УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

Полезная модель относится к электротехнике, в частности, к силовой преобразовательной технике, а именно к цепям защиты транзисторных или тиристорных высокочастотных преобразователей.
Известен высокочастотный преобразователь (1), состоящий из сетевого выпрямителя, емкостного фильтра и транзисторного или тиристорного преобразователя. Защитная L-D цепочка преобразователя состоит из катушки индуктивности L и диода D, включенного параллельно этой катушке индуктивности, причем один вывод этого двухполюсника подключен к фильтровому конденсатору (емкостному фильтру), а второй - ко входу моста преобразователя. При работе преобразователя индуктивность L является частью Г-образного индуктивно-емкостного фильтра, а при авариях (коротком замыкании нагрузки) ограничивает скорость нарастания тока, что предоставляет возможность системе управления своевременно снять управляющие импульсы преобразователя. При этом ток индуктивности не обрывается, а замыкается в контуре L-D, и таким образом, перенапряжения на входе преобразователя отсутствуют.
Недостатком данного устройства является наличие постоянно протекающего дополнительного тока в контуре L-D, поскольку этот контур является индуктивным накопителем, а величина тока определяется уровнем пульсаций напряжения на зажимах защитной L-D цепочки. Это приводит к дополнительным потерям, как в катушке индуктивности, так и в диоде, а при авариях энергия, запасенная в катушке индуктивности, рассеивается на сопротивлении самой катушки индуктивности и на диоде.
Задачей полезной модели является снижении потерь энергии в защитной L-D цепочке преобразователя.
Поставленная задача решается устройством защиты высокочастотных преобразователей, содержащем сетевой выпрямитель, выводы которого подключены к емкостному фильтру, катушку индуктивности с подключенным к ней параллельно шунтирующим диодом, один вывод которой подключен к емкостному фильтру, а второй - ко входу преобразователя, отличающемся тем, что дополнительно к шунтирующему диоду последовательно подключен варистор.
Структурная схема преобразователя представлена на рисунке 1, где 1 - сетевой выпрямитель, 2 - емкостной фильтр, 3 - шунтирующий диод, 4 - катушка индуктивности, 5 - варистор, 6 - преобразователь, при этом защитная цепочка (L, D и варистор) одним зажимом подключена к емкостному фильтру 2, а вторым зажимом - к входу преобразователя 6.
Устройство работает следующим образом. Выпрямленное напряжение сетевого выпрямителя 1 подается на емкостный фильтр 2 и через катушку индуктивности 4 - на вход преобразователя 6. Последовательная цепочка, состоящая из диода 3 и варистора 5, включена параллельно катушке индуктивности 4. Поскольку варистор в закрытом состоянии представляет собой емкость, то он заряжается через диод 3 до постоянного напряжения, уровень которого определяется амплитудой пульсаций напряжения на катушке индуктивности. Ток через диод и варистор при этом не протекает, и потери в защитной цепочке отсутствуют.
Остающееся напряжение варистора 5 должно быть несколько выше (на 10-20%) напряжения пульсаций на катушке индуктивности 4. При аварии снимаются импульсы управления преобразователя и вся энергия, запасенная на этот момент в катушке индуктивности 4, выделяется в варисторе 5. При этом к входу преобразователя прикладывается напряжение, равное сумме напряжений на емкостном фильтре 2 и остающегося напряжения варистора 5.
В заявляемом техническом решении существенно снижаются потери в катушке индуктивности и шунтирующем диоде, а энергия индуктивности выделяется в варисторе.
Использованная литература:
1. Васильев А.С., Дзлиев С.В., Патанов Д.А. Высокочастотная силовая электроника. Санкт-Петербург, Изд-во «Технолит», 2008, 189 с.