[发明专利]直流斩波装置的阻塞式换流能量提升电路

说明书

本发明属于基本电子电路技术领域，特别是涉及一种低压直——直斩波装置的电容储能式换流的电压提升电路。

从七十年代开始，直流斩波电路已广泛用于蓄电池车辆控制中。由于电流平均值大，过载倍数高，到目前为止，晶闸管仍然是最适合于大电流控制的主开关元件，并同时辅之以能使主开关有效断开的换流电路。

众所周知，换流的可靠程度首先取决于换流能量的大小，因此在低压斩波装置中，必须对换流电压进行提升。在开关晶闸管断开瞬间，负载的续流尚未发生或者续流电流尚未上升至原负载电流时，电流仍将流经换流电容，进行强制性过充电。一旦续流发生，且等于负载电流时，过充电过程便告终止。换言之，关断能量的提升与负载电流向续流电路的转移过程密切相关。

目前国内外低压斩波装置典型电路，如LC自换流电路、摩根电路、阴极脉冲电路、反振式电路以及广泛采用的琼斯电路等，都是围绕如何实现换流能量的高提升做文章，但思路上仅局限于负载续流的自然转移，即续流的出现时刻和上升过程是不受控制的。苏联专利657543号和957434号亦属此列，这种局限就决定了传统线路的固有缺陷，即为实现换流能量的高提升，需要高品质谐振元件或者大体积的电抗器，且提升倍数也做得不高。

本发明的目的在于提供一种体积小、能量提升高的直流斩波装置的阻塞式换流能量提升电路。

本发明是通过下面的技术方案来实现的：即在现有的直流斩波装置中采用续流阻塞方式提升关断能量。直流斩波装置的阻塞式换流能量提升电路，包括主开关(1)和换流电路(2)，主开关(1)与负载(4)串联后并入电源，换流电路为电容储能式电路，可以是LC谐振电路且与主开关(1)并联，也可以是桥路且串接电感L2后与主开关(1)并联，特征在于，该电路还具有与负载(4)并联且具有阻塞特性的续流电路(3)。

续流电路(3)可以是由电感L1和二极管串联构成，续流电路(3)也可以是一延时自触发或者他控触发的晶闸管，续流电路(3)还可以是慢开通二极管。

本发明仅是在现有直流斩波装置的续流电路中串接一个阻塞元件，或者是续流电路直接使用具有阻塞特性的续流器件，结构十分简单，体积小，调整方便，可以获得很高的能量提升，特别适用于重载斩波装置。

下面结合附图给出的实施例对本发明作进一步详细描述。

图1是阻塞式直流斩波电路方框图。

图2是阻塞式桥换流斩波电路图。

图3是阻塞式单管反振斩波电路图。

图4是采用可控晶闸管作续流元件的阻塞式单管反振斩波电路图。

图5是图2所示控制电路的脉冲时序图、电容C1和晶闸管V5的电压波形图。

如图1所示，本直流斩波装置的阻塞式换流能量提升电路主要包括主开关(1)和换流电路(2)，主开关(1)与负载(4)串联后并入电源，特征在于：该电路还具有与负载(4)并联且具有阻塞特性的续流电路(3)。

如图2所示的实施例1，主开关(1)为开关晶闸管V5，换流电路(2)由晶闸管V1、V2、V3、V4以及电容C1组成桥路，且串接电感L2后与主开关(1)也即开关晶闸管V5并联，续流电路(3)由电感L1和二极管V6串联而成，且与负载(4)并联。开关晶闸管V5为KK500A。换流电路(2)用的晶闸管V1、V2、V3、V4为KP100A，电容C1为200μF。续流电路(3′)中的续流二极管V6为KP200A，续流二极管V6串接的电感L1的阻塞时间为100μS。在主开关(1)与换流电路(2)之间串接的电感L2为200μH，L2起去磁作用。负载(4)的工作电压E为直流48伏。

图2所示电路的工作原理，参见图5叙述如下：