專利名稱:可控硅串聯(lián)逆變器電路的制作方法
本發(fā)明涉及串聯(lián)逆變技術(shù)。
眾所周知，在串聯(lián)逆變器中，當(dāng)負(fù)載減小，特別是在短路條件下，串聯(lián)迥路中各元件上的電壓將上升到遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過它們耐壓的程度，若不采取特別保護(hù)措施，無疑將引起元件的損壞，破壞逆變器的正常工作。
蘇聯(lián)專利SU1119-145-A公開了一種諧振逆變電壓調(diào)整器電路如圖1，其中，可控硅2，電抗器3，并接負(fù)載6的電容器4，電容器5和直流電源1構(gòu)成串聯(lián)迥路，可控硅7并接在可控硅2的陰極和電源1的負(fù)(-)端，可控硅2的陽極接電源1的正(+)端，它們組成不對稱半橋式可控硅串聯(lián)逆變電路，其附加的二極管10，電容器8和電阻9及他們的接法，構(gòu)成電路的結(jié)構(gòu)特征。
逆變器工作時(shí)，可控硅2和7交替導(dǎo)通，并因承受來自電容器4和5的反壓而自然關(guān)斷，為了削減因負(fù)載6變化而引起的過電壓，電容器5上的部分電荷在逆變器工作時(shí)經(jīng)星形聯(lián)接的電阻9，二極管10，電容器8和可控硅7釋放。但這同時(shí)也降低了可控硅2和7關(guān)斷的可靠性及逆變器的效率，在負(fù)載突變的情況下，該方法抑制過電壓的能力有限，并且有可能使可控硅2提前進(jìn)入正向阻斷狀態(tài)，破壞逆變器的正常工作。
本發(fā)明介紹了一種抑制串聯(lián)逆變器電路中過電壓的方法，并將其用于可控硅串聯(lián)逆變器電路，它克服了上述方法的缺點(diǎn)，使逆變器在任何負(fù)載條件下，都能可靠地工作。
本發(fā)明的目的在于提高串聯(lián)逆變器的負(fù)載適應(yīng)性和工作的可靠性。簡要地說，本發(fā)明是在當(dāng)負(fù)載變化而引起串聯(lián)逆變器電路中電容器上的電壓異常升高(例如達(dá)到某一給定的，大于直流電源電壓的門限值)時(shí)，控制電路立刻啟動(dòng)由該電容器和附加的可控開關(guān)構(gòu)成的輔助換流電路，利用該電容器上的電壓，強(qiáng)迫關(guān)斷正在導(dǎo)通的開關(guān)器件，同時(shí)直接限制電容器上電壓的增長，并將串聯(lián)逆變器電路中電抗器里的多余能量返回直流電源或作其它用途，從而有效地抑制了逆變器中的過電壓。這里，附加的可控開關(guān)可以是可控硅，晶體管或其它具有可控開關(guān)功能的組件，數(shù)量上不作限制。應(yīng)用本發(fā)明的串聯(lián)逆變器，包括可控硅串聯(lián)逆變器，不但在任何負(fù)載條件下都能可靠地工作，而且由于加速了對電抗器中多余能量的回收過程，從而提高了逆變器的最高工作頻率和效率。
圖2是應(yīng)用本發(fā)明的一個(gè)具體的可控硅串聯(lián)逆變器電路，它由不對稱半橋式可控硅串聯(lián)逆變電路和附加的可控硅8組成。其中，不對稱半橋式可控硅串聯(lián)逆變電路由直流電源1，可控硅2，電容器3，電抗器4，次級帶負(fù)載6的輸出變壓器5依次串聯(lián)聯(lián)接構(gòu)成的串聯(lián)迥路，以及陽極和陰極分別接可控硅2的陰極和直流電源1的負(fù)(-)端的可控硅7組成。附加的可控硅8跨接在直流電源1的正(+)端和電容器3，電抗器4的公共聯(lián)接點(diǎn)之間，其陰極接電源1的正(+)端由電容器3和可控硅3構(gòu)成輔助換流電路。
逆變器的工作過程如下當(dāng)可控硅2導(dǎo)通，可控硅7關(guān)斷時(shí)，電源1通過可控硅2，電抗器4，輸出變壓器5的初級線圈對電容器3充電，充電過程結(jié)束時(shí)，可控硅2因承受來自電容器3的反壓而自然關(guān)斷;當(dāng)可控硅7導(dǎo)通，可控硅2關(guān)斷時(shí)，電容器3經(jīng)可控硅7，輸出變壓器5的初級線圈及電抗器4放電。放電過程中，電容器3上電壓的極性變?yōu)槿鐖D2所示的極性，并且在其值不超過某一給定的，大于直流電源電壓的門限值時(shí)，可控硅7也自然關(guān)斷。在電容器3充放電過程中，負(fù)載6從電源1中吸收能量。當(dāng)負(fù)載6減小，特別是在短路條件下，電容器3上的電壓在放電過程中的某個(gè)時(shí)刻將會(huì)達(dá)到該給定的門限值，而且極性如圖2所示。此時(shí)控制電路立刻觸發(fā)導(dǎo)通可控硅8，利用電容器3上的電壓(大于直流電源電壓值)，強(qiáng)迫關(guān)斷可控硅7，同時(shí)將電抗器4中多余的能量返回直流電源1。
圖3是又一應(yīng)用實(shí)例。
它由串聯(lián)聯(lián)接的直流電源1，電抗器2，負(fù)載3及交流端接電容器5的可控硅單相橋4，組成單端可控硅串聯(lián)逆變器。附加的可控硅6跨接在直流電源1的正(+)端與單相橋4的共陽極端之間。單相橋共陰極端接電源1的負(fù)(-)端。由可控硅6和電容器5構(gòu)成輔助換流電路。
當(dāng)可控硅7和9導(dǎo)通，可控硅8和10關(guān)斷或者相反時(shí)，就有電流流過負(fù)載3，當(dāng)由于負(fù)載3減小而使電容器5上的電壓上升超過直流電源1的電壓而達(dá)到某一給定的門限值時(shí)，控制電路立刻觸發(fā)導(dǎo)通可控硅6，利用電容器5上的電壓強(qiáng)迫關(guān)斷正在導(dǎo)通的可控硅7和9或8和10，同時(shí)由電抗器2向負(fù)載3供給能量。
在實(shí)際的可控硅串聯(lián)逆變器中，為使可控硅免遭過大的電壓上升率和電流上升率的損害而采取的保護(hù)措施，是本專業(yè)普通人員所熟知的。本發(fā)明提供的抑制串聯(lián)逆變器電路中因負(fù)載變化而引起的過電壓的方法，不僅能用于可控硅串聯(lián)逆變器中，而且也可以用于晶體管串聯(lián)逆變器或其它類型的串聯(lián)逆變器中，以抑制由負(fù)載變化而引起的過電壓。
至此，已完整地?cái)⑹隽艘环N抑制串聯(lián)逆變器電路中過電壓的方法及2個(gè)具體的應(yīng)用實(shí)例，所給出的可控硅串聯(lián)逆變器電路根據(jù)負(fù)載性質(zhì)的不同，可作為交流或直流穩(wěn)壓電源，弧焊電源，中頻或高頻感應(yīng)加熱電源以及各類照明燈用電源。不僅如此，只要沒有離開后而權(quán)利要求
中所規(guī)定的本發(fā)明的范疇和精神實(shí)質(zhì)，還可以做各種變化和替換。
權(quán)利要求
1.一種抑制串聯(lián)逆變器電路中過電壓的方法，它以控制串聯(lián)迥路中電容器上的電壓為手段，其特征是A、由串聯(lián)迥路中的電容器和附加的一個(gè)或數(shù)個(gè)可控開關(guān)組成輔助換流電路。B、利用該電容器上的電壓，由輔助換流電路強(qiáng)迫關(guān)斷正在導(dǎo)通的開關(guān)器件，同時(shí)，C、直接限制該電容器上電壓的增長并將串聯(lián)迥路里電抗器中多余的能量返回直流電源或作其它用途。
2.一種可控硅串聯(lián)逆變器電路，它由不對稱半橋式可控硅串聯(lián)逆變電路和附加的可控硅組成。其中，不對稱半橋式可控硅串聯(lián)逆變電路由直流電源1，可控硅2，電容器3，電抗器4，次級帶負(fù)載6的輸出變壓器5依次串聯(lián)聯(lián)接構(gòu)成的串聯(lián)迥路，以及陽極和陰極分別接可控硅2的陰極和直流電源1的負(fù)(-)端的可控硅7組成。本發(fā)明的特征是A、附加的可控硅8跨接在電源1的正(+)端和電容器3，電抗器4的公共聯(lián)接點(diǎn)之間，其陰極接電源1的正(+)端。B、以權(quán)利要求
1的方法來抑制該可控硅串聯(lián)逆變器電路中的過電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1，附加的可控開關(guān)可以是可控硅，晶體管或其它具有可控開關(guān)功能的組件。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1，當(dāng)由輔助換流電路強(qiáng)迫關(guān)斷正在導(dǎo)通的開關(guān)器件時(shí)，電容器上的電壓值大于直流電源電壓值。
專利摘要
一種可控硅串聯(lián)逆變器電路，它包括由直流電源(1)、可控硅(2)、電容器(3)、電抗器(4)、次級帶負(fù)載(6)的輸出變壓器(5)和可控硅(7)組成的不對稱半橋式可控硅串聯(lián)逆變器電路以及附加的可控硅(8)。當(dāng)負(fù)載(6)減小時(shí)，通過直接限制電容器(3)上過電壓的增長并將電抗器(4)中多余的能量返回直流電源(1)，從而有效地抑制了逆變器中的過電壓，提高了逆變器的負(fù)載適應(yīng)性、最高工作頻率和效率。
文檔編號H02M7/505GK86102497SQ86102497
公開日1987年12月16日 申請日期1986年4月7日
發(fā)明者李少平, 李少彤 申請人:李少平導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan