Устройство для заряда накопительного конденсатора

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для построения устройств электропитания мощных импульсных нагрузок. Целью изобретения является новышение надежности и расширение области применения за счет обеспечения возможности работы в условиях, где допускаются кратковременные сквозные токи через импульсную нагрузку. Цель достигнута за счет введения в устройство генератора 9 тактовых импульсов, элемента 10 задержки, блока 11 управления, датчика 6 напряжения, порогового элемента 13, дополнительного ключевого элемента 14, двух диодных ячеек 15, 16. В состав устройства входят также источник 1 питания, входной ключевой элемент 2, зарядный преобразователь 3, зарядный диод 4, наконительный конденсатор 5, разрядный коммутатор 7, импульсная нагрузка 8. Устройство может содержать формирователь 17 импульсов, с помониж) которого обеспечивается контроль предразрядных состояний. Введение дополнительной связи между выходом формирователя 17 импульсов и вторым входом элемента К) | задержки позволяет автоматизировать копт (Л роль предразрядных состояний элементов устройства без донолнительного генератора импульсов. 2 3. п. ф-лы, 1 ил. N3 05 со 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО! (ИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1269218 А1 л=-у (5!у 4 «» 03 К 3/53

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ц

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3768872/24-21 (22) 25.07.84 (46) 07.11.86. Бюл. № 41 (72) Т. Л. Болюх, «О. И. Конан, Б. А. Константинов, Л. Е. Ломоносов, С. Й. Сапожников и В. Р. Чорба (53) 621.32,064(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 651462, кл. Н 03 К 3/53, 27.10.77.

Авторское свидетельство СССР № 785966, кл. «» 03 К 3/53, 05.07.79. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА HAKO-!

1È 1 ЕЛ БНОГО КОНДЕНСАТОРА (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для построения устройств электропитания мощных импульсных нагрузок. Целью изобретения является повышение надежности и расширение области применения за счет обеспечения возможности работы в условиях, где допускаются кратковременные сквозные токи через импульсную нагрузку. Цель достигнута за счет введения в устройство генератора 9 тактовых импульсов, элемента 10 задержки, блока 11 управления, датчика 6 напряжения, порогового eлемента «су, дополнительного ключевого элемента 14, двух диодных ячеек 15, 16. В состав устройства входят также источник питания, входной ключевой элемент 2, зарядный преобразователь 3, зарядный диод 4, накопительный конденсатор 5, разрядный коммутатор 7, импульсная нагрузка 8. Устройство может содержать формирователь 17 импульсов, с помощьк> которого обеспечивается контроль иредразряди ы х состояний. Введение дополн ител гпюй связи между выходом формирователя 17 импульсов и вторым входом элемента !О у задержки позволяет автоматизировать контроль предразрядных состояний элементов устройства без дополнительного генератора импульсов. 2 в. и. ф-лы, 1 ил. С

1269218

Изобрст(. ни(. От нос и I.ся к и м пнл ьс нои технике и может быть использовано для 110строения устройств электр<и!итания мопц)ых и м и у;1 ь с (ы х «13 Г р V;3 o K .

1 (Jl b изобрСТС НИ>! I!OBbl Ill(. н И(:I BJEC>Kности и раси(ир HHH области применения за сч T возможности работы в ус.!овиях, где

JoIIvcKBK)TcsI кратковременные сквозные токи через импульснук> нагрузку.

1 а 1(. pT(æ< I I p(дст а Б 1(El(I (() v H Kits!0 II 3JI hH E1H CX(>M B УСТРОйСТВ3. ,) СТPOHCTBO ДЛ и 3 3 РЯДКИ 113 KOIIHT(Л ЬН01 О конденсатора содержит источник питания, первый выход которого через Входной ключевой элемент 2, и второй выход непосредственно подклк)чен к входу зарядного преобразователя 3, первый выход которого <еp(.3 зарядный ди Од 4, 11 Второй Выход tl cl loсредственно подкл!очсны к обкладкам накоl1HT(.льноп) кондснсатора ), 113pаллельно

KOTOPOM y ВКЛК) СH ДВТЧ HK (> I!BI! РЯ Ж(. и И Я И последовательная цепочка из разрядног0 коммутатора 7 и импульсной 113 ãðóç êè <3, первый вывод которои подключеп к второму в ь! х Одх 3 а р я. 1 E I o I 0 I I p (. o () p 3:10 В 3 г (. л я 3, Г е н (. ратор 9 тактовых импульсов, но(KJEI<>MICH!II>IH своим выходом к Входу элемента 10 задержки, блок 11 управления, выход которого подКЛ К) 1СН К У ПР(!ВЛЯК)(ЦСМУ BXO>(V 33PHÄÍOÃO

Ilpcot5p330t33TcJ1H 3, и и< (BIO>1>, входv () JIOKB 1 управления подключен информа!.ионный выход датчика 6 напряжения, пст(>Яник 12 напряжения, поро.овый элемент !3 и дополнительный ключсвои элемент 1- соединены последовательно и подключены параллельно зарядному диоду 4, первый информациоН выход порогового элсме(гга 13 подключен к управ.!я10!цсму входу входного клк>чевого элемента 2, диодные ячейки 15 и !6, первая из которых включена мс жду Выхо;(ом элсM(.EIT3 0 задержки и Вторым ВходОМ блок(1 1! управления, а вторая между Выходом генератора 9 тактовых импульсов и управляющим Входом разрядного коммутатора 7, втОрой информа пион ный выход 110pol oBDI o элемента 13 подключен к управляюп(им входам диодных ячеек 15 и 16, при этом в устройство введен формирователь 17 импульсов, вход которого подключен к информационному выходу датчика 6 напряжения, а выход-К У IIPBBJIЯIОП(ЕMV ВХОДУ ДОПОЛНИТ<,1ЬНОГО ключсвогo элемента !4 и обьединен дополните>льнь<м ВыходОМ элсмснта 10 33,".<сp>Kки.

Устройство работает следующим образс>м.

Г!о сигналу с генератора 9 тактовых импульсов, прошедшему через эг!смснт !О задержки с задержкой на время ! и нервуK) диодную ячейку 15, блок 11 управле (ия начинает генерировать сигналы управления зарядным преобразователем 3, последний вклк>чается и зарядка накопительного конденсатора 5 происходит от источника 1 питания через замкнутый вход)гой ключевой элемент 2, зарядный преобразователь 3 и

3apsIJIHbIH диод 4. Когда напряжение на накопительном конденсаторс 5 достигает за5

1О ! > >(у

4()

4>

55 данного значения, с информационного выхоfl3 датчика 6 напряжения на первый вход блока 11 управления поступает сигнал, прекращающий генерацию импульсов управления, зарядный преобразователь 3 прекращает свою работу и зарядный процесс прекращается (происходит отсечка напряжения накопительного конденсатора) . !

1î сигналу с генератора 9 тактовых импульсов, прошедшему через вторую диоднуlo ячейку 16, вклк)чается разрядный коммутатор 7 и происходит разряд накопительного конденсатора 5 на импульсную нагрузку 8.

Этот же сигнал генератора 9 тактовых HMпульсов, задержанный на время Г1, достаточное для восстановления диэлектрической прочности разрядного коммутатора, вновь включает в работу блок 11 управления и проЦСССЫ IIOBTOPSIK)TCSE.

МсждУ мом(1!TOM (>1 ссч ки 113 IIPH>K< IIHH накопительно! о к )H1LIlcBTopB и моментам с го разряда необходимо выдержать предЗаpЯДНую Наyзу Т K !I" Жну!О Д;1Я КОМН(>НсаТ (I I Jl O B Î H I I (. C T 3 á H J I b H 0 C T H 5 C T p 0 H C T 13 3 .

Во время этой паузы:>арядный диод 4 при нормальной работе у..тройства находится в закрытом состоянии. Если Ilo каким-либо причинам по д<>стижении заданного напряжения накопительным конденсатором orce«ки не произойдет (HBllpHM(. система управления будет в) .(ючена вновь из-за помехи), то накопитсльныи конденсатор за время Г-, может персзарядиться до недопустим<>го уровня, что приведет к аварии устройства нри последующем разрядном процессе.

Е3 предлаг(ЬСMOM у тройствс аварийная ситуация можег быть выявлена путем подачи сигналы управления от дополнитель<оãî генератора импульсoB (не показан) <а управляющий вход дополнитслы!ого ключеи>гO элемента 14 нспосрсдстBc Híî после !

11) Охожд(.11; и ал 3 на Отс(. ч ку 1! а п р s1жс—

ННH. Если отсечки ll(произоп(ло, т0 зарядный диод 4 находится в открытом состоянии, 3 следовательно, цепь источник 12 напряжения пороговый элемент 13 — замкнутый дополнительнь<й ключевой элемент 14 BBMKнута через зарядный диод 4, и íа управляющих входах входного ключевого элемента - и диодных ячссK 15 и 15 появится сигнал с информационных выходов порогового элемента 13. Входной ключевой элемент 2 разорвет цепь питания устрочства, и диодные ячейки блокируют прохождение дальнейших cHI палов управления устройстВ<>.1, что предотвратит дальнейший псрезаряд и последук)щий разряд накопительного конденсатора и даст .игнал об аварийной ситуации в системах устройства.

После разряда накопительного конденсатора 5 перед подачей сигнала о начале следующего цикла заряда следует выдержать время 71 для восстановления диэлектрйческой прочности разрядного коммутатора 7. Если по каким-либо причинам (тепловая перегрузка, воздействие помех и т. и.) 1269218

10

Формула изобретения

55 диэлектрическая прочность коммутатора за время паузы Тг не восстановилась, то при очередной подаче с блока 11 управления сигналов управления импульсная нагрузка 8 окажется в стационарном режиме, что может привести к выходу из строя как импульсной нагрузки, так и всего устройства (например, в случае зарядки накопительного конденсатора с постоянным отбором мощности от источника 1 питания).

В предлагаемом устройстве аварийная ситуация может быть выявлена также путем подачи сигнала управления от дополнительного генератора импульсов (не показан) на управляющий вход дополнительного ключевого элемента 14 через промежуток времени Т (Тг(Ti) после прохождения сигнала на включение разрядного коммутатора 7, при этом время At = Тг — -Т соизмеримо с временем включения доиолнительногo ключевого элемента !4 и составляет единицы или десятки мкс. Если не произошло восстановления диэлектрической прочности разрядного ключевого элемента 7, то цепь источник 12 напряжения — пороговый элемент 13 — — замкнутый дополнительный ключевой элемент 14 замкнется через разрядный коммутатор 7, импульсную нагрузку 8 и выходные цепи разрядного преобразователя 3 (зарядный диод 4 в описываемый момент времени находится в закрытом состоянии).

На унравлягощих входах входного ключевого элемента 2 и диодных ячеек 15 и 16 появится сигнал с информационных выходов порогового элемента 13. Входной ключевой элемент 2 разорвет цепь питания устройства, а диодные ячейки блокируют прохождение дальнейших сигналов управления, что предотвратит аварийную ситуацию в системах устройства.

При работе устройства с автоматическим контролем наличия отсечки напряжения и ирсдзарядной и аузы после каждого цикла работы сигнал с информационного входа датчика 6 напряжения поступает на вход формирователя 17 импульсов и с его выхода с задержкой на время Тз<<Т (время Тг соизмеримо с временем закрытия зарядного диода 4) поступает на управляющий вход дополнительного ключевого элемента 14.

Далее (в случае аварийной ситуации) происходит разрыв питания и блокировка импульсов управления описанным образом.

При работе устройства с автоматическим контролем как наличия отсечки, так и восстановления диэлектрической прочности разрядного коммутатора 7 с второго выхода элемента 10 задержки иа управляющий вход дополнительного ключевого элемента 14 поступает сигнал генератора 9 тактовых импульсов, задержанный на время Тг(Ть

Далее (в случае, если диэлектрическая прочность разрядного коммутатора 7 не восстановилась) происходит разрыв питания и блокировка импульсов управления описанным

50 образом. При этом контроль наличия отсечки происходит аналогично описанному.

По сравнению с известным предлагаемое устройство может иметь в своем составе зарядный преобразователь и импульсную нагрузку практически любого из существующих типов.

Кроме того, предлагаемое устройство предотвращает аварийную перезарядку накопительного конденсатора и не допускает даже кратковременный стационарный режим импульсной нагрузки.

1. Устройство для заряда накопительного конденсатора, содержащее шины источника питания, из которых первая через входной ключевой элсмент, а вторая нлгосредствегггго подключены к входам зарядного преобразователя, первый выход которого через зарядный диод в прямом включении, а второй выход непосредственно подключены к обкладкам накопительного конденсатора, разрядный коммутатор и импульсную нагрузку, соединенные последовательно и подсоединенные параллельно накопительному конденсатору, дополнительный источник напряжения, ит,ггггчающеегя тем, что, с целью повышения надежности и расширения области применения за счет возможности работы в условиях, где допускаются кратковременные сквозные токи через импульсную нагрузку, в него введены генератор тактовых импульсов, элемент задержки, блок управления, датчик напряжения, пороговый элемент, дополнительный ключевой элемент, две диодные ячейки, ири этом параллельно накопительному конденсатору подключен датчик напряжения, информационный выход которого подключен к управляющему входу блока управления, выход которого подсоединен к управляющему входу зарядного преобразователя, а выход генератора тактовых импульсов подключен через последовательно соединенные элемент задержки и первую диодную ячейку к входу блока управления и через вторую диодную ячейку к управляющему входу зарядного коммутатора, п р и этом первый вывод допол интел ьного источника напряжения соединен с анодом зарядного диода, второй вывод — с первым входом порогового элемента, второй вывод которого подключен к катоду диода через дополнительный ключевой элемент, первый информационный выход соединен с управляющим входом входного ключевого элемента, а второй информационный выход подключен к управляющим входам обеих диодных ячеек.

2. Устройство ио п. 1, отличающееся тем, что в него введен формирователь импульсов, при этом информационный выход датчика

1269218 (л)стг)в!!тель 11. Мг)ркин

Тсхрс.! И. Ворсе Корректор Л ()бруч!!р

1 ираж 816 l)одниснцс

ВНИИГ1И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Реда кто р С. 1!е к а р ь

Заказ 6043/55 напряжения соединен с входом формирователя импульсов, выход которого соединен с управляю(цим входом дополнительного ключевого элемента.

3 Устройство по llll. и 2, отлиииюи4есс» т(м, что дополнительный выход элемента задержки подсоединен к управляющему в.(оду дополнит(льного клк!чевого элемента.