Устройство для зарядки конденсатора

 

Изобретение относится к импульсной технике. Может быть использовано в системах питания импульсных газоразрядных ламп, модуляторах, формирователях и других устройствах, в которьгх используется разряд конденсато ра на нагрузку. Цель изобретения - повышение КПД и улучшение массогабаритных характеристик устройства. Поставленная цель достигается в результате изменения связей между схемными элементами устройства. Устройство содержит источник питания I, первичную и вторичную обмотки 2.1 и 2.2 дозиг рующего дросселя 2, диод 3, накопи- . тельный конденсатор 4, транзистор 5, схему сравнения напряжений 6, источники опорного напряжения 7 и 12, задающий генератор 8, триггер управления 9 с входами 9.1 и 9.2, схему 10 сравнения токов, интегратор П и усилитель мощности 13. Работа устройства поясняется по временным диаграммам в описании изобретения. 2 ил. (Л Г..2 J -Of Кэ N5 4; СО 00 Р1 (иг.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) g Н 03 К 3/53

ВР "" и !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЬИЬ4й V ) H 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3762292/24-21 (22) 26.06.84 (46) 15.04.86. Бюл. )) !4 (71) Томский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного

Знамени политехнический институт им. С.М.Кирова (72) Е.И.Александров, Б.А.Багинский, А.Г.Вознюк и В.Н.Макаревич (53) 621.375.43)(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 855962, кл. Н 03 К 3/53, )978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДКИ КОНДЕНСАТОРА (57) Изобретение относится к импульсной технике. Может быть использовано в системах питания импульсных газоразрядных ламп, модуляторах, формирователях и других устройствах, в которых используется разряд конденсато ра на нагрузку. Цель изобретения— повышение КПД и улучшение массогабаритных характеристик устройства. Поставленная цель достигается в результате изменения связей между схемными элементами устройства. Устройство содержит источник питания 1, первичнув и вторичную обмотки 2.1 и 2 ° 2 дози-. рующего дросселя 2, диод 3, накопи.тельный конденсатор 4, транзистор 5, схему сравнения напряжений 6, источники опорного напряжения 7 и 12, задающий генератор 8, триггер управления 9 с входами 9.1 и 9.2, схему 10 сравнения токов, интегратор 11 и уси- Й литель мощности )3, Работа устройства поясняется по временным диаграмо мам в описании изобретения. 2 ил. С:

1224985

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах питания импульсных газоразрядных ламп ° модулятоpBx > форми рователях и других устройствах, в которых используется разряд конденсатора на нагрузку.

Цель изобретения — повь»шение КПД и улучшение массогабаритных характеристик устройства.

На фиг.l представлена функциональная электрическая схема устройства для зарядки конденсатора; на фиг ° 2в диаграммы ионов и напряжения.

Устройство для зарядки конденсатора содержит источник питания 1, последовательно с которым включена первичная и вторичная обмотки 2.! и 2.2 соответственно дозирующего дросселя 2, обратный диод 3 и накопительный конденсатор 4. Общак точка обмоток дросселя через транзистор 5 присоединена к общей точке источника питания и накопительного конденсатора, Второй вход первой схемы сравнения напряжений 6 подключен к накопительному конденсатору, а первый вход первой схемы сравнения соединен с первым источником опорного напряжения 7. Выход первой схемы сравнения соединен с входом управляемого задающего генератора 8, выход которого подключен к первому входу

9,1 триггера управления 9. Второй вход 9.2 триггера управления соединен с выходом второй схемы сравнения токов 1О, второй вход которой подключен к интегратору 11. Вход интегратора включен параллельно обмотке 2.1 дозирующего дросселя, Первый вход второй схемы сравнения соединен со вторым источником опорного напряжения 12. Выход триггера управления 9 подключен через усилитель мощности 13 к управляющему входу ключевого транзистора 5.

Устройство для зарядки конденсатора работает следующим образом.

При подключении источника питания

1 к устройству накопительный конденсатор 4 заряжается через первичную и вторичную обмотки 2.1 и 2.2 доэирующего дросселя 2 и диод Э примерно до двойного напряжения питания. Напряжение на втором входе первой схемы сравнения 6 меньше уровня, заданного первым источником опорного напряжения 7, и сигнал на выходе первой схе1б

25 м

55 мы сравнения 6 отсутствует, частота работы управляемого задающего генератора 8 максимальна. В момент времени и (фиг.2а) сигнал с выхода задающего генератора переводит триггер управления 9 по входу 9.1 в состояние, при котором ключевой транзистор 5 открывается. В первичной обмотке 2.1 дозирующего дросселя начинает нарастать ток (фиг.2a). Однос временно растет напряжение на выходе интегратора 11. Форма сигнала напряжения на выходе интегратора 11 повторяет по форме кривую роста тока, протекаюшего через первичную обмотку 2„1 дозирующего дросселя и ключевой транзистор 5 (фиг.2 G,д). Когда сигнал на выходе интегратора достигает уровня, =-.аданного вторым источником опорного напряжения 12, вторая схема сравнения 10 вырабатывает сигнал, который по входу 9.2 опрокидывает триггер управления 9. Ключевой .транзистор 5 запирается (фиг.2 б,в, д). Энергия, накопленная в магнитном поле доэирующего дросселя, через вториччую обмотку 2.2 и диод 3 передается в накопительный конденсатор ч.

Так как напряжение на накопительном конденсаторе 4 в начальный момент мало и приблизительно равно удвоенному напряжению источника питания, доэирующий дроссель успевает эа время (*- i„) отдать лишь незначительную часть накопленной энергии, Поэтому в момент времени t» очередного отпирания ключевого транзистора 5 нарастание тока в первичной обмотке 2.1 доэирующего дросселя начнется уже не с нулевого уровня. Так как максимальный уровень фиксирован (фиг.2 б-е) значительно сокращается длительность замкнутого состояния ключевого транзистора 5 до .н „„„ (фиг.2 г). Соответственно увеличивается длительность его разомкнутого, состояния, когда энергия отдается в накопительный кон енсагор 4 до ». .. =Т -7

П 1-Л0 j -(} Й A)»g (фиг,2 г-е), Поэтому в начале заряда устройство работает в режиме-, близком к режиму источника постоянного зарядного тока, В течение времени от момента t, до 1„„» (фиг.2 a-e) происходит постепенное увеличение времени накопления энеогии до значения с», и, соответственно, .сокращение .времени передачА =-:Bïâ»:.ÿííîé энергии в накопительный конденсатор до о.начен»пт с

ХР (фиг. 2 е), 1224985

Таким образом, в предлагаемом устройстве при реализации такого же режима зарядки конденсатора, как и в известном, исключены омический датчик тока и дополнительный конвертор, 40

В момент времени t напряжение на накопительном конденсаторе 4 возрастает до значения, при котором за время разомкнутого состояния ключевого транзистора 5 вся энергия, накопленная в дозирующем дросселе, перел дается в конденсатор, т ° е. и устройство начинает работать в режиме источника. постоянной мощности заряда. С момента 1„, время накопле- 10 ния энергии становится постоянным, т.е. с< = Const, а время передачи энергии из дозирующего дросселя 2 в накопительный конденсатор 4 продол-, жает уменьшаться и достигает значения <п ;ä (фиг.2 е) в конце заряда накопительного конденсатора. Момент времени < qp (фиг .2 а) является моментом равенства напряжения на втором входе первой схемы сравнения 6 и опорного напряжения заданного первым источником 7 на первом входе первой схемы сравнения ° В этот момент первая схема сравнения 6 вырабатывает сигнал, по которому частота следа- 25 вания импульсов управляемого задаю— щего генератора 8 снижается. Частота уменьшается настолько, чтобы порции энергии, поступающие от источника питания B накопительный конденсатор за период Т » Т компенсировали только потери, обусловленные токами утечки. Режим стабилизации напряжения на накопительном конденсаторе (потребляемая мощность незначитель35 на) сохраняется вплоть до разряда накопительного конденсатора на нагрузку. После разряда накопительного конденсатора процессы в схеме повторяются. что приводит к повышению KIIg и уменьшению .массы.

Формула изобретения

Устройство для зарядки конденсатора, содержащее источник питания постоянного напряжения, параллельно которому подключена последовательная цепь из первичной обмотки доэирующего дросселя и транзисторного ключа, один вывод вторичной обмотки дозирующего дросселя подключен через обратный диод к обкладке накопительного конденсатора, вторая обкладка которого подключена к отрицательной клемме источника питания постоянного напряжения, обмотки дозирующего дросселя включены согласно, первую и вторую схемы сравнения, первые входы которых подключены к первому и второму источникам опорных напряжений, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения КПД и улучшения массогабаритных характеристик, второй вход второй схемы сравнения присоединен к выходу интегратора, входные клеммы которого подключены к первичной обмотке дозирующего дросселя, а второй вход первой схемы сравнения соединен с накопительным конденсатором, выход второй схемы сравнения подключен к второму входу триггера, выход первой схемы сравнения связан с входом управляемого sa- . дающего генератора, выход которого соединен с первым входом триггера, а выход триггера через усилительмощности подключен к управляемому входу ключевого транзистора, второй вывод вторичной обмотки дросселя подключен к точке соединения одного вывода транзисторноro ключа с первичной об" моткой дросселя, второй вывод которого подключен к отрицательной клемме ис точ..ика питания постоянного напряжения.

1224985

Редактор И.Сегляник

Заказ 1963/57 Тираж 816 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4

Мт

D / а

Составитель Г.Журавлев

Техред Л. Олейник Корректор М.Демчик