to zero voltage. The discharge current of the delay capacitor therefore does not flow through the switched transistor switch. No resistor is used in the relief circuit according to the invention, there are limited losses only in the elements used. If the amount of energy stored in the choke is greater than the amount of energy stored in the delay capacitor, the difference between the two energies passes to the intermediate circuit. Due to the operation of the relief circuit according to the invention, when switching on or off the transistor switches, their switching or breaking losses are reduced. When the load current flows in the opposite direction, the operation of the relief circuit according to the invention is dual.

- 4 242 600- 4,242,600

Na připojeném výkrese je znázorněn odlehčovací obvod podle vynálezu, kde je vyznačeno možné vytvoření odlehčovacího obvodu u kterého může být jak první tranzistorový spínač typu NEN, tak i druhý tranzistorový spínač typu NEN sestaven z několika paralelně spojených elementárních bipolárních tranzistorů typu NEN a nebo skupiny tranzistorů typu NEN, uspořádaných v Darlingtonově zapojení·In the attached drawing, a relief circuit according to the invention is shown, wherein a possible relief circuit is shown in which both the first NEN-type transistor switch and the second NEN-type transistor switch can be composed of several parallel-connected NEN-type bipolar transistors or NEN, arranged in Darlington connection ·

U odlehčovacího obvodu větve tranzistorového pulsního měniče s napěťovým mezilehlým obvodem podle vynálezu jsou mezi * zápornou napájecí sběrnicí 23 a kladnou napájecí sběrnicí 24 v sérii zapojeny první tranzistorový spínač 1_ typu NEN, který je přemostěn první nulovou diodou 2» a druhý tranzistorový spínač 2, který je přemostěn druhou nulovou diodou J.» Mezi kolektorem prvního tranzistorového spínače 1_ typu NEN a výstupní svorkou 25 větve je zapojena první přesytka 2.» přičemž druhá přesytka 10 je zapojena mezi emitorem druhého tranzistorového spínače 2 typu NEN a výstupní svorkou 25 větve, ke které je připojen spoj prvního tranzistorového spínače 1_ typu NEN s druhým tranzistorovým spínačem 2 typu NEN· Mezi zápornou napájecí sběrnicí 23 a kladnou napájeoí sběrnicí 24 jsou v sérii zapojeny první zpožďovací kondenzátor 2» první vazební dioda 21 a první tlumivka .14» přičemž mezi prvním větvovým uzlem A, mezi prvním zpožďovacím kondenzátorem 7 ^a anodou první vazební diody 21 a spojem katody první nulové diody J s první přesytkou 2 zapojena první oddělovací dioda 2 katodou k prvnímu větvovému uzlu A a mezi druhým větvovým uzlem B, mezi katodou první vazební diody 21 a první tlumivkou 14 a spojem anody druhé nulové diody £ s druhou přesytkou 10 je zapojena druhá pomocná nulová dioda 12 katodou k druhému větvovému uzlu B mezi druhým větvovým uzlem B a kladnou napájecí sběrnicí 24 jsou v sérii zapojeny první oddělovací tyristor 18 a první omezovači kondenzátor 16, přičemž první oddělovací tyristor 18 je připojen k druhému větvovému uzlu B svojí katodou a je přemostěn první zpětnou diodou 20, která je spojena anodou s druhým větvovým uzlem B. Mezi kladnou napájeoí sběrnicí 24 a zápornou napájecí sběrnicí 23 jsou v sérii zapojeny druhý zpožďovací kondenzátor 8, druhá vazební dioda 22.a druhá tlumivka 4¾. přičemž mezi třetím větvovým uzlem C mezi zpož&ovacíra konden- 5 242 600 zátorem 8 a katodou druhé vazební diody 22 a spojem anody druhé nulové diody 4 s druhou přesytkou 10 je zapojena druhá oddělovací dioda 6 anodou k třetímu větvovému uzlu C, a mezi čtvrtým větvovým uzlem D mezi anodou druhé vazební diody 22 a druhou tlumivkou 13 a spojem katody první nulové di-ody J s první přesytkou 2 j® zapojena první pomocná nulová dioda 11 anodou ke čtvrtému větvovému uzlu D, a mezi čtvrtým větvovým uzlem D a zápornou napájecí sběrnicí 23 jsou v sérii zapojeny druhý oddělovací tyristor 17 a druhý omezovači kondenzátor 15, přičemž druhý oddělovací tyristor 17 je připojen ke čtvrtému větvovému uzlu D svojí anodou a je přemostěn druhou zpětnou diodou 19, která je spojena katodou se čtvrtým větvovým uzlem D.In the relief circuit of a transistor pulse converter having a voltage intermediate circuit according to the invention, a first NEN-type transistor switch 7 is connected in series between the negative power bus 23 and the positive power bus 24, bridged by a first zero diode 2 and a second transistor switch 2 which Between the collector of the first NEN-type transistor switch 7 and the branch output terminal 25, a first shunt 2 is connected. The second wedge 10 is connected between the emitter of the second NEN-type transistor switch 2 and the branch output terminal 25 to which a connection of the first NEN transistor switch 7 to the second NEN transistor switch 2 is connected. Between the negative power bus 23 and the positive power bus 24, a first delay capacitor 2 »a first coupling diode 21 and a first choke 14» are connected in series. between the first delay capacitor 7 ^{and the} anode of the first coupling diode 21 and the cathode connection of the first zero diode J to the first anode 2, the first separation diode 2 is cathoded to the first branch node A and between the second branch node B, the cathode of the first coupling diode 21 and with the first choke 14 and the anode connection of the second neutral diode 6 to the second anchor 10, the second auxiliary neutral diode 12 is connected by cathode to the second branch node B between the second branch node B and the positive power bus 24 in series the first decoupling thyristor 18 and the first limiting capacitor. 16, wherein the first decoupling thyristor 18 is coupled to the second branch node B by its cathode and is bridged by the first reverse diode 20, which is connected by the anode to the second branch node B. Between the positive power bus 24 and the negative power bus 23 capacitor 8, second coupling diode 22.a second t lumivka 4¾. wherein a second anode separation diode 6 is connected to the third branch node C between the third branch node C between the condenser retarder 5 242 600 by the emitter 8 and the cathode of the second coupler diode 22 and the anode connection of the second zero diode 4 to the second anchor 10; D between the anode of the second coupling diode 22 and the second choke 13 and the cathode junction of the first zero diode J with the first shunt 21 is connected the first auxiliary zero diode 11 by anode to the fourth branch node D, and between the fourth branch node D and the negative power bus 23 a second separating thyristor 17 and a second limiting capacitor 15 are connected in series, the second separating thyristor 17 being connected to the fourth branch node D by its anode and bridged by a second reverse diode 19, which is connected by a cathode to the fourth branch node D.

Z popsaných součástí jsou na připojeném výkrese identické první tranzistorový spínač 4 a druhý tranzistorový spínač 2, první nulová dioda 2 ^a druhá nulová dioda 4, první přesytka 2 a druhá přesytka 10, první zpožďovací kondenzátor 2 ^a druhý zpožňovaoí kondenzátor 8, první-vazební dioda 21 a druhá vel·zební dioda 22, první tlumivka 14 a druhá tlumivka 13. první oddělovací dioda 2 ^a druhá oddělovací dioda 6, první pomocná nulová dioda 11 a druhá pomocná nulová dioda 1.2, první omezovači kondenzátor 16 a druhý omezovači kondenzátor 15, první oddělovací tyristor 18 a druhý oddělovací tyristor 17 a první zpětná dioda 20 a druhá zpětná dioda 19.The first transistor switch 4 and the second transistor switch 2, the first null diode 2 ^{and the} second null diode 4, the first overshoot 2 and the second node 10, the first delay capacitor 2 ^{and the} second delay capacitor 8, the first diode are identical. 21 and the second diode 22, the first choke 14 and the second choke 13. the first separation diode 2 ^{and the} second separation diode 6, the first auxiliary neutral diode 11 and the second auxiliary neutral diode 1.2, the first limiting capacitor 16 and the second limiting capacitor 15, the first the separating thyristor 18 and the second separating thyristor 17 and the first reverse diode 20 and the second reverse diode 19.

Činnost odlehčovacího obvodu podle vynálezu je následujícíoThe operation of the relief circuit according to the invention is as follows

Předpokládá se, že mezi kladnou napájecí sběrnicí 24 a zápornou napájecí sběrnicí 23 je připojen zdroj mezilehlého napětí Ug se schopností energii též akumulovat. Rovněž se předpokládá, že zátěž má odporově induktivní charakter s případným zdrojem proměnného napětí a že doba mezi sepnutím téhož tranzistorového spínače je daleko kratší, než časová konstanta zátěže® Dále se předpokládá, že proud i_L zátěže teče naznačeným směrem a vtéká přes první přesytku 2 a~sepnutý první tranzistorový spínač 4 do záporné napájecí sběrnice 23 mezilehlého obvodu. Na prvním zpožďovacím kondenzátorů 2 je napětí buň menší jak me*. zilehlé napětí -U-g nebo nulové napětí, na prvním omezováním kon— denzátoru 16 je“nulové napětí, na druhém zpožňovacím kondenzá- 6 242 600 toru 8 je celé mezilehlé napětí U-θ a na druhém omezovacím kondenzátoru 15 je nulové napětí. Rozepne-li se nyní při trvale vypnutém druhém tranzistorovém spínači 2 i první tranzistorový spínač χ, zvětší se napětí kolektor-emitor prvního tranzistorového spínače J skokem na hodnotu napětí na prvním zpožďovacím kondenzátorů 2 a proud i^ zátěže nabíjí první zpožclovací kondenzátor 2 do té doby, nez napětí na něm nedosáhne hodnoty mezilehlého napětí U-θ* Proud i^ zátěže přitom teče přes první přesytku 2 a po dobu”poklesu Eolektorového proudu právě vypínaného prvního tranzistorového spínače 2 se dočasně dělí mezi něj a cestu první oddělovací dioda 2 ^a první zpožďovací kondenzátor 2· Vlivem nabíjení prvního zpožďovacího kondenzátorů 2 se zpomaluje nárůst napětí kolektor-emitor prvního tranzistorového spínače 2» takže zánik jeho kolektorového proudu probíhá při podstatně nižším napětí, než jak by tomu bylo bez použití odlehčovacího obvodu vůbec· Tím se dosáhne snížení vypínacích ztrát prvního tranzistorového spínače 2· Jakmile napětí na prvním zpožďovacím kondenzátorů 2 dosáhne hodnoty mezilehlého napětí U_Bý začíná proces přechodu proudu i_L zátěže z první přesytky £ nadruhou přesytku 10» 8ást proudu zátěže,tekoucí nadále první přesytkou £ a první oddělovací diócíou 2» se dělí mezi první zpožďovací kondenzátor 2 a cestu první vazební dioda 21. první zpětná dioda 20 a první omezovači kondenzátor 16, respektive cestu první vazební dioda 21 a první tlumivka 14· Zbývající část proudu i^ zátěže teče cestou druhá přesytka 10 a druhá nulová diodaJ· První omezovači kondenzátor 16 omezuje velikost napěťového překmitu mezi kolektorem a emitorem prvního tranzistorového spínače 2 nad hodnotu mezilehlého napětí Ug· Jakmile proud i^ zátěže zcela přejde z první přesytky 2. na diníhou přesytku 10_tTlesá skokem napětí kolektor-emitor prvního tranzistorového spínače 2 ha hodnotu mezilehlého napětí Ug, první oddělovací dioda £ se uzavírá a v případě, že by nebyT na mřížku prvního oddělovacího tyristorů 18 přiveden zapalovací impuls, došlo by ke vzrůstu jeho napětí anoda-katoda z nuly do kladných hodnot v důsledku vybíjení prvního zpožďovacího kondenzátorů 2 zmagnetizovanou první tlumivkou 14 přes nadále otevřenou první vazební diodu 21. U odlehčovacího obvodu větve tranzistorového pulsního měniče s napěťo- 7 242 600 vým mezilehlým obvodem podle vynálezu je zapalovací impuls na mřížku prvního oddělovacího tyristorů 18, respektive druhého oddělovacího tyristorů 17 přiváděn vždy v okamžiku vypínání prvního tranzistorového spínače £, respektive druhého tranzistorového spínače 2, a tento zapalovací impuls má dobu trvání zvolenu tak, aby spolehlivě překrývala okamžik vzniku kladného napětí mezi anodou a katodou uvažovaného prvního oddělovacího tyristorů 18, respektive druhého oddělovacího tyristorů 17. Proto se první oddělovací tyristor 18 zapálí a vybíjí první dmezovací kondenzátor 16 do první tlumivky 14. Současně s tím se snižuje napětí na prvním zpožďovacím kondenzátoru 2· Vybíjení prvního omezovacího kondenzátorů 16 končí v okamžiku, kdy napětí na něm dosáhne nulové hodnoty a napětí na prvním zpožďovacím kondenzátorů 2 velikosti mezilehlého napětí Ug. V tomuto okamžiku se otvírá druhá pomocná nulová diodál2 a zavírají se první oddělovací tyristor 18 a první vazební dioda 21. Proud ig zátěže, tekoucí před tímto okamžikem celý druhou nulovou HTodou £ se přerozdělí tak, že jeho větší část teče druhou nulovou diodou £ a jeho menší část druhou pomocnou nulovou diodou 12 a první tlumivkou 14. Tento poměr je dán volbou velikosti indukčnosti první tlumivky 14 vzhledem k součtové indukčnosti první přesytky £ a druhé přesytky 10.It is assumed that an intermediate voltage source Ug is also connected between the positive power bus 24 and the negative power bus 23 with the ability to also store energy. It is also assumed that the load is of a resistive inductive nature with a possible variable voltage source and that the time between switching on the same transistor switch is much shorter than the load time constant. Furthermore, it is assumed that the load current i _L flows in the indicated direction and flows through the first shunt. and closing the first transistor switch 4 to the negative power bus 23 of the intermediate circuit. At the first delay capacitors 2, the cell voltage is less than me *. The negative voltage Ug or zero voltage, on the first limiting of capacitor 16 there is zero voltage, on the second delay capacitor 6 242 600 of torque 8 is the entire intermediate voltage U-θ and on the second limiting capacitor 15 there is zero voltage. If the first transistor switch 2 is now opened with the second transistor switch 2 permanently switched off, the collector-emitter voltage of the first transistor switch J increases to a voltage value on the first delay capacitors 2 and the load current 1 charges the first delay capacitor 2 until then. until the voltage on it reaches the value of the intermediate voltage U-θ. The load current 1 flows through the first shunt 2 and during the drop of the Eolector current of the first transistor switch 2 being switched off temporarily divides between it and the first separating diode 2 ^{and the} first delay capacitor 2 · Due to the charging of the first delay capacitors 2, the collector-emitter voltage of the first transistor switch 2 is slowed so that its collector current dissipates at a significantly lower voltage than it would have been without the unloading circuit at all. As soon as the voltage at the first delay capacitors 2 reaches the value of the intermediate voltage U _B ý, the process of transferring the current i _{L of the} load from the first shunt 5 to the second shunt 10 »8 begins with the load current flowing through the first shunt 6 and the first decoupling diode. 2 is divided between the first delay capacitor 2 and the path of the first coupling diode 21, the first reverse diode 20 and the first limiting capacitor 16, respectively the path of the first coupling diode 21 and the first choke 14. The first limiting capacitor 16 limits the magnitude of the overvoltage between the collector and the emitter of the first transistor switch 2 above the value of the intermediate voltage Ug. As soon as the load current i completely goes from the first overlap 2 to the overlap 10 _t. In the case of the switch 2 and the value of the intermediate voltage Ug, the first separating diode 6 closes and in the absence of an ignition pulse on the grid of the first separating thyristor 18, its anode-cathode voltage would increase from zero to positive values In the unload circuit of a transistor pulse converter having a voltage of 7 242 600 interchangeable circuit according to the invention, the ignition pulse is supplied to the grid of the first decoupling thyristors 18 and the second decoupling thyristors 17 respectively. at the moment of switching off the first transistor switch 6 and the second transistor switch 2, respectively, and this ignition pulse has a duration selected so as to reliably overlap the moment of the positive voltage between the anode and cathode of the first decoupling element. Thus, the first decoupling thyristor 18 is ignited and discharges the first shunt capacitor 16 to the first choke 14. At the same time, the voltage at the first delay capacitor 2 decreases. the voltage at it reaches zero and the voltage at the first delay capacitors 2 of the magnitude of the intermediate voltage Ug. At this point, the second auxiliary zero diode 2 opens and the first decoupling thyristor 18 and the first coupling diode 21 are closed. The load current ig flowing prior to this instant through the entire second zero HT2 is redistributed so that most of it flows through the second zero diode 6 and its a smaller portion by a second auxiliary zero diode 12 and a first choke 14. This ratio is given by the choice of the inductance size of the first choke 14 relative to the sum inductance of the first choke a and the second choke 10.

Po uplynutí určité doby po okamžiku otevření druhé pomocné nulové diody 42 je celý provoz související s vypínáním prvního tranzistorového spínače £ ukončen a může dojít k jeho opětovnému sepnutí. Počátečními podmínkami pro sepnutí prvního tranzistorového spínače £ je nulové napětí na prvním omezovačím kondenzátoru £6, napětí o velikosti mezilehlého napětí Ug na prvním zpožclovacím kondenzátorů 2» obnovená blokovací schopnost prvního oddělovacího tyristorů 18 a část proudu ig zátěže, tekoucí druhou pomocnou diodou 12 a první tlumivkou 14 mimo otevřenou druhou nulovou diodu £.After a certain period of time after the opening of the second auxiliary zero diode 42, the entire operation associated with the opening of the first transistor switch 8 is terminated and can be switched on again. The initial conditions for the switching of the first transistor switch 6 are the zero voltage at the first limiting capacitor 64, the intermediate voltage voltage Ug at the first delay capacitors 2, the restored blocking capability of the first decoupling thyristors 18 and the load current ig flowing through the second auxiliary diode 12 and the first. by a choke 14 outside the open second zero diode 6.

Předpokládá se nadále, že proud ig zátěže má naznačený směr a vtéká přes druhou přesytku 10 á~druhou nulovou diodou £, respektive druhou pomocnou nulovou diodou 12 a první tlumivkou a do kladné sběrnice 24 mezilehlého obvodu. Sepne-li se nyní při trvale vypnutém druhém tranzistorovém spínači 2 prvníIt is further assumed that the load current ig has the indicated direction and flows through the second diode 10 and the second diode 8 and the second auxiliary zero diode 12 and the first choke respectively and into the positive bus 24 of the intermediate circuit. If the second transistor switch 2 is now permanently switched off, the first one closes

- 8 242 600 tranzistorový spínač 2» dojde k přechodu proudu i^ zátěže z druhé nulové diody £ na první tranzistorový spínač 2» přičemž první přesytka 2 a druhá přesytka JO zpomalují nárůst proudu prvním tranzistorovým spínačem 2 a současně snižují jeho napětí kolektor-emitor na hodnotu podstatně menší, než je hodnota mezilehlého napětí U-θ. Tím se dosáhne snížení spínacích ztrát prvního tranzistorového spínače 1.· Jakmile zanikne proud druhou nulovou diodou 2, dojde ke,snižování proudu druhou pomocnou nulovou diodou 12. což je provázeno otevřením se první vazební diody 21, částečným snížením napětí na prvním zpožďovacím kondenzátoru 7 a částečným zmenšením proudu, tekoucího první tlumivkou 14. V okamžiku, kdy zanikne proud druhou pomocnou nulovou diodou 12. t.j· v okamžiku, kdy celý proud ij, zátěže přejde na první tranzistorový spínač 1., je kryt celý zdávající proud, tekoucí první tlumivkou 24, z prvního zpožďovacího kondenzátoru 2 přes nadále otevřenou první vazební diodu 21. Podle velikosti tohoto proudu dojde následně buď k částečnému nebo úplnému vybití prvního zpožďovacího kondenzátoru 2· Dosáhne-li napětí na prvním zpožďovacím kondenzátoru 7 nulové velikosti, otevírá se první oddělovací dioda 2 a přes první tranzistorový spínač 2 dojde konečně k úplné demagnetizaci první tlumivky 14 zdrojem mezilehlého napětí. Tím je proces související se spínáním prvního tranzistorového spínače 2 ukončen. Funkce druhého tranzistorového spínače 2 je pak ve vztahu k prvnímu tranzistorovému spínači 1 duální.8 242 600 transistor switch 2 ' transitions the load current ^ from the second zero diode 6 to the first transistor switch 2, wherein the first and second shunt 2 slow down the current increase by the first transistor switch 2 while reducing its collector-emitter voltage to value substantially less than the value of the intermediate voltage U-θ. As a result, the switching losses of the first transistor switch 1 are reduced. As soon as the current of the second diode 2 ceases to exist, the current of the second auxiliary diode 12 decreases, accompanied by the opening of the first coupling diode 21. by partially decreasing the current flowing through the first choke 14. At the moment the current ceases by the second auxiliary zero diode 12, i.e., when the entire current ij of the load passes to the first transistor switch 1, the entire flowing current flowing through the first choke 24 is covered. Depending on the magnitude of this current, either the first delay capacitor 2 is partially or completely discharged. If the voltage at the first delay capacitor 7 reaches zero, the first separating diode 2 opens and via first tran Finally, the resistor switch 2 completely demagnetizes the first choke 14 by the intermediate voltage source. This completes the process associated with switching the first transistor switch 2. The function of the second transistor switch 2 is then dual in relation to the first transistor switch 1.

Sledují-li se nyní související děje se spínáním a vypínáním například prvního tranzistorového spínače 2 ^z energetického hlediska s malými nepřesnostmi v celku, pak energie související přechodem proudu zátěže z první přesytky 2 na druhou přesytku 10 při vypínáni prvního tranzistorového spínače 2 přechází postupně na první omezovači kondenzátor 16, dále na první tlumivku 14 a po opětovném sepnutí prvního tranzistorového spínače 2 je ^ve stejném množství odváděna z prvního zpožďovacího kondenzátoru 7 do zdroje mezilehlého napětí IL·. Následkem toho je první zpožďovací kondenzátor 2 při spínaní prvního tranzistorového spínače 2 vybíjen úměrně velikosti proudu i_L zátěže. Při malých proudech i^ zátěže není vybíjenIf the associated events for switching on and off, for example, the first transistor switch 2 are monitored ^{from an} energy point of view with small inaccuracies overall, then the energy associated with the transfer of load current from the first toggle 2 to the second toggle 10 is switched to the first limiter the capacitor 16, further on to the first choke 14 and after switching on the first transistor switch 2, is discharged ⁱⁿ equal amounts from the first delay capacitor 7 to the intermediate voltage source IL. Consequently, the first delay capacitor 2 during switching of the first transistor switch 2 is discharged proportionally load current I _L. It is not discharged at low load currents

- 9 242 600 až na nulové napětí, kdežto od jisté hraniční velikosti proudu ij^ pátěže je_o Tato vlastnost odlehčovacího obvodu větve tranzistorového pulsního měniče podle vynálezu způsobuje rychlejší změnu napětí na zátěži při vypínání příslušného tranzistorového spínače při malých proudech i^ zátěže než u jiných odlehčovacích obvodů, kde bývá zpožňovacTkondenzátor vybíjen na nulové napětí bez vztahu k velikosti proudu i^ zátěže. Tím se dosahuje rychlejší reageňce invertoru tranzistorového pulsního měniče na řídicí povely při malých proudech i^ zátěže a současně zaručuje efektivní snížení přepínacíchTztrát jeho tranzistorových spínačů při velkých přepínacích kmitočtech.- 9,242,600 down to zero voltage, whereas from a certain border amperage ij ^ pátěže _is This property Snubberless branch transistor pulse converter according to the invention causes a faster change of the load voltage when turning off respective transistor switch at low currents i ^ loads than other of relief circuits, where the deceleration capacitor is discharged to zero voltage without relation to the magnitude of current and load. This achieves a faster response of the transistor pulse converter inverter to control commands at low load currents and at the same time ensures an effective reduction of the switchover losses of its transistor switches at high switchover frequencies.

Claims

A branch circuit relief circuit with a voltage intermediate circuit in which a first NIN-type bridged transistor switch bridged by a first diode and a second NIN-type bridged transistor switch are connected in series between a negative power bus and a positive power bus. wherein a first shunt is connected between the collector of the first NIN transistor switch and the branch output bracket and the second shunt is connected between the emitter of the second NIN transistor switch and the branch output terminal to which the first NIN transistor switch is connected to the second NIN transistor switch characterized in that a first delay capacitor (7), a first coupling diode (21) and a first choke (14) are connected in series between the negative power bus (23) and the positive power bus (24), and between the first branch node ( A)> between a first delay diode capacitor (7) and anode of the first coupling diode (21) and a cathode connection of the first zero diode (3) to the first anode (9) are connected by a first cathode separation diode (5) to the first branch node (A) and node (B), between the cathode of the first coupling diode (21) and the first choke (14) and the anode junction of the second zero diode (4). a second auxiliary zero diode (12) is connected to the second branch node ( B), a first decoupling thyristor (18) and a first limiting capacitor (16) are connected in series between the second branch node (B) and the positive power bus (24), the first decoupling thyristor (18) being connected to the second branch node (B) and is bridged by a first reverse diode (20) connected by an anode to a second branch node (B), a second delay capacitor (8) is connected in series between the positive power bus (24) and the negative power bus (23), the second vaze a common diode (22) and a second choke (13) * wherein between the third branch node (0) between the second delay capacitor (8) and the cathode of the second coupling diode (22) and the anode * of the second zero diode (4) ) a second anode separating diode (6) is connected to the third branch node (C), and between the fourth branch

242 600 node (D), between the anode of the second coupling diode (22) and the second choke (13) and the cathode connection of the first zero diode (3) to the first anode (9), the first auxiliary zero diode (11) is connected to the fourth branch node (D), and a second decoupling thyristor (17) and a second limiting capacitor (15) are connected in series between the fourth branch node (D) and the negative power bus (23), the second decoupling thyristor (17) being connected to the fourth branching thyristor (17). of the node (D) by its anode and is bridged by a second reverse diode (19) connected by a cathode to a fourth branch node (D).