自关断元件与晶闸管混合变换电路制造技术

本发明专利技术公开了一种自关断元件与晶闸管混合变换电路，它适用于逆变器、斩波器。该变换电路由自关断元件与负载和晶闸管串联构成一支路、利用自并断元件关断支路中电流、使晶闸管中电流为零加上促进晶闸管快速关断电路，由上述支路，两个或两个以上动路组合成变换电路。（*该技术在2007年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是一种自关断元件与晶闸管混合变换电路，它适用于逆变器、斩波器。现有的变换电路逆变器、斩波器按所用的元件分类可分两类其一，自关断元件(晶体三极管、场效应晶体管、可关断晶闸管、场控晶闸管)，该类元件利用控制极可进行导通与关断，用该类元件制成的变换电路逆变器、斩波器，具有体积小、重量轻、效率高、成本低等优点，但该类元件也存在着本身易损坏、成本高、不易制成大容量等缺点。其二，普通晶闸管(简称晶闸管)和门极辅助关断晶闸管，该类元件用控制极可控制元件的导通，但不能控制关断，在变换电路中用该类元件就必须设置反向强迫关断电感或电容元件。用该类元件制成的逆变器、斩波器，具有体积大、效率比自关断元件制成的逆变器和斩波器低5%～10%、成本也高出20%～40%;这类元件制造上却比自关断元件容易，并且易制成大电流、高电压、成本只是自关断元件的30%～50%。本专利技术的目的就是要克服上述两类元件单独组成的变换电路各自的缺点，取它们各自的优点，用自关断元件切断通过晶闸管的电流，利用晶闸管通过的电流为零关断，加上促进晶闸管快速关断电路，采用两类元件混合组成变换电路。下面结合附图3对本专利技术的原理进行详细描述。电路中直流电源Ec经晶闸管〔27〕(也可用门极辅助关断晶闸管)负载〔28〕，晶体管〔29〕(或其它自关断元件)至电源负极构成回路，该电路工作时给〔29〕基极以偏置电压使〔29〕导通至饱和给〔27〕以与〔29〕偏置电压同步的门极触发电压，使〔27〕导通。从而电流由〔27〕经〔28〕、〔29〕构成回路，当在预定要求时间内使〔27〕的门极触发电压和〔29〕的基极偏置电压为零，并且〔27〕门极触发电压为零的瞬间有个负尖脉冲，设置〔27〕门极负脉冲电压是为了促使〔27〕尽快的恢复关断，只要是〔29〕的基极偏置电压与〔27〕的门极触发电压下一周期与前一周期的时间间隔大于20～250微秒(如用门极辅助关断晶闸管代替晶闸管时间间隔大于10～100微秒)。图3的电路就可可靠的工作。若想调节〔28〕两端电压的平均值，只要调节〔27〕门极触发电压与〔29〕基极偏置电压脉冲的宽度就可改变〔28〕两端电压平均值。本专利技术采用晶体管和晶闸管混合的目的就是用一只晶闸管取代一只自关断元件，并使变换电路不需要设置晶闸管反向强迫关断电感或电容元件，从而降低成本。采用负的晶闸管门极脉冲电压是为了缩短晶闸管关断时间，提高负载脉冲宽度，提高电源利用率。本专利技术就是用上述支路原理，由两个支路或两个以上支路组合成的变换电路逆变器、斩波器。附附图说明图1是用本专利技术的原理由两支路组合成的晶体管与晶闸管混合桥式逆变器的电路图。附图2是附图1逆变器电路有关部位电压波形。下面结合附图1、2对本专利技术的实例的原理进行详细描述。参看附图1由矩形波发生器〔25〕产生对称的矩形波，经晶体管〔23〕和晶体管〔24〕进行功率放大，由变压器〔26〕变压后得到两组正负半周对称的矩形波。当N1、N3为正半周期时整流二极管D1、D3导通。N1的电压加给晶体管〔4〕的基极偏压，使〔4〕导通至饱和;N3经同步延时调节电路〔22〕延时≥20微秒后由触发电路〔20〕给晶闸管〔2〕门极以触发电压，使〔2〕导通。负载变压器〔6〕初级中电流由〔4〕经〔2〕与电源Eo构成回路。当正半周结束，〔4〕基极偏置电压为零〔4〕截止使〔2〕中电流为零，〔2〕的门极触发电压与〔4〕的基极偏置同步，当〔2〕门极触发电压为零的瞬间，在电感线圈〔19〕上感应出负的尖脉冲，由于流过〔2〕中电流为零加上〔2〕的门极负脉冲的作用，促使〔2〕尽快的恢复关断状态。这样变压器〔6〕初级由〔4〕经〔2〕构成回路导通正半周期。当N2、N4为负半周时整流二极管D2、D4导通，晶闸管〔1〕、变压器〔6〕、晶体管〔3〕、电感线圈〔18〕、触发电路〔21〕用同正半周一样的原理工作于喊胫堋８媚姹淦髦馗从谏鲜鲈斫兄芷谛缘墓ぷ魍瓿闪私绷鞯缱怀山涣鞯纭Ｓ捎诟媚姹淦鞯母涸乇溲蛊鳌 〕是感性负载，为了减少能量损失，防止电感的反电势产生高电压烧坏器件。将反电势能量加以利用设置了反馈二极管〔12〕、〔13〕、〔14〕、〔15〕将反电势的能量存入电解电容器〔10〕、〔9〕。二极管〔7〕、〔8〕是为了阻止变压器反电势由〔1〕经〔14〕或由〔2〕经〔15〕形成回路电流而设置截流二极管。电路中电容器〔5〕的作用是促进〔1〕、〔2〕快速关断，该电容器的容量应根据电路中负载〔6〕电感量大小适当选择，它的容量是普通晶闸管变换电路的换向电容器容量的几十分之一至几百分之一。压敏电阻〔16〕、〔17〕是为了防止电路中产生过电压而设置的保护元件。如想调节输出电压平均值大小，只需调节同步延时电路〔22〕的延时时间即可改变〔1〕、〔2〕的门极触发电压脉冲宽度，进而调节了〔1〕、〔2〕的导通脉冲宽度，实现了输出电压平均值的调节。附图2中的各部位电压波形形象的描述了电压调整时各时刻的波形，参看附图2(a)、变压器〔26〕初级波形(b)、晶体管〔4〕基极波形(c)、晶体管〔3〕基极波形(d)、晶闸管〔2〕门极波形(e)、晶闸管〔1〕门极波形(f)、变压器〔6〕输出波形附图4、5是利用本专利技术的原理，由两个支路组合成的晶体管与晶闸管混合桥式直流电动机 波调速器。下面结合附图4、5对该电路进行描述。图4中，晶体管〔33〕、直流电动机〔34〕、晶闸管〔30〕串联成一支路，用该支路控制〔34〕正转时转速，其工作原理是当要求〔34〕工作时给〔30〕门极触发电压与〔33〕基极偏置电压同步电压，此时〔30〕和〔33〕导通，〔34〕中有电流通过开始转动，如将〔30〕门极触发电压和〔33〕基极偏置电压为零，〔33〕关断、〔30〕关断、〔34〕停止转动。要想调节〔34〕转速，只要调节〔30〕门极触发电压和〔33〕基极偏置电压的同步电压开通时间即可改变〔34〕的转速。晶闸管〔31〕、直流电动机〔34〕、晶体管〔32〕串联成电动机反转调速支路，该支路工作原理同正转时相同。附图5各部位电压波形图形象的描述了附图4斩波器的工作过程。参看图5(g)、晶体管〔33〕基极偏置电压波形(h)、晶闸管〔30〕门极触发电压波形(L)、晶体管〔32〕基极偏置电压波形(m)、晶闸管〔31〕门极触发电压波形(n)、直流电机〔34〕正转时两端电压波形(o)、直流电机〔34〕反转时两端电压波形用本专利技术的原理制成的变换电路-逆变器和斩波器具有体积小、重量轻、成本低、效率高等优点。权利要求1.一种自关断元件与晶闸管混合变换电路，其特征是由晶闸管、负载、自关断元件串联成支路，由该支路两个或两个以上支路组合成。2.根据权利要求1的变换电路，其特征在于设有截流二极管〔7〕、〔8〕。3.根据权利要求1的变换电路，其特征在于负载〔6〕两端并联有促进晶闸管快速关断电容〔5〕。全文摘要本专利技术公开了一种自关断元件与晶闸管混合变换电路，它适用于逆变器、斩波器。该变换电路由自关断元件与负载和晶闸管串联构成一支路，利用自关断元件关断支路中电流，使晶闸管中电流为零加上促进晶闸管快速关断电路，由上述支路，两个或两个以上支路组合成变换电路。文档编号H02M1/06GK1032720SQ8710704公开日1989年5月3日 申请日期1987年10月19日 优先本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自关断元件与晶闸管混合变换电路，其特征是：由晶闸管［２７］、负载［２８］、自关断元件［２９］串联成支路，由该支路两个或两个以上支路组合成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李香龙，王民英，符同然，杨兴宽，
申请(专利权)人：河南大学科研处，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]