ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ СНАББЕР ДЛЯ МОСТОВОГО/ПОЛУМОСТОВОГО ИНВЕРТОРА НАПРЯЖЕНИЯ

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована для совместной работы с мостовым/полумостовым инвертором напряжения.
Известен активный снаббер для мостового/полумостового инвертора напряжения (Патент РФ №85045 МПК H02M 1/16, H02M 3/155 опубл. 20.07.2009), который содержит первый и второй регулируемые ключи инвертора. Коллектор первого регулируемого ключа инвертора, соединенный с катодом шунтирующего его обратного диода и выводом первой емкости, подключен к плюсовому выводу источника питания, а эмиттер второго регулируемого ключа инвертора, соединенный с анодом шунтирующего его обратного диода и выводом второй емкости, подключен к минусовому выводу источника питания. К общей точке первого и второго регулируемых ключей инвертора подключен вывод нагрузки и первый вывод дросселя. Второй вывод дросселя подключен к точке соединения первого и второго ключей снаббера, зашунтированных обратными диодами, при этом коллектор первого ключа снаббера, связанный с катодом шунтирующего его диода, подключен к плюсовому выводу источника питания, а эмиттер второго ключа снаббера, связанный с анодом шунтирующего его диода, подключен к минусовому выводу источника питания
Недостатком этого устройства является то, что с ростом частоты нарушается работа данного устройства: за счет длительного времени запирания обратных диодов снаббера ток дросселя принимает форму меандра, симметричного относительно нуля, с небольшим спадом вершин импульсов, а моменты смены полярности тока дросселя совпадают с моментами выключения регулируемых ключей инвертора.
Основной технической задачей полезной модели является устранение зависимости рабочих процессов устройства от времени запирания обратных диодов снаббера и, как следствие, снижение уровня опасных динамических процессов при включении и выключении регулируемых ключей инвертора.
Основная техническая задача достигается тем, что в высокочастотном снаббере для мостового/полумостового инвертора напряжения, содержащим первый и второй регулируемые ключи инвертора, к общей точке которых подключен вывод нагрузки и один вывод дросселя, коллектор первого регулируемого ключа инвертора, соединенный с катодом шунтирующего его первого обратного диода и выводом первой емкости, подключен к плюсовому выводу источника питания, а эмиттер второго регулируемого ключа инвертора, соединенный с анодом шунтирующего его второго обратного диода и выводом второй емкости, подключен к минусовому выводу источника питания, а второй вывод дросселя подключен к точке соединения первого и второго ключей снаббера, зашунтированных третьим и четвертым обратными диодами, согласно предложенному решению, коллектор первого ключа снаббера подключен к плюсовому выводу источника питания через разделительный конденсатор, а эмиттер второго ключа снаббера подключен к минусовому выводу источника питания через другой разделительный конденсатор.
Предложенная полезная модель позволяет устранить зависимость рабочих процессов схемы от времени запирания обратных диодов снаббера и в итоге снизить уровень опасных динамических процессов при коммутации регулируемых ключей инвертора за счет того, что после завершения динамических процессов полупериода в снаббере разделительные конденсаторы имеют полярность, препятствующую открыванию обратных диодов снаббера.
На рисунке приведена принципиальная схема устройства.
Высокочастотный снаббер для мостового/полумостового инвертора напряжения содержит первый 1 и второй 2 регулируемые ключи инвертора, зашунтированные первым и вторым обратными диодами 3, 4 и первой и второй емкостями 5, 6, к общей точке которых подключен вывод 7 нагрузки и один вывод дросселя 8. Коллектор первого регулируемого ключа 1 инвертора, соединенный с катодом шунтирующего его первого обратного диода 3 и выводом первой емкости 5, подключен к плюсовому выводу 9 источника питания, а эмиттер второго регулируемого ключа 2 инвертора, соединенный с анодом шунтирующего его второго обратного диода 4 и выводом второй емкости 6, подключен к минусовому выводу 10 источника питания. Второй вывод дросселя 8 подключен к точке соединения первого 11 и второго 12 ключей снаббера, зашунтированных третьим и четвертым обратными диодами 13, 14. При этом коллектор первого ключа 11 снаббера, связанный с катодом шунтирующего его третьего диода 13, подключен к плюсовому выводу 9 источника питания через разделительный конденсатор 15, а эмиттер второго ключа 12 снаббера, связанный с анодом шунтирующего его диода 14, подключен к минусовому выводу источника питания через другой разделительный конденсатор 16.
Работа устройства заключается в следующем. В исходном состоянии открыт регулируемый ключ 1 инвертора. Регулируемый ключ 2 инвертора и ключи 11, 12 снаббера закрыты, все диоды находятся в непроводящем состоянии. Первая емкость 5 разряжена до нуля, а вторая емкость 6 заряжена до напряжения питания (падениями напряжений на открытых ключах и диодах в проводящем состоянии пренебрегаем). Разделительный конденсатор 15 заряжен таким образом, что его положительная обкладка соединена с коллектором ключа 11 снаббера, а другой разделительный конденсатор 16 заряжен таким образом, что его минусовая обкладка соединена с эмиттером ключа 12 снаббера. Ток нагрузки протекает от плюсового вывода 9 источника питания на вывод 7 подключения нагрузки через регулируемый ключ 1 инвертора. В момент закрывания регулируемого ключа 1 инвертора ток нагрузки перехватывается первой и второй емкостями 5 и 6 затягивая тем самым фронт нарастания напряжения на ключе. После того, как ток регулируемого ключа 1 инвертора спадет до нуля, включается ключ 12 снаббера (ключ 12 снаббера можно включать также за несколько микросекунд до окончания полупериода). Это необходимо для ускорения процесса перезаряда первой и второй емкостей 5 и 6 при малых токах нагрузки. Первая емкость 5 при этом будет заряжаться по цепи 9-5-8-12-16-10, а вторая емкость 6 разряжается по цепи 6-8-12-16. Когда напряжение на второй емкости 6 достигнет нуля, откроется обратный второй диод 4. В этот момент подается управление для открывания регулируемого ключа 2 инвертора и закрывания ключа 12. Ток, протекающий в дросселе 8, будет разряжать, а затем и перезаряжать разделительный конденсатор 16. Когда ток дросселя 8 станет равным нулю, разделительная емкость 16 начнет разряжаться, а затем и перезаряжаться по цепи 16-14-8-2. По окончании перезаряда разделительного конденсатора 16 закрывается обратный четвертый диод 14 и будет находиться в закрытом состоянии благодаря запирающему напряжению на конденсаторе 16. В следующий полупериод все процессы повторяются, а в работу вступает ключ 11 снаббера и разделительный конденсатор 15.