Устройство для регулирования напряжения заряда конденсатора (его варианты)

 

Изобретение относится к импульсной технике, может быть использовано в системах заряда накопительных конденсаторов. Цель изобретения - повышение КПД - достигается путем устранения обратного тока источника питания. Первый вариант устройства содержит источник I питания, конден сатор 2, диод 3, дроссель 4, первичную обмотку 5 трансформатора 6, вторичная обмотка 7 которого вьшолнена с отводами и через диод 8 и коммутатор 9 подключена к обкладкам конденсатора 2, а к разнополярным полюсам источника 1 питания подключены разноименные выводы обмоток 5 и 7. Второй вариант устройства, принципиальная схема которого приводится в описании изобретения, содержит тиристор, шунтирующий вторичную обмотку трансформатора в направлении тока заряда накопительного конденсатора, 2 с.п. ф-лы, 2 ил, i сл Фцг.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 Н 03 К 3 53

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ устранения обратного тока источника питания. Первый вариант устройства содержит источник l питания, конденсатор 2, диод 3, дроссель 4, первичную обмотку 5 трансформатора 6, вторичная обмотка 7 которого выполнена с отводами и через диод 8 и коммутатор 9 подключена к обкладкам конденсатора 2, а к разнополярным полюсам источника 1 питания подключены разноименные выводы обмоток 5 и 7. Второй вариант устройства, принципиальная схема которого приводится в описании изобретения, содержит тиристор, шунтирующий вторичную обмотку трансформатора в направлении тока заряда накопительного конденсатора, 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

Фиг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3725543/24-21 (22) 09.04.84 (46) 30.04.86. Бюл. 9 16 (71) Тольяттинский политехнический институт (72) С.В.Бердников (53) 621.376(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 492000, кл. Н 04 К 3/53, 1971. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

НАПРЯЖЕНИЯ ЗАРЯДА НАКОПИТЕЛЬНОГО КОНДЕНСАТОРА (ЕГО ВАРИАНТЫ) (57) Изобретение относится к импульсной технике, может быть использовано в системах заряда накопительных конденсаторов. Цель изобретения— повышение КПД вЂ” достигается путем

„„SU„„1228226 А 1

1228226 l0 l5

2К

U =Е

К+1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах заряда накопительных конденсаторов.

Целью изобретения является повышение КПД путем устранения обратного тока источника питания.

На фиг. 1 и 2 представлены принципиальные электрические схемы устройства для регулирования напряжения заряда накопительного конденсатора по первому и второму вариантам.

По первому варианту (фиг. 1) устройство содержит источник 1 питания, к полюсам которого подключена цепь из последовательно соединенных накопительного конденсатора 2, первого диода 3, дросселя 4 и первичной обмотки 5 трансформатора 6, вторичная обмотка 7 которого выполнена с отводами и через диод 8 и коммутатор 9 подключена к обкладкам конденсатора

2, причем к разнополярным полюс.ам источника 1 подключены разноименные выводы обмоток 5 и 7.

По второму варианту (фиг. 2) устройство содержит источник I питания, к полюсам которого подключена цепь из последовательно соединенных накопительногоконденсатора 2,первого диода 3, дросселя 4 и первичной об-. мотки 5 трансформатора 6, вторичная обмотка 7 которого через диод 8 подключена к обкладкам конденсатора 2, причем обмотка зашунтирована тиристором 10 в направлении тока заряда конденсатора 2, а к разнополярным полюсам источника 1 подключены разноименные выводы обмоток 5 и 7.

Устройство для регулирования напряжения заряда накопительного конденсатора (фиг. 1) работает следующим образом.

Пусть в исходном состоянии токи во всех цепях схемы отсутствуют, конденсатор 2 заряжен до заданного уровня, диод 3 заперт напряжением, равным разности напряжений конденсатора 2 и источника I,диод 8 заперт напряжением конденсатора 2. После разряда конденсатора 2 на нагрузку (не показана) под действием напряжения источника 1 открывается диод 3 и это напряжение оказывается приложенным к обмотке 5„

Напряжение вторичной обмотки 7, равное напряжению обмотки 5, умноженному на коэффициент передачи трансформатора 6, открывает диод 8, В цепи: обмотка 7 — диод 8 — конденсатор

2 — обмотка 7 создаются условия для протекания тока. Однако ток обмотки

7 должен быть равен току обмотки 5, деленному на коэффициент передачи трансформатора 6. Нарастание первичного тока ограничено дросселем 4.

В результате по обмоткам 5 и 7 протекают токи синусоидальной формы, заряжая конденсатор 2. Протекание зарядных токов прекращается, когда напряжение дросселя 4 изменяет знак и достигает напряжения Е источника !. Это происходит по достижении суммой напряжений конденсатора 2 и обмотки 5 величины, равной 2Е. Поскольку напряжение обмотки 5 есть напряжение конденсатора 2, деленное на коэффициент передачи трансформатора

6, то при изменении коэффициента К меняется и напряжение U заряда кон2 денсатора 2. Можно показать, .что напряжение U заряда конденсатора 2. и коэффициент К передачи трансформатора 6 связаны соотношением

По окончании протекания зарядных То ков диоды 3 и 8 запираются, процесс заряда заканчивается.

Ограничение пределов регулирования снизу обусловлено тем, что при напряжении U<, меньшем напряжения источника I, диод 3 не запирается по прекращении тока заряда и разность

I напряжений источника 1 и конденсатора 2 прилагается к обмотке 5, Под действием этого напряжения магнитопровод трансформатора 6 перемагничивается до насыщения, и через источник 1, обмотку 5 (обладающую малои индуктивностью, поскольку магнитопровод насыщен), дроссель 4, диод 3 и конденсатор 2 протекает ток, заря" жая конденсатор 2 до напряжения, большего напряжения источника 1. Поэтому коэффициент передачи трансформатора 6 при минимальном числе подключенных витков обмотки 7 следует выбирать равным единице. В этом случае конденсатор 2 заряжается до напряжения источника 1. Переключение отводов обмотки 7 с помощью коммутатора

9 в сторону увеличения числа витков приводит к увеличению напряжения заряда конденсатора 2.

1228226

Устройство по первому варианту (фиг. I) позволяет изменять напряжение заряда в пределах от Е до 2Е. Однако регулировка осуществляется при отключенной нагрузке, и, кроме того, затруднительно реализовать стабилизацию напряжения заряда при изменении напряжения источника !.

Устройство по второму варианту (фиг. 2) позволяет регулировать на- 10 пряжение заряда под нагрузкой и стабилизировать его при изменении напряжения источника l. Регулирование осуществляется изменением момента включения шунтирующего тиристора 10. 15

Включение тиристора 10 приводит к замыканию накоротко обмотки 7 трансформатора 6 и исключению его влияния на процесс заряда.

Устройство по фиг. 2 работает следующим образом.

B исходном состоянии токи во всех ветвях схемы отсутствуют, конденсатор 2 заряжен до заданного уровня, диод 3 заперт напряжением, равным 25 разности напряжений конденсатора 2 и источника 1, диод 8 заперт напряжением конденсатора 2, тиристор 10 закрыт. Коэффициент передачи трансформатора 6 равен единице. В момент времени t конденсатор 2 разряжается на нагрузку (не показана), передавая ей накопленную энергию, Под действием напряжения источника I диоды 3 и 6 открываются. По обмоткам

5 и 7 начинают протекать токи, заряжая конденсатор 2. Пока тиристор IO заперт, процесс заряда не отличается от процессов в устройстве по фиг. и заканчивается в момент вре— мени t, когда напряжение конденсатора 2 становится равным напряжению источника l ° Если в момент времени (между t, и t>) включить тиристор I О,,тем самым исключив влияние 45 трансформатора 6 на процесс заряда, то длительность зарядного тока увеличивается и конденсатор 2 заряжается до напряжения, большего напряжения источника 1. Процесс заряда прекращается, когда токи обмоток трансформатора 6 становятся равными нулю.

Тиристор 10 обесточивается и выключается. Разряду конденсатора 2 через обмотку 7 препятствует диод 8. На- 55 пряжение заряда конденсатора 2 возрастает по мере. уменьшения промежутка времени t -t . Максимальное на1 пряжение заряда происходит при включении тиристора 10 в момент времени t,.

Таким образом, изменяя момент включения тиристора 10, можно регулировать напряжение заряда конденсатора 2. Стабилизация напряжения. заряда может быть реализована введением зависимости момента включения тиристора 10 от напряжения источника I.

В качестве источника 1 могут быть использованы химические источники, электромашинные генераторы постоянного тока и источники переменного тока с выпрямителем.

Формула изобретения

1. Устройство для регулирования напряжения заряда накопительного конденсатора, содержащее источник питания, к полюсам которого подключена цепь из последовательно соединенных первичной обмотки трансформатора, первого диода и накопительного конденсатора, второй диод, соединенный последовательно с вторичной обмоткой трансформатора, выполненной с отводами, один из которых соединен с коммутатором, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения КПД, в цепь подключения последовательно соединенных первичной обмотки трансформатора, первого диода и накопительного конденсатора к полюсам источника питания введеи дроссель, причем последовательно соединенные второй диод и вторичная обмотка трансформатора подключены через коммутатор к обкладкам накопительного конденсатора, а к разнополярным полюсам источника питания подсоединены разноименные выводы обмоток трансформатора.

2. Устройство для регулирования напряжения заряда, накопительного конденсатора, содержащее источник питания,к полюсам которого подключена цепь из последовательно соединенных первичной обмотки трансформатора, первого диода и накопительного конденсатора, второй диод, соединенный последовательно с вторичной обмоткой трансформатора, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения КПД, оно содержит тиристор, шунтирующий вторичную обмотку трансформатора в направлении тока

1228226

Составитель М,Щедрин

Редактор И. Рыбченко Техред Г.Гербер Корректор В.Синицкая

Заказ 2295/56 Тираж 81б Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и огкрытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г„ Ужгород, ул. Проектная, 4 заряда накопительного конденсатора, а в цепь подключения последовательно соединенных первичной обмотки трансформатора, первого диода и накопительного конденсатора к полюсам источника питания введен дроссель, причем последовательно соединенные второй диод и вторичная обмотка трансформатора подключены к обкладкам накопительного конденсатора, а к раэнополярным полюсам источника питания подсоединены разноименные выводы обмоток трансформатора.