Устройство для заряда накопительного конденсатора

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах импульсного питания. Цель изобретения - повьшение надежности работы с одновременным снижением габаритов и массы устройства - достигается за счет снижения требований к объему и скорости вычислений величины зарядного тока. Устройство содержит управляемый источник 1 ступенчато нарастающего напряжения, накопительный конденсатор 2, датчик 3 напряжения , блок 4 согласования, блок 5 вычисления зарядного тока, датчик 6 времени, блок 7 задания токз заряда, сумматоры 8 и 9, элемент 10 выборкихранения, управляемый усилительный элемент 11, формирователь. Источник 1 § выполнен из формирователя 12 ступенчатого напряжения, датчика 13 напряжения и токозадающего управляющего элемента 14. Блоки 4 и 5 и датчик 6 (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК () 4 Н 03 К 3/53

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H д BTOPCHOlVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ii3fgp;(,,..

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 41 501 1 4/24-21 (22) 19. 11. 86 (46) 23.10.88. Бюл. Р 39 (71) Специализированное конструкторско-технологическое бюро твердотельной электроники с опытным производством

Института прикладной физики АН МССР (72) А.А.Пении и Е.В.Филиппов (53) 621. 373. 431 (088. 8) (56) Булатов О.Г. и др. Полупроводниковые зарядные устройства емкостных накопителей энергии. — N.: Радио и связь, 1986, с. 50, рис. 3.7.

Авторское свидетельство СССР

N - 1003313, кл. Н 03 К 3/53, 22.10.81. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА НАКОПИТЕЛЬНОГО КОНДЕНСАТОРА (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использова„„SU„„1432740 А1 но в системах импульсного питания.

Цель изобретения — повыщение надежности работы с одновременным снижением габаритов и массы устройства — достигается sa счет снижения требований к объему и скорости вычислений величины зарядного тока. Устройство содержит управляемый источник 1 ступенчато нарастающего напряжения, накопительный конденсатор 2, датчик 3 напряжения, блок 4 согласования, блок 5 вычисления зарядного тока, датчик 6 времени, блок 7 задания тока заряда, сумматоры .8 и 9, элемент 10 выборкихранения, управляемый усилительный элемент 11, формирователь. Источник 1 @ выполнен иэ формирователя 12 ступенчатого напряжения, датчика 13 напряжения и токозадающего управляющего элемента 14. Блоки 4 и 5 и датчик 6

1432740 длительность k-й где дС„ образуют систему 15 управления. За счет использования ряда аналоговых устройств изобретение позволяет провести коррекцию величины зарядного тока на каждой ступени при несравнимо

Изобретение относится к импульсной ! технике и может быть использовано, например, в системах импульсного питания.

Целью изобретения является повы шение надежности работы с одновре-! менным снижением габаритов и массы устройства за счет снижения требова ний;с объему и скорости вычислений величины зарядного тока. !

На фиг.1 приведена структурная электрическая схема устройства, на

1фиг.2 — эпюры, поясняющие его работу .

Устройство для заряда накопительного конденсатора содержит управляеьп1й источник 1 ступенчато нарастающего апряжения, первый выход которого ! соединен с накопительным конденсатоом 2 и датчиком 3 напряжения, блок 4

;согласования, первый вход и первый ыход которого соединены соответстенно с выходЬм и входом блока 5 вы числения зарядного тока, второй вход и выход — соответственно с выходом и входом датчика 6 времени, третий вь1ход соединен с управляющим входом источника 1 ступенчато нарастающего напряжения, блок 7 задания тока заряда, первый вход которого соединен с вторым выходом источника 1 ступенчато нарастающего напряжения, второй вход — с четвертым выходом, третий вход -"с пятым выходом, четвертый вход — с шестым выходом; пятый вход— с седьмым выходом блока 4 согласования, шестой вход — с выходом датчика 3 напряжения, первый выход — с третьим входом блока 4 согласования, второй выход — с токозадающим управляющим входом источника 1 ступенчато нарастающего напряжения. Блок 7 зада ния тока заряда содержит первый и второй сумматоры 8 и 9, элемент 10 выборки-хранения, управляемый усилименьшем объеме программ вычислений.

При этом основная доля программы вы" полняется блоком 5 или внешним вычислительным устройством. 1 з.п. ф-лы

2 ил. тельный элемент 11, управляющий вход которого соединен с третьим входом блока 7 задания тока заряда, выход— с первым входом первого сумматора 8, 5 вход — с выходом второго сумматора 9, .неинвертирующий вход которого соединен с первым входом блока 7 задания тока заряда, первый инвертирующий вход — с его вторьм входом, вто10 рой инвертирующий вход — с его первым выходом и выходом элемента 10 выборки-хранения, вход которого соединен с шестым входом блока 7 задания тока заряда, управляющий вход — с его пя1" тым входом, выход первого сумматора

8 соединен с вторым выходом блока 7 задания тока заряда, а второй вход— с его четвертым входом.

Управляемый источник 1 ступенчато20 нарастающего напряжения состоит, например, из формирователя 12 ступенчатого напряжения, датчика 13 напряжения и токозадающего управляющего элемента 14 ° Блоки 5 и 4 и датчик 6

25 образуют систему 15 управления.

Устройство работает следующим образом.

Предварительно в блок 5 вычисления

ЗО зарядного тока (микро-38M) вводят исходные данные и производят расчет длительности ступеней и зарядного тока на каждой ступени в соответствии с формулами

gt = t 0rk e m;

) mÐ +n +n-m

Л „-,, Ill k и, ) m +и +и-т

40 ступени;

1- ф Длител1ьность заряда

lI = 11 c Ë 1. — IIII II

1432740

dU

Зарядный шеи нем

П1 yer T U< р > заданное напряжение на накопительном конденсаторе; — значение ступени нап5 ряжения, которая принимается постоянной и известной с определенной точностью для конкретного источника 1; 1о — номер ступени, на которой устройство переходит из режима с постоянным током заряда в режим постоянной мощности за- 15 ряда. ток определяется соотногде С вЂ” величина накопительного конденсатора; коэффициент усиления усили 25 теля 11.

Все значения dt к и I хранятся в запоминающем устройстве, системы 15.

После этого на второй вход сумматора 8 с системы 15 управления через блок 4 согласования подается уровень напряжения, соответствующий току заряда на первой ступени (расчетное значение) I который с помощью то. коформирующего элемента 14 устанавливает ток заряда I, накопительного конденсатора .2 при подаче команды на формирователь 12 для формирования первой ступени напряжения О, =Ж „.

Конденсатор 2 начинает заряжаться, причем из-за различных погрешностей траектория заряда может пойти по одному из трех направлений: а,б,в (фиг.2). Желаемая траектория соответствует направлению б, когда в момент . задаваемый датчиком б времени, конденсатор 2 должен зарядиться до напряжения U . Таким образом, необходимо провести коррекцию величины зарядного тока. Для этого в сумматоре 9 формируется сигнал ошибки JU .между фактическим уровнем ступени

U„: „„,и расчетным значением U

1 где U q« и Uq ««поступают соответственно с датчика 13 и соответствующего выхода блока 4, Сигнал ошибки d U проходя через усилительный элемент 11 с предвари тельно установленным коэФфициентом усиления, формирует сигнал, соответствующий поправке по току заряда на первой ступени

Таким образом, на управляющий вход элемента 14 поданы два сигнала, которые обеспечивают желаемую траекторию заряда. Учитывая, что в реальных схемах имеются задержки и конечное время, при программном выполнении указанных команд при необходимости вводится поправка по времени, т.е.

РБ С

РХ = КБ. 7

3„4

Величина С „(д „ заранее известна и заранее закладывается в величину коэффициента усиления 7 ycuf лительного элемента 1.1.

В момент времени „ с блока 4 поступает команда на элемент 10 для

I запоминания напряжения на конденсаторе U,. Аналогично поступает команда на включение второй ступени напряжения и установки расчетного тока заряда I> элементом

Учитывая, что напряженке U, отличается от напряжения U из-за погрешности в установке зарядного тока, работы датчиков напряжения и т.п., сумматор на второй и последующих ступенях вырабатывает результирующий сигнал ошибки

Аналогично на выходе усилительного элемента 11 вырабатывается сигнал, соответствующий поправке по току заряда сРI g = с UgY и т.д. При достижении напряжением на конденсаторе заданного уровня U с блока 4 поступает команда на прекращение заряда.

После разряда конденсатора на нем остается некоторое напряжение

U«, которое поступает через элемент

10 на соответствующий вход блока 4.

В системе управления программно про. водится сравнение этой величины со списком значений расчетных напряжений ступеней формирователя 12 и по1432740 дается команда на включение ступени

>> i Б, далее процессы повторяются.

Таким образом, устройство позволяет за счет использования ряда ана5 логовых устройств провести коррекцию величины зарядного тока на каждой ступени при меньшем объеме программ вычислений блоком 5. Основная доля заложенной программы выполняется 10 блоком 5 или внешним вычислительным устройством предварительно, до нача-ла работы зарядного устройства.

Формула и э обретения!

1. Устройство для заряда накопительного конденсатора, содержащее управляемый источник ступенчато нарастающего напряжения, первый выход 20 ! которого соединен с накопительным

1 конденсатором и датчиком напряжения, блок согласования, первый вход и первый выход которого соединены соответственно с выходом и входом блока 25 вычисления зарядного тока„ второй ,:. вход и второй выход соединены соответственно с выходом и входом датчика времени, третий выход соединен с управляющим входом источника сту- а пенчато нарастающего напряжения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повыпения надежности работы с одновременным снижением габаритов и массы устройства, в него введен блок задания .тока заряда, первый вход которого соединен с вторым выходом источника ступенчато нарастающего напряжения, второй — пятый входы — соответственно с четвертым — седьмым выходами блока согласования, шестой вход блока задания тока заряда соединен с выходом датчика напряжения, первый выход блока задания тока заряда соединен с третьим входом блока согласования, второй выход — с токозадающим управляющим входом источника ступенчато нарастающего напряжения, 2 ° Устройство по пе1» о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок задания тока заряда содержит первый и второй сумматоры, элемент выборки-хранения, управляемый, усилительный элемент, управляющий вход которого соединен с третьим входом блока задания тока заряда, выход — с первым входом первого сумматора, вход — с выходом второго суьматора, неинвертирующий вход которого соединен с первым входом блока задания тока заряда, первый инвертнрующий вход — с его вторым входом, второй инвертирующий вход -с его первым выходом и выходом элемента выборки-хранения, вход которого соединен с шестым входом блска задания тока заряда, управляют% вход — с его пятым входом, выход первого сумматора соединен с вторым выходом блока задания тока заряда, а второй вход— с его четвертым входом.

1432740

Составитель А.Горбачев

Техред М.Дидык

Корректор Н. Король

Редактор О.Юрковецкая

Попписное

Тираж 929

ВПЫ1ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5362/53

1роизводственно- нлиграфическое предприятие, r. Ужгород, уп. Проектная, 4