CS252267B1 - Switch connection with switchable power switching element - Google Patents
Switch connection with switchable power switching element Download PDFInfo
- Publication number
- CS252267B1 CS252267B1 CS853580A CS358085A CS252267B1 CS 252267 B1 CS252267 B1 CS 252267B1 CS 853580 A CS853580 A CS 853580A CS 358085 A CS358085 A CS 358085A CS 252267 B1 CS252267 B1 CS 252267B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- diode
- cathode
- anode
- capacitor
- bipolar
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electronic Switches (AREA)
Abstract
Rešení se týká zapojení spínače s vypínatelným výkonovým spínacím prvkem, jehož první elektroda je připojena na kladnou svorku zdroje stejnosměrného naěti a jehož druhá elektroda, která tvoí výstup spínače, je připojena na katodu nulové diody, jejíž anoda je připojena na zápornou svorku stejnosměrného napětí. Účelem zapojení je dosáhnout podstatného snížení výkonových ztrát, vznikajících na vypínatelném výkonovém spínacím prvku při jeho vypínání a vyloučení ztrát vlastního odlehčovacího obvodu. Uvedeného účelu se dosáhne zejména využitím rezonančního děje při nabíjení kondenzátorů, uspořádaných v odlehčovaclm dvoupólu spínače.The solution concerns the connection of a switch with a switchable power switching element, the first electrode of which is connected to the positive terminal of the DC load source and the second electrode of which, which forms the output of the switch, is connected to the cathode of a zero diode, the anode of which is connected to the negative terminal of the DC voltage. The purpose of the connection is to achieve a significant reduction in power losses arising in the switchable power switching element when it is switched off and to eliminate losses in the own relief circuit. The stated purpose is achieved in particular by using the resonant process when charging capacitors arranged in the relief bipolar of the switch.
Description
Vynález se týká zapojení spínače s vypínátelným výkonovým spínacím prvkem, jehož první elektroda je připojena na kladnou svorku zdroje stejnosměrného napětí a jehož druhá elektroda, která tvoří výstup spínače, je připojena na katodu nulové diody, jejíž anoda je připojena na zápornou svorku zdroje stejnosměrného napětí·BACKGROUND OF THE INVENTION The invention relates to a switch having a switchable power switch element, the first electrode of which is connected to the positive terminal of a DC power supply and the second electrode of the switch output is connected to the cathode of a neutral diode.
Spínač s vypínatelným výkonovým spínacím prvkem slouží k pulsní regulaci elektrické energie ze zdroje stejnosměrného napětí do zátěže· Spínač je zapojen jako jednokvadrantový pulsní měnič, v němž vypínatelný výkonový spínací prvek, oěetřený odlehčovaoím obvodem, omezujícím výkonové ztráty při vypínání, je zapojen směrem, ke kladné svorce zdroje stejnosměrného napětí a nulová dioda je zapojena směrem k záporné svorce zdroje stejnosměrného napětí. Nepředpokládá se použití tohoto spínače ve dvoukvadrantových nebo čtyřkvadrantových pulsníoh měničích, kde by tento spínač musel spolupracovat se spínačem zrcadlově obráceným, u kterého je vzájemně zaměněna poloha vypínatelného výkonového spínacího prvku a nulové diody·Switch with a switchable power switching element serves for pulse regulation of electric power from a DC voltage source to the load · The switch is connected as a one-quadrant pulse converter, in which a switchable power switching element, protected by a lightning circuit the DC supply terminal and the zero diode are connected toward the negative DC supply terminal. It is not foreseen to use this switch in two-quadrant or four-quadrant pulse converters where the switch would have to cooperate with a mirror-inverted switch in which the position of the switchable power switching element and the zero diode are interchanged.
Při spínání a vypínání vypínatelného výkonového spínacího prvku, například alespoň jednoho bipolárního tranzistoru, unipolámího tranzistoru, nebo vypínatelného tyristoru typu GTO, dochází k jeho výkonovému přetěžování, způsobenému tím, že během vypínací i spínací doby se na vypínatelném výkonovém spínacím prvku objevuje současně velké napětí i velký proud·When switching on and off the switchable power switching element, for example at least one bipolar transistor, unipolar transistor, or GTO type thyristor, it is overloaded due to the fact that during the switching and switching time, a high voltage i high current ·
U půleních měničů, zpracovávajících-velká napětí, řádově stovek voltů, a velké proudy, řádově desítek až stovek ampérů, vyvstávají tedy nutně problémy s výkonovou ztrátou na vypíná- 2 252 287 telném výkonovém spínacím prvku, pracujícím při vysokých přepínacích kmitočtech v oblasti jednotek až desítek kilohertzů· Vypínatelný výkonový spínací prvek mívá obvykle vypínací dobu delší než spínací dobu a navíc bývá účelné z hlediska jeho spo lehlivosti zajistit při vypnutí zánik proudu, tekoucího vypínat elným výkonovým spínacím prvkem, dříve, než napští na nšm dosáhne příliš velké hodnoty. Potom pro některé aplikaoe postačí ošetřit vypínatelný výkonový spínací prvek odlehčovacím obvodem, omezujícím výkonovou ztrátu pouze při vypínání. Tato snaha vedla ke konstrukci nejrůznéjších odlehčovací ch. obvodů ztrátových, obsahujících kondenzátory, cívky, odpory, diody, případné i aktivní polovodičové prvky, ve kterých je energie kondenzátorů a cívek mařena ve zmíněných odporech. Existují i bezeztrátové odlehčovací obvody, které však obsahují velký počet prvků, přičemž aktivní i pasivní polovodičové prvky jsou v nich extrémně namáhány, a konečně i doby, potřebné k navrácení odlehčovacího obvodu do výchozího stavu, bývají dlouhé.Thus, in the case of high-voltage halves of the order of hundreds of volts, and of high currents of the order of tens to hundreds of amperes, there are necessarily problems with the power loss at the switchgear operating at high switching frequencies in the region of units up to · The switch-off power switch usually has a switch-off time longer than the switch-on time and, moreover, it is expedient to ensure, when switched off, that the current flowing through the power switch switches off before it reaches too high a value. Then, for some applications, it is sufficient to treat the switch-off power switch element with a relief circuit, limiting the power loss only when switching off. This effort led to the construction of various relief devices. lossy circuits containing capacitors, coils, resistors, diodes, possibly active semiconductor elements in which the energy of capacitors and coils is wasted in the mentioned resistors. There are also lossless surge circuits, but they contain a large number of elements, with both active and passive semiconductor elements extremely stressed, and finally the time required to restore the surge circuit to its initial state is long.
U některých odlehčovacích obvodů, obsahujících více kondenzátorů, bývají tyto kondenzátory připojeny k vypínatelnámu výkonovému spínacímu prvku přes různý počet obvodových prvků a tím mají zákonitě v sérii za sebou připojeny rozdílné parazitní indukčností, které nedovolují rovnoměrné rozdělení nabíjecích proudů těchto kondenzátorů.In some relieving circuits containing multiple capacitors, these capacitors are connected to the switchable power switching element via a different number of circuit elements and thus inevitably connected in series with different parasitic inductances which do not allow a uniform distribution of the charging currents of these capacitors.
Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny u zapojení spínače s vypínatelným výkonovým spínacím prvkem podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že na druhou elektrodu vypínatelného výkonového spínaoího prvku je připojen odlehčovaoí dvoupol svou první svorkou, který je svou druhou svorkou připojen na zápornou svorku zdroje stejnosměrného napětí.The aforementioned drawbacks are eliminated with the circuit-breaker of the switchable power switch element according to the invention, characterized in that the second electrode of the switchable power switch element is connected to a bipolar unloading by its first terminal which is connected to the negative terminal of the DC voltage source. .
Další podstata vynálezu spočívá v tom, že odlehčovací dvoupol je tvořen první diodou, jejíž katoda je připojena na anodu třetí diody, jejíž katoda je připojena přes cívku a s ní v sérii zapojený druhý kondenzátor na anodu první diody jejíž katoda je dále připojena přes první kondenzátor na katodu druhé diody, jejíž anoda je připojena na spoj mezi cívkou a druhým kondenzátorem, přičemž katoda druhé diody tvoří prvníAnother object of the present invention is to provide a relief diode having a first diode whose cathode is connected to an anode of a third diode, the cathode of which is connected via a coil and a second capacitor connected in series to the anode of the first diode whose cathode is further connected through the first capacitor. a cathode of a second diode, the anode of which is connected to the junction between the coil and the second capacitor, the cathode of the second diode forming the first
- 3 2S2 267 svorku odlehoovacího dvoupolu a anoda první diody tvoří druhou svorku odlehoovacího dvoupolu.The stripping bipolar terminal 2 and the anode of the first diode form a second stripping binary terminal.
Ještě další podstata vynálezu spočívá v tom, že odlehčovací dvoupól je tvořen první diodou, jejíž katoda je připojena na anodu třetí diody, jejíž katoda je připojena přes cívku a s ní v sérii zapojený druhý kondenzátor na anodu první diody, jejíž katoda je dále připojena přes první kondenzátor na katodu druhé diody, jejíž anoda je připojena na spoj mezi cívkou a druhým kondenzátorem a jejíž katoda je dále připojena přes odpor na katodu čtvrté diody, jejíž anoda je připojena na katodu třetí diody, přičemž katoda druhé diody tvoří první svorku odlehčovaoího dvoupolu a anoda první diody tvoří druhou svorku odlehčovacího dvoupolu.Yet another object of the invention is that the relief bipolar is formed by a first diode whose cathode is connected to the anode of a third diode, the cathode of which is connected via a coil and a second capacitor connected in series to the anode of the first diode whose cathode is further connected through the first a capacitor on the cathode of the second diode whose anode is connected to the junction between the coil and the second capacitor and whose cathode is further connected via a resistor to the cathode of the fourth diode whose anode is connected to the cathode of the third diode; the first diodes form a second clamp of the relief bipolar.
Ještě další podstata vynálezu pak spočívá v tom, že odlehčovací dvoupól je tvořen první diodou, jejíž katoda je připojena přes cívku na anodu třetí diody, jejíž katoda je připojena přes druhý kondenzátor na anodu první diody, ke které je dále připojena anoda čtvrté diody, jejíž katoda je připojena přes odpor na anodu třetí diody, jejíž katoda je dále připojena na anodu druhé diody, jejíž katoda je připojena přes první kondenzátor na katodu první diody, přičemž katoda druhé diody tvoří první svorku odlehčovacího dvoupolu a anoda první diody tvoří druhou svorku odlehčovacího dvoupolu.Yet another object of the invention is that the relief bipolar consists of a first diode whose cathode is connected via a coil to an anode of a third diode, the cathode of which is connected via a second capacitor to an anode of a first diode, to which an anode of a fourth diode is connected. the cathode is connected via a resistor to the anode of the third diode, the cathode of which is further connected to the anode of the second diode, the cathode of which is connected via the first capacitor to the cathode of the first diode, the cathode of the second diode constitutes the first clamp .
U řešení zapojení podle vynálezu je spínač s vypínatelným výkonovým spínacím prvkem vybaven bezeztrátovým odlehčovacím dvoupólem, který omezuje výkonové ztráty ve vypínatelném výkonovém spínacím prvku při jeho vypínání. Výhodou rovněž je, že při vypínání vypínatelného výkonového spínacího prvku proud zátěže přestává protékat tímto prvkem a začíná protékat prvním kondenzátorem přes první diodu a druhým kondenzátorem přes druhou diodu odlehčovacího dvoupolu směrem ze záporné svorky zdroje stejnosměrného napětí. První kondenzátor i druhý kondenzátor mají stejně velkou kapacitu a proud zátěže se tedy rozdělí rovnoměrně na dvě poloviny, protože protéká vždy přes shodný počet prvků, které prakticky mají i stejnou parazitní indukčnost. Za významnou výhodu lze pokládat i skutečnost,In the wiring solution according to the invention, the switch with a switchable power switch element is equipped with a lossless relief bipolar, which limits the power losses in the switchable power switch element when it is switched off. It is also advantageous that when the switchable power switch element is switched off, the load current ceases to flow through the element and begins to flow through the first capacitor through the first diode and the second capacitor through the second diode of the two-pole diode from the negative terminal of the DC voltage source. Both the first capacitor and the second capacitor have the same large capacitance and the load current is therefore divided equally into two halves, since it always flows through the same number of elements, which practically have the same parasitic inductance. The fact that
- 4 252 267 že při vypnutí vypínatelného výkonového spínacího prvku pracují vlastně první kondenzátor i druhý kondenzátor paralelná, kdy je jejich efektivní kapacita dvojnásobná, a naopak při sep nutí vypínatelného výkonového spínacího prvku dochází k nabíjení těchto kondenzátorů sinusovým rezonančním proudovým půlkmitem přes třeti diodu a cívku tak, že první kondenzátor i druhý kondenzátor jsou zapojeny v sérii a jejich efektivní kapacita je proto poloviční oproti kapacitě každého jednotlivého kondenzátorů· Výsledkem je velmi výhodný poměr efektivní kapacity při vypnutí vypínatelného výkonového spínacího prvku vůči efektivní kapacitě při sepnutí vypínatelného výkonového spínacího prvku o velikosti čtyři ku jedné, čímž je minimalizována amplituda sinusového rezonančního proudového půlkmitu· Proto i přídavné proudové namáhání vypínatelného výkonového spínacího prvku tímto sinusovým rezonančním proudovým půlkmitem je malé· Další výhodou zapojení podle vynálezu je případné použití čtvrté diody a odporu v odlehčovacím dvoupólu, které zajistí zmaření energie, nashromážděné v cívce vlivem zotavovacího proudu třetí diody při skončení sinusového rezonančního proudového půlkmitu· Tím je chráněna třetí dioda, ve které by jinak byla tato energie mařena· Vzhledem k tomu, že zotavovací proud třetí diody je však řádově menší, než amplituda sinusového rezonančního proudového půlkmitu, je i parazitní energie oívky, způsobené tímto zotavovacím proudem tak malá, že nenarušuje princip bezeztrátovosti odlehčovaoího dvoupólu·- 4,252,267 that when the switchable power switch element is switched off, the first capacitor and the second capacitor operate in parallel, when their effective capacitance is doubled, and when the switchable power switch element is switched on, these capacitors charge by sine resonant current so that the first capacitor and the second capacitor are connected in series and their effective capacitance is half that of each capacitor. The result is a very advantageous ratio of the effective capacitance when the switchable power switch is turned off to the effective capacitance when the switchable power switch is four to one, thus minimizing the amplitude of the sinusoidal resonant current half-wave. Therefore, the additional current load of the switchable power switching element by this sinusoidal Another advantage of wiring according to the invention is the possible use of a fourth diode and a resistor in the relief bipolar, which ensures that the energy accumulated in the coil due to the recovery current of the third diode at the end of the sine resonant current half-wave is protected. otherwise the energy of the third diode is considerably less than the amplitude of the sinusoidal resonant current half-wave, and the parasitic energy of the eye caused by this recovery current is so small that it does not interfere with the principle of lossless bipolar loss ·
Na připojenýoh výkresech jsou znázorněny příklady provedení spínače s vypínatelným výkonovým spínaoím prvkem v zapojení podle vynálezu, přičemž obr· 1 ukazuje celkové zapojení spínače, na obr· 2 je znázorněna ^kladní varianta zapojení odlehčovaoího dvoupólu, obr* 3 představuje upravenou variantu zapojení odlehčovaoího dvoupólu a obr· 4 znázorňuje jinou možnou variantů zapojení odlehčovaoího dvoupólu·1 shows the overall connection of the switch, FIG. 2 shows a basic variant of the unloading bipolar connection, FIG. 3 shows a modified variant of the unloading bipolar connection, and FIG. Fig. 4 shows another possible variant of connection of relief bipolar.
Spínač v zapojení podle vynálezu je tvořen vypínatelným výkonovým spínaoím prvkem £, jehož první elektroda £ je připojena na kladnou svorku 2 zdroje £ stejnosměrného napětí U-g,The switch in the circuit according to the invention is constituted by a switchable power switching element 6, the first electrode 6 of which is connected to the positive terminal 2 of the DC voltage source 6,
Tento vypínatelný výkonový spínací prvek £ může být představo- 5 252 267 ván například alespoň jedním bipolárním tranzistorem typu NPN, jak je vyznačeno na obr· 1, ale mohou jím být jakékoliv jiné výkonové spínací prvky, vypínatelné řídicím signálem, jako například i bipolární tranzistory typu PNP, unipolární tranzistory, jejioh paralelní řazení, jejich kombinace v Darlingtonové zapojení, vypínatelné tyristory typu GTO, případně i mechanické kontaktní spínače a podobně· Druhá elektroda 6 vypínat elného výkonového spínacího prvku J.» která zároveň tvoří výstup 8 spínače, je připojena na katodu nulové diody £, jež je pak svou anodou připojena na zápornou svorku g zdroje J. stejnosměrného napětí U£· Na zápornou svorku g zdroje J, stejnosměrného napětí U-g je~současně připojen i odlehčovaoí dvoupól g svou druhou svorkou 11· který je svou první svorkou 10 připojen na druhou elektrodu jS vypínatelného výkonového spínacího prvku Jb· Tento odlehčovaoí dvoupól g je v základní variantě zapojení, znázorněné na obr· 2, tvořen první diodou 12. která je svou katodou připojena na anodu třetí diody 14· Třetí dioda 14 je svou katodou připojena přes cívku 18 a s ní v sérii zapojený druhý kondenzátor 17 na anodu první diody 12. která je svou katodou dále připojena přes první kondenzátor 16 na katodu druhé diody 22· Druhá dioda 13 je potom svou anodou připojena na spoj mezi cívkou 18 a druhým kondenzátorem 17·This switchable power switching element 5 may be represented, for example, by at least one NPN-type bipolar transistor as shown in FIG. PNP, unipolar transistors, their parallel shifting, their combinations in Darlington connection, switchable thyristors of GTO type, eventually also mechanical contact switches and the like · The second electrode 6 to switch off the power switching element J. » a diode 5, which is then connected with its anode to the negative terminal g of the DC voltage supply U £ . The negative terminal g of the DC voltage U is simultaneously connected with a two-pole unloading g with its second terminal 11, which is its first terminal 10 connected to the second electrode 10 turns off This bipolar unloading g is, in the basic wiring variant shown in FIG. 2, formed by a first diode 12 which is connected to the anode of a third diode 14 by its cathode. a second capacitor 17 connected in series to the anode of the first diode 12, which is further coupled by its cathode via the first capacitor 16 to the cathode of the second diode 22;
U této základní varianty zapojení odlehčovacího dvoupólu g představuje katoda druhé diody 13 první svorku 10 odlehčovacího dvoupólu g a anoda první diody 12 druhou svorku 11 odlehčovaoího dvoupólu g·In this basic variant of the unipolar bipolar connection g, the cathode of the second diode 13 represents the first terminal 10 of the unipolar bipolar g and the anode of the first diode 12 represents the second terminal 11 of the unipolar bipolar g.
U upravené varianty zapojení odlehčovacího dvoupólu 9, vyznačené na obr· 3» je tento odlehčovaoí dvoupól g tvořen první diodou 12. která je svou katodou připojena na anodu třetí diody 14» ®řetí dioda 14 je svou katodou připojena přes eívku 18 a s ní v sérii zapojený druhý kondenzátor 17 na anodu první diody 12. která je svou katodou dále připojena přes první kondenzátor 16 na katodu druhé diody 13·In the modified version of the relief bipolar 9 shown in FIG. 3, this relief bipolar g is constituted by a first diode 12 which is connected to the anode of the third diode 14 by its cathode. a second capacitor 17 connected to the anode of the first diode 12, which is further connected by its cathode via the first capacitor 16 to the cathode of the second diode 13;
Druhá dioda 13 je svou anodou připojena na spoj mezi cívkou 18 a druhým kondenzátorem 17 a svou katodou je dále připojena přes odpor 19 na katodu čtvrté diody 15» Čtvrtá dioda 15The second diode 13 is connected by its anode to the connection between the coil 18 and the second capacitor 17 and its cathode is further connected via a resistor 19 to the cathode of the fourth diode 15 »The fourth diode 15
- 6 252 267 je potom svou anodou připojena na katodu třetí diody 14» Analogicky jako u základní varianty zapojení odlehčovacího dvoupólu 2 představuje i zde katoda druhé diody 13 první svorku JO, odlehčovacího dvoupolu 2 a anoda první diody 12 druhou svorku 11 odlehčovacího dvoupolu 2·- 6,252,267 is then connected to the cathode of the third diode 14 by its anode. Analogous to the basic variant of the union bipolar connection 2, the cathode of the second diode 13 represents the first terminal 10, the union bipolar 2 and the anode of the first diode 12 the second terminal 11
U jiné možné upravené varianty zapojení odlehčovacího dvoupolu 2 vyznačené na obr· 4» je tento odlehčovaoí dvoupól 2 tvořen první diodou 12. která je svou katodou připojena přes cívku 18 na anodu třetí diody 14» Třetí dioda 14 je svou katodou připojena přes druhý kondenzátor 17 na anodu první diody 12. ke které je dále připojena i anoda čtvrté diody 15« Čtvrtá dioda 15 je svou katodou připojena přes odpor 19 na anodu druhé diody 13. která je svou katodou připojena přes první kondenzátor 16 na katodu první diody 12. Analogicky jako u předchozích variant zapojení odlehčovaoího dvoupolu 2 představuje i zde katoda druhé diody 13 první svorku 10 odlehčovacího dvoupolu 2 a anoda první diody 12 druhou svorku 11 odlehčovacího dvoupolu 2·In another possible modified variant of the relief bipolar 2 shown in FIG. 4, this relief bipolar 2 is formed by a first diode 12, which is cathode connected via a coil 18 to the anode of a third diode 14. on the anode of the first diode 12, to which the anode of the fourth diode 15 is further connected. The fourth diode 15 is connected via cathode via a resistor 19 to the anode of the second diode 13 which is cathode connected via the first capacitor 16 to the cathode of the first diode 12. in the previous variants of the relief double-pole 2, here also the cathode of the second diode 13 represents the first terminal 10 of the relief double-pole 2 and the anode of the first diode 12 represents the second terminal 11 of the relief double-pole 2 ·
Princip činnosti spínače s vypínatelnýra výkonovým spínacím prvkem 4 v zapojení podle vynálezu je následující·The principle of operation of a switch with a switchable power switch element 4 in the circuit according to the invention is as follows:
Předpokládá se, že v zapojení spínače s vypínatelným výkonovým spínacím prvkem 4 je užit odlehčovaoí dvoupól 2 v jebo základní variantě zapojení, vyznačené na obr· 2· Bále se předpokládá, že zdroj J, stejnosměrného napětí Ug má schopnost energii v sobě též akumulovat a že zátěž spínače raSodporově induktivní charakter s případným v sérii zapojeným zdrojem proměnného napětí·It is assumed that in the connection of a switch with a switchable power switching element 4, a double-pole relief 2 or a basic variant of the circuit shown in Fig. 2 is used. It is still assumed that the DC voltage source J has the ability to accumulate energy there. switch load raResistance-inductive character with optional variable voltage power supply in series ·
Za výchozí situaci se považuje stav, kdy vypínatelný výkonový spínací prvek 4 je sepnut a proud ig zátěže protéká naznačeným směrem z kladné svorky 2 zdroje^J stejnosměrného napětí Ug přes sepnutý vypínatelný výkonový spínací prvek Q na výstup 8 spínače· První kondenzátor 16 odlehčovacího dvoupolu £ je nabit na napětí Ug v takové polaritě, že jeho kladná elektroda je spojena s první svorkou 10 odlehčovacího dvoupolu 2 a druhý kondenzátor 17 je nabit rovněž na napětí o velikostiThe starting situation is considered to be the state that the switchable power switch element 4 is closed and the load current ig flows in the indicated direction from the positive terminal 2 of the DC voltage source J via the switchable switchable power switch element Q to the switch output 8. is charged to the voltage Ug in such a polarity that its positive electrode is connected to the first terminal 10 of the relief bipolar 2 and the second capacitor 17 is also charged to a voltage of
- 7 252 287 napětí Ug v takové polaritě, že jeho kladná elektroda je připojena na anodu druhé diody 13· Třetí dioda 14 je tedy v tomto okamžiku polována napětím o velikosti napětí Ug v závěrném směru. První kondenzátor 16 a druhý kondenzátor 17 mají oba stejně velkou kapacitu a' v okamžiku vypnutí vypínatelného výkonového spínacího prvku ± se tedy proud ig zátěže rozdělí na dvě poloviny, z nichž jedna vybíjí prvni kondenzátor 16 přes první diodu 12 a druhá vybíjí druhý kondenzátor 17 přes druhou diodu 13 z původního napětí Ug na nulové napětí· V okamžiku vypnutí vypínatelného výkonov?Ěo spínacího prvku 4 převezmou tedy první kondenzátor 16 i druhý kondenzátor 17 celý proud ig zátěže a to až do okamžiku, kdy se zcela vybijí na nu lové napětí a vedení proudu ig zátěže převezme nulová dioda 2· Budou-li mít první kondenzátor 16 i druhý kondenzátor 17 dosta tečně velkou kapacitu vzhledem k proudu ig zátěže a k délce vypínací doby vypínatelného výkonového spínacího prvku 4, pak lze pomocí nich zajistit, že proud ig zátěže, tekoucí vypínátelným výkonovým spínacím prvkem “zanikne při jeho vypnutí dříve, než napětí na něm vzroste na příliš velkou hodnotu·7,252,287 the voltage Ug in such a polarity that its positive electrode is connected to the anode of the second diode 13. Thus, the third diode 14 is polarized at this time by a voltage of the magnitude of the voltage Ug in the reverse direction. The first capacitor 16 and the second capacitor 17 both have the same capacity and at the moment of switching off the switchable power switching element, the load current ig is divided into two halves, one of which discharges the first capacitor 16 through the first diode 12 and the other discharges the second capacitor 17 Thus, at the moment of switching off the switch-off power of the switching element 4, both the first capacitor 16 and the second capacitor 17 assume the entire load current ig until they are completely discharged to zero voltage and line. If the first capacitor 16 and the second capacitor 17 both have sufficient capacity with respect to the load current ig and the switch-off time of the switchable power switch element 4, they can be used to ensure that the load current ig flowing with switch-off power switching element “ceases when it is switch it off before the voltage on it rises too high ·
Tím budou velmi výrazně omezeny výkonové ztráty na vypínatelnéra výkonovém spínacím prvku & při jeho vypínání· První kondenzátor 16 i druhý kondenzátor 17 zůstávají vybity po celou dobu, kdy je vypnut vypínatelný výkonový spínací prvek K jejich novému nabiti na napětí o velikosti napětí Ug dojde v okamžiku opětného sepnutí vypínatelného výkonového~spínaoího prvku 4 následujícím způsobem· První dioda 12 a druhá dioda 13 jsou polovány v závěrném směru napětího velikosti napětí Ug a v dalším ději se neuplatní· Vypínatelný výkonový spínacíTprvek A sepnutím způsobí připojení sériového rezonančního obvodu, tvořeného prvním kondenzátorem 16« třetí diodou 14« cívkou 18 a .druhým kondenzátorem 17 na zdroj J. atej nosměrného napětí Ug· Tímto sériovým rezonančním obvodem proteče sinusový rezonanční proudový půlkmit, po jehož ukončení budou první kondenzátor 16 i druhý kondenzátor 17 nabity na na· pěti o velikosti napětí Ug, nebot během rezonančního děje jsou první kondenzátor 16 i druhý kondenzátor 17 zapojeny v sériiThe first capacitor 16 and the second capacitor 17 remain discharged for as long as the switchable power switch is switched off. They are recharged to voltage Ug at the moment the first diode 12 and the second diode 13 are polarized in the reverse direction of the voltage magnitude of the voltage Ug, and are not applicable in the next event. through the third diode 14 'through the coil 18 and the second capacitor 17 to the source J of the same carrier voltage Ug. A sine resonant current half-wave will flow through this series resonant circuit, after which both the first capacitor 16 and the second capacitor 17 charged at five with voltage Ug, since during the resonance process the first capacitor 16 and the second capacitor 17 are connected in series
- 8 252 267 a mají stejnou velikost kapacity. Třetí dioda 14 ukončuje rezonanční dšj právě v jeho půlperiodě a nedovoluje změnu směru toku proudu v sériovém rezonančním obvodu. První kondenzátor 1,6 i druhý kondenzátor 17 zůstávají nabity na napětí o velikosti napětí UB a jsou připraveny k novému cyklu.- 8 252 267 and have the same capacity. The third diode 14 terminates the resonant djj just in its half-period and does not allow changing the direction of current flow in the series resonant circuit. Both the first capacitor 1.6 and the second capacitor 17 remain charged to a voltage of U B and are ready for a new cycle.
Vzhledem k tomu, že reálná třetí dioda 14 má vždy určitou konečnou dobu zotavení v závěrném směru, dovolí během této doby protékání proudu v závěrném směru. V okamžiku jejího zotavení a uzavření je však v cívce 18 akumulována určitá energie, způsobená špičkovou hodnotou zotavovacího proudu třetí diody 14· Pokud nemá dojít k maření této, byť i malé, energie ve třetí diodě 14 a pokud se má současně zabránit jejímu přídavnému napěťovému namáhání, pak místo odlehčovacího dvoupólu 2 v jeho základní variantě zapojení podle obr. 2, lze použít buď upravené varianty zapojení odlehčovacího dvoupólu 2 podle obr. 3» popřípadě jiné možné upravené varianty zapojení odlehčovacího dvoupólu 2 poůle obr. 4. Funkce těchto odlehčovacích dvoupólů 2 je zcela shodná, jsou však navíc vybaveny čtvrtou diodou 15 a odporem 19. v němž dochází ke zmaření energie, nashromážděné v cívce 18 a způsobené zotavovacím proudem třetí diody 14.Since the real third diode 14 always has a definite final recovery time in the reverse direction, it allows the current in the reverse direction to flow during this time. At the time of its recovery and closure, however, a certain amount of energy is accumulated in the coil 18 caused by the peak value of the recovery current of the third diode 14, if this, even small, energy in the third diode 14 is not to be obstructed. instead of the relief bipolar 2 in its basic variant of connection according to Fig. 2, either modified variants of relief bipolar 2 according to Fig. 3 can be used or other possible modified variants of connection of relief bipolar 2 according to Fig. 4 can be used. identical, however, they are additionally provided with a fourth diode 15 and a resistor 19 in which the energy accumulated in the coil 18 is caused by the recovery current of the third diode 14.
U upravené varianty zapojení odlehčovacího dvoupólu 2 podle obr. 3 dochází k demagnetizaoi cívky 18 tak, že proud protéká cestou od druhé svorky 11 odlehčovaoího dvoupolu 2 přes druhý kondenzátor 17. cívku 18. čtvrtou diodu 15 a odpor 19 na první svorku 10 odlehčovacího dvoupólu 2· u jiné možné upravené varianty zapojení odlehčovaoího dvoupólu £ podle obr. 4 dochází k demagnetizaoi cívky 18 tak, že proud protéká cestou od druhé svorky 11 odlehčovacího dvoupólu 2 přes čtvrtou diodu 15. odpor 22, cívku 18 a první kondenzátor 16 na první svorku 10 odlehčovaoího dvoupólu 2· Vzhledem k tomu, Že špička zotavovacího proudu třetí diody 14 je však řádově menší, než amplituda sinusového rezonančního proudového půlkmitu, je energie, mařená v odporu 22» přibližně o dva řády menší, než energie, soustředěná v prvním kondenzátoru 16 a druhém kondenzátoru 17. oož ve svém důsledku znamená, že použití odporu 19 nenarušuje princip bezeztrátovosti odlehčovacího dvoupólu 2·In the modified variant of the relief bipolar 2 according to FIG. 3, the coil 18 is demagnetized such that current flows from the second relief bipolar terminal 11 through the second capacitor 17 of the coil 18 to the fourth diode 15 and the resistor 19 to the first relief bipolar terminal 10. · at other possible variants of modified two-pole wiring odlehčovaoího £ of Fig. 4 occurs demagnetizaoi coil 18 so that current flows along a path from the second terminal 11 of the relief the two-pin 2 via a fourth diode 15th resistor 22, inductor 18 and capacitor 16 on the first terminal 10 However, since the recovery current peak of the third diode 14 is of the order of magnitude less than the sinusoidal resonant current half-wave amplitude, the energy wasted in resistor 22 is approximately two orders of magnitude less than the energy concentrated in the first capacitor 16 and The second capacitor 17 in its consequence means the use of a resistor 19 does not violate the principle of lossless double-pole relief 2 ·
- 9 252 267- 9,252,267
Vypínatelný výkonový spínací prvek £ je sice při sepnutí přídavně proudově namáhán sinusovým rezonančním proudovým půlkmitem, ale vzhledem k tomu, že v době trvání sinusového rezonančního proudového půlkmitu jsou první kondenzátor 16 a druhý kondenzátor 17 zapojeny v sérii, kdy je jejich efektivní kapacita poloviční, přičemž v době vypínání vypínatelného výkonového spínacího prvku £ pracují první kondenzátor 16 a druhý kondenzátor 17 paralelně, kdy je jejich efektivní kapacita dvojnásobná, je pak poměr jejich efektivních kapacit při vybíjení vůči nabíjení čtyři ku jedné, což zajišťuje minimalizaci amplitudy a doby trvání sinusového rezonančního proudového půlkmitu· Proto je přídavné proudové namáhání vypínatelného výkonového spínacího prvku 4 v zapojení spínače podle vynálezu velmi malé i při krátké době trvání sinusového rezonančního proudového půlkmitu· Krátká doba trvání sinusového rezonančního proudového půlkmitu je důležitá i z toho hlediska, že určuje minimální potřebnou dobu sepnutí vypínatelného výkonového spínaoího prvku 4.Although the switchable power switch element 6 is additionally subjected to sinusoidal resonant current half-oscillation when switched on, the first capacitor 16 and the second capacitor 17 are connected in series when their effective capacitance is half, at the time of switching off the switchable power switch element, the first capacitor 16 and the second capacitor 17 operate in parallel, where their effective capacitance is doubled, the ratio of their effective discharge capacities versus charging is four to one, ensuring minimization of amplitude and duration of sine resonant current Therefore, the additional current load of the switchable power switch element 4 in the circuit of the switch according to the invention is very low even at short duration of sinusoidal resonant current half-oscillation. The determination of the sinusoidal resonant current half-oscillation is also important in that it determines the minimum required switching time of the switchable power switching element 4.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS853580A CS252267B1 (en) | 1985-05-20 | 1985-05-20 | Switch connection with switchable power switching element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS853580A CS252267B1 (en) | 1985-05-20 | 1985-05-20 | Switch connection with switchable power switching element |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS358085A1 CS358085A1 (en) | 1987-01-15 |
| CS252267B1 true CS252267B1 (en) | 1987-08-13 |
Family
ID=5376291
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS853580A CS252267B1 (en) | 1985-05-20 | 1985-05-20 | Switch connection with switchable power switching element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS252267B1 (en) |
-
1985
- 1985-05-20 CS CS853580A patent/CS252267B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS358085A1 (en) | 1987-01-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105556787B (en) | Modularization multipoint current for high voltage | |
| KR100434153B1 (en) | Hybrid dc electromagnetic contactor | |
| US4231083A (en) | Power conversion apparatus | |
| US20140362628A1 (en) | Modular multiple converter comprising reverse conductive power semiconductor switches | |
| US20140126247A1 (en) | Snubber circuit for dc-dc voltage converter | |
| BG50510A3 (en) | Thyristor switchboard | |
| KR900004085A (en) | Power converter | |
| US20210091561A1 (en) | Electronic switch with overvoltage limiter | |
| US20030095424A1 (en) | Converters | |
| US5872430A (en) | Single switch electronic ballast with low in-rush current | |
| CN104380420A (en) | Direct current voltage switch for switching a direct current in a branch of a direct current voltage network node | |
| CS252267B1 (en) | Switch connection with switchable power switching element | |
| US4888676A (en) | Damping circuit for turn-off valves | |
| FI87956B (en) | SYMMETRISK ELEKTRISK SKYDDSKRETS | |
| CS252755B1 (en) | Switch connection with switchable power switching element | |
| CS254062B1 (en) | Switch connection with switchable power switching element | |
| CS252270B1 (en) | Switch connection and switchable power switch element | |
| EP0112096B1 (en) | Gate circuit for gate turn-off thyristor | |
| DE19527178C1 (en) | Feedback circuit of discharge circuit of two- or three-point thyristor branch e.g for high power inverter snubber circuit | |
| EP4586482A1 (en) | Split capacitor converter submodule | |
| RU181460U1 (en) | A device for balancing voltage in a four-wire high-voltage network | |
| US3614594A (en) | Force commutation circuits | |
| SU1274085A1 (en) | Device for complete phase control of a.c.thyristor switch | |
| SU1051712A1 (en) | Switch | |
| CS252272B1 (en) | Switch connection with switch-off power switching beer |