ИППН с параллельной коммутацией и коммутирующим контуром, подключаемым параллельно силовому тиристору

Схема содержит: силовой тиристор VS_с, коммутирующий тиристор VS_к, перезарядный тиристор VS_п, диоды VD и VD₀, коммутирующий конденсатор С_к, дроссель L_к, нагрузку Z_н. Дроссель сглаживающего фильтра не показан, т. к. будем считать, что он учитывается суммарной индуктивностью нагрузки Z_н. Начало формирования выходного напряжения обуславливается подачей управляющего импульса на VS_с. Процесс коммутации происходит с приходом управляющего импульса на отпирание VS_к. Поступление импульса управления на VS_п происходит одновременно с VS_с.

Пуск схемы связан с подачей управляющего импульса на VS_к , при запертом VS_с. При отпирании VS_К происходит заряд конденсатора по цепи (+Е) - С_к - L_к - VS_к - Z_н – (-Е) до напряжения, близкого к Е полярностью в скобках. Рассмотрим процессы, протекающие в схеме в установившемся режиме.

К моменту t₁, С_к заряжен до U(0) с полярностью в скобках и к тиристору VS_с приложено напряжение Е в прямом направлении. U_н=0, ток нагрузки проводит диод VD₀. К параллельно включенным VS_к и VS_п прикладывается напряжение равное U(0)-Е, для VS_п в прямом направлении, для VS_к – в обратном.

В момент t₁ отпирается VS_с . К нагрузке прикладывается напряжение Е, VD₀ запирается. Через нагрузку протекает ток от источника питания. В связи с отпиранием в тот же момент VS_п, создается контур (+С_к) - VS_с - VS_п - L_к – (-С_к) для перезаряда конденсатора. К концу перезаряда С_к, полярность без скобок, к VS_п прикладывается обратное напряжение и он запирается. Для запирания VS_с в момент t₃ открывается VS_к. На интервале t₃-t₄ происходит уменьшение до нуля тока силового тиристора. На интервале t₄-t₅ к VS_с прикладывается обратное напряжение, равное падению напряжения на диоде VD от протекания через него тока . В момент t₅ , ток через VD равен нулю и он закрывается. Полярность С_к в скобках, а величина превышает Е. Поэтому открывается VD₀ , образуя цепь замыкания тока i_н, напряжение U_н=0, к тиристору VS_с прикладывается напряжение Е в прямом направлении. При запирании VD и отпирании VD₀ процесс перезаряда конденсатора С_к завершается по контуру Е - С_к - L_к - VS_к - VD₀-Е. (интервал t₅-t₆). При этом ток диода VD₀ равен . Завершающий этап обуславливается отдачей энергии, накопленной в L_к в цепь источника питания и конденсатор. Он характеризуется уменьшением i_с до нуля и дозарядом С_к. После спадания i_с до нуля VS_к запирается обратным напряжением U(0)-E. Пауза t_п в кривой выходного напряжения продолжается до прихода в момент t₇ импульса управления на отпирание тиристоров VS_с и VS_п . Из анализа процессов в преобразователе видно, что уменьшения выходного напряжения до нуля происходит не в момент отпирания VS_к , а спустя время t_с, в течение которого ток нагрузки протекает через VS_с и VD. Это вызывает как бы дополнительного импульса в кривой U_н на интервале t_с (заштрихованная площадка).

                                         Рисунок 5.3