Стабилизированный импульсный источник питания

 

Изобретение относится к электроэнергетике , в частности к созданию высоковольтных импульсных источников питания, работающих от индуктивного накопителя энергии. Цель изобретения - повышение коэффициента использования индуктивного накопителя и уменьшение массогабаритных показателей . В источнике питания, содержащем источник 1 постоянного тока, переключатель 2, индуктивный накопитель 3, нагрузку 4, трансформаторы 5 тока, конденсаторы 6, первый диод 7, для достижения цели индуктивный на1сопитель вьтолнен многоступенчатым. Кроме того, источник содержит датчик 10 напряжения, элемент 11 сравнения, формирователь 12 импульсов с управляющими входами ключей 8. Существенный выигрыш устройства достигается за счет отсутствия в предлагаемом источнике конденсаторов и индуктивности выходного C-L-C-фильтра, Конденсаторы , обеспечивакяцие искусственную коммутацию тиристоров предлагаемой схемы, имеют габариты и массу значительно меньшие по сравнению с конденсаторами выходного фильтра прототипа 1 ил. с 5 (Л

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (111 (б11 4 Н 03 К 3/53

g(" 11qэ-..- 1 g

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3735015/24-21 (22) 27 ° 04.84 (46) 15.08.87. Бюл, У 30 (71) Московский энергетический институт и Институт высоких температур

АН СССР (72) Б.Н.Сергеенков, О.В.Баврин, В.С.Шейнкман и О.В.Попков (53) 621.373(088.8) (56) Патент США В 4034222, кл. Н 02 М 2/00, 1978.

Авторское свидетельство СССР

9 510773, кл, Н 03 G 11/00, 1973. (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ИМПУЛЬСНЫЙ

ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ (57) Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к созданию высоковольтных импульсных источников питания, работающих от индуктивного накопителя энергии. Цель изобретения — повышение коэффициента использования индуктивного накопителя и уменьшение массогабаритных показателей. В источнике питания, содержащем источник 1 постоянного тока, переключатель 2, индуктивный накопитель 3, нагрузку 4, трансформаторы 5 тока, конденсаторы 6, первый диод 7, для достижения цели индуктивный накопитель выполнен многоступенчатым. Кроме того, источник содержит датчик 10 напряжения, элемент 11 сравнения, формирователь 12 импульсов с управляющими входами ключей 8. Существенный выигрыш устройства достигается за счет отсутствия в предлагаемом источнике конденсаторов и индуктивности выходного С-L-С-фильтра. Конденсаторы, обеспечиваюп(ие искусственную коммутацию тиристоров предлагаемой схемы, имеют габариты и массу значительно меньшие по сравнению с конденсаторами выходного фильтра прототипа 1 ил.

133072

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к созданию высоковольтных импульсных источников питания, работающих от индуктивного

5 накопителя энергии. .Цель изобретения — повышение коэффициента использования энергии индуктивного накопителя и уменьшение массогабаритных показателей. 10

На чертеже представлена электрическая принципиальная схема устройства.

Стабилизированный импульсный источник питания содержит источник 1 посто-15 янного тока, который через переключатель 2 подсоединен к индуктивному накопителю 3, вход переключателя 2 соединен с первым выводом нагрузки 4, трансформаторы 5 тока, конденсато- 20 ры 6, первый диод 7.

Индуктивный накопитель выполнен многоступенчатым, последняя высшая ступень его соединена через последовательно соединенные анод-катод клю- 25 ча 8 (выполненного на тиристоре) и первичную обмотку трансформатора 5 тока с вторым выводом нагрузки 4, каждая более низшая ступень индуктивного накопителя 3 соединена через по- 30 следовательно соединенные анод-катод ключа 8, конденсатор 6, шунтированный переходом анод-катод первого диода 7 и последовательной цепью вторичной обмотки трансформатора 5 тока с включенным в том же направлении, что и первый, вторым диодом 9, первичную обмотку предыдущей более низшей ступени трансформатора 5 тока с вторым выводом нагрузки 4, которая подключе- 40 на через последовательно соединенные датчик 10 напряжения, элемент 11 сравнения и формирователь 12 импульсов с управляющими входами ключей 8.

Устройство работает следующим об- 45 разом.

Индуктивный накопитель предварительно заряжается от источника 1 постоянного тока. При разрыве цепи источник 1 постоянного тока — индуктив50 ный накопитель 3 с помощью переключателя 2 и включении ключа 8-1 ток индуктивного накопителя 3 проходит через нагрузку 4. При этом через трансформатор 5-1 тока и второй диод 9-1

55 заряжается конденсатор 6-1.

При уменьшении тока нагрузки 4 до заданного значения сигнал, пропорциональный току нагрузки 4 с выхода дат9

2 чика 10 напряжения, сравнивается с током уставки на элементе 11 сравнения. При этом выходной сигнал его поступает в формирователь 12 импульсов, который подает импульс управления на включение ключа 8-2 более низшей ступени, при включении которого конденсатор 6-1 разряжается через контур тиристор 8-1 — обмотка А- — тиристор 8-2 — конденсатор 6-1. Ток в тиристоре 8-1 уменьшается до О, и при этом происходит запирание этого тиристора, В течение интервала времени, когда ток этого тиристора 8-1 быстро уменьшается, происходит передача электромагнитной энергии из контура обмотки индуктивного накопителя энергии между точками А и В в контур остальной части обмотки между точками

В-Е. При этом ток в обмотке В-Е возрастает. После того, как тиристор 8-1 запирается, ток индуктивного накопителя поступает в нагрузку через тиристор 8-2, диод 7-1 и первичную обмотку трансформатора 5-2 тока. При этом заряжается через второй диод 92 конденсатор 6-2. После снижения тока в нагрузке 4 до заданного значения открывается тиристор 8-и. При этом конденсатор 6-2 разряжается через контур: тиристор 8-n — обмотка

В-С вЂ” тиристор.8-2 — конденсатор 61 — конденсатор 6-2. При уменьшении тока в тиристоре 8-2 до нуля происходит эапирание этого тиристора. Электромагнитная энергия части обмотки ВС при уменьшении в ней тока передается в обмотку С-Е индуктивного накопителя. Ток в обмотке С-Е при этом увеличивается. Аналогичным образом после уменьшения тока нагрузки до заданного значения включается тиристор 8-(и+1), при включении которого происходит разряд конденсатора б-п, предварительно заряженного от вторичной обмотки трансформатора 5-и тока через второй диод 6-п и запирание тиристора 8-и. Ток в нагрузку 4 после запирания тиристора 8-п поступает через тиристор 8-(n+1) и первый диод

7-п, шунтирующий конденсатор 6-п. При последовательном, поочередном включении тиристорных ключей 8-1> 8-2,..., 8-(n+ 1) в моменты времени, соответствующие уменьшению тока нагрузки 4 до заданного значения, происходит возрастание тока нагрузки в течение интервалов времени, соответствующих

1330729 спаду тока в отключаемых частях обмотки индуктивного накопите— ля 3.

Составитель В.Чижиков

Редактор Н.Киштулинец Техред И.Верес Корректор А.Тяско

Заказ 3591/55 Тираж 901 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

По сравнению с прототипом предла5 гаемый источник обладает рядом преимуществ. Если принять одинаковой начальную энергию индуктивных накопителей энергии предлагаемого источника энергии и прототипа и допустить энергии накопителей, остающиеся неиспользованными, равными 257. начальной энергии, то начальный ток накопителя 3 прототипа в 2 раза больше тока нагрузки. В предлагаемом источнике ток накопителя 3 и ток нагрузки 4 равны друг другу. При равной амплитуде пульсаций выходного напряжения тиристорные ключи предлагаемого источника имеют массогабаритные показатели примерно в 1,5 раза меньше по сравнению с прототипом. Кроме того, существенный выигрьпп достигается за счет отсутствия в предлагаемом источ- 5 нике конденсаторов и индуктивности выходного С-L-С фильтра. Конденсаторы, обеспечивающие икусственную коммутацию тиристоров предлагаемой схемы, имеют габариты и массу значитель — З0 но меньшие по сравнению с конденсаторами выходного фильтра прототипа, которые для источников мощностью порядка 100 10 Вт в импульсе имеют

6 массу в несколько сотен килограмм.

Формула изобретения

Стабилизированный импульсный источник питания, содержащий источник постоянного тока, который через выключатель подсоединен к индуктивному накопителю, вход ключа соединен с первым выводом нагрузки, трансформаторы тока, конденсаторы, первый диод, отличающийся тем, что, с целью повьппения коэффициента использования энергии индуктивного накопителя и уменьшения массогабаритных показателей, в нем индуктивный накопитель выполнен многоступенчатым, последняя высшая ступень его соединена через последовательно соединенные анод-катод ключа и первичную обмотку трансформатора тока с вторым выводом нагрузки, каждая более низшая ступень индуктивного накопителя соединена через последовательно соединенные анодкатод соответствующего ключа, конденсатор, шунтированный переходом анодкатод первого диода и последовательной цепью вторичной обмотки трансформатора тока с включенным в том же направлении, что и первый, вторым диодом, первичную обмотку трансформатора тока предыдущей более низшей ступени с вторым выводом нагрузки, которая подключена через последовательно соединенные датчик напряжения, элемент сравнения и формирователь импульсов с управляющим входом ключей.