Устройство для заряда емкостного накопителя энергии

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано , например, в высоковольтных генераторах источников тока. Цель изобретения - снижение массогабаритных показателей устройства. Устройство содержит блок 8 управления, обеспечивающий поочередную коммутацию управляемых ключей 6 и 7. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК щ)g Н 03 К 3/53

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И О ПОКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) .4602694/21 (22) 09. 11 ° 88 (46) 07.01.91. Бюл. 1» 1 (71) Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) А.В.Никитин, Л.З.Рогинская, В.И.01арабыров и P.Н.Иифтахов (53) 621.374(088.8) (56) Сборник Трудов ЛПИ, У 392, Л., 1983, с. 81, рис.1.

Кремниевые управляемые вентилитиристоры. Под ред. Лабунцова В.А, М, - Л., 1964, с.189, рис. 9.34..,80 ИВАГО А 1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА ЕИКОСТНОГО НАКОПИТЕЛ;1 311ЕРГИИ (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано, например, в высоковольтных генераторах источников тока. Цель изобретения — снижение массогабаритных показателей устройства. Устройство содержит блок Я управления, обеспечивающий поочередную коммутацию управляемых ключей 6 и 7. 2 ил.

3 1619380 4

Изобретение относится к импульс= ной технике и может быть использовано, например, в высоковольтных генераторах источников тока.

Целью изобретения является снижение массогабаритных показателей устройства.

На фиг.1 приведена электрическая структурная схема устройства; на 10 фиг.2 — эпюры, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит трансформатор

1, обмотка 2 которого соединена с входом выпрямителя 3, выход которого соединен с нагрузкой 4, нагрузка 5, первый 6 и второй 7 управляемые ключи, управляющие входы каждого из которых соответственно соединены с первым и вторым выходами блока 8 управления, первые выводы соединены с первой шиной 9 питания, к которой подключены аноды первого 10 и второго

11 диодов, катоды которых соответственно соединены с вторыми выводами 25 первого 6 и второго 7 управляемых ключей, индуктивный элемент 12, вторую шину 13 питания, первую 14 и вторуго 15 полуобмотки, трансформатора 1, первый вывод индуктивного элемента

12 соединен с вторым выводом первого .управляемого ключа 6 и началом первой полуобмотки 14 трансформатора 1., второй вывод — с вторым выводом второго управляемого ключа 7 и началом второй полуобмотки 15 трансформатора 1, концы которых объединены с второй шиной 13 питания. При настройке устройства необходимо чтобы резонанс1 ный контур, образованный индуктивностью индуктивного элемента 12 и распределенной емкостью трансформатора

1, был настроен на удвоенную частоту следования управляющих импульсов.

Устройство работает следующим об- 45 разом. 1абота устройства основана на использовании резонансного контура, r образованного емкостью С„ трансформатора 1 и индуктивностью (компенси50 рующей ) элемента 12 и индуктивностью рассеяния. трансформатора 1, собственная частота которого в два раза больше частоты импульсов управления ключами.

Импульсы управления U и U <„ сдвинутые на 180 эл.град., поступают на управляющие электроды ключей 6 и

7 и обеспечивают их проводящее состояние в 90 зл.град (фиг.2а,б). При поступлении импульса управления на ключ

7 он открывается 1 (фиг.2г),чем обеспечивается протекание тока по цепи, плюс источника питания — полуобмотка

15 трансформатора 1 — ключ 7 — минус источника питания. Кроме того, ток протекает по цепи плюс источники питания — полуобмотка 14 трансформатора

1 — индуктивность элемента 12 — ключ

7 — минус источника питания. Нарастание тока через элемент 12 ведет к отпиранию и момент времени tr обратного диода 10 (фиг.2в). Отпирание обратного диода 10 ведет к увеличению тока в полуобмотке 14 трансформатора 1, в то время как ток в индуктивности элемента 12 практически не изменяется, что приводит в момент времени С к запиранию обраного диода 10.

В момент времени снимается импульс управления с ключа 7 и ключ 7 закрывается (фиг.2г). Протекающие за промежуток времени t > — t в полуобмотках трансформатора 1 токи наводят

ЭДС во вторичной обмотке трансформатора (так как благодаря встречному включению полуобмоток наводимые в магнитопроводе магнитные потоки скла дываются) и протекает ток (фиг.2д) .

Одновременно происходит заряд емкостей С>

В промежуток времени t — t ключи

3 закрыты и происходит перезарядка ем1 костей Си через соответствующие полуобмотки трансформатора, токи при этом в полуобмотках и на вторичной стороне меняют свое направление на противоположное (фиг.2д ), что обеспечивает перемагничивание сердечника высоковольтного трансформатора 1.

В момент времени t импульсом управления П (фиг.2а) отпирается ключ

6 (фиг.?в), чем обеспечивается протекание тока по цепи плюс источник питания — полуобмотка 14 трансформатора — ключ 6 — минус источника питания. Кроме того, ток от источника протекает по цепи плюс источника питания — полуобмотка 15 трансформатораиндуктивность элемента 12 — ключ 6— минус источника питания. Нарастание тока через элемент 12 ведет к отпиранию в момент времени t - обратного диода 11 (фиг.2г) . В свою очередь отпирание обратного диода 11 ведет к увеличению тока в правой полуобмотке трансформатора .1, в то время как ток в элементе 12 практически не изй с !

Puz.2

161 меняется, что приводит в гламент времени t< к зап;гранию обратного диода 11 (фиг.2). В момент времени t снимается импульс vïðàâëåíèÿ с ключа 6 и последний закрывается; Протекающие за промежуток времени t — g в полуобмотках токи наводят.ЭДС во вторичной обмотке трансформатора 1 и протекает ток i .Îäíaâðåìåíêа заряжаются емкости С, перезаряд которых в прамеI жуток времени t 7 — t обеспечивает ток i в обмотке 2 трансформатора 1 (фиг.2д). В пальнейшем процесс работы устройства floBTopppTcH °

Таким образом, время между импульсами управления Uq и U q< равно периоду тока на вторичной стороне форматора. A достигаемое удвоение выходной частоты наряду с увеличением выходного напряжения позволяет при тех же массогабаритных показателях высоковольтного трансформатора передавать в нагрузку большую мощность.

Таким образом, без введения какихлибо новых элементов, а благодаря встречному включению полуобматок высоковольтного трансформатора при подключении компенсирующей индуктивнасти к началам первичных полуобиоток, а также ограничением проводимости до 90 эл.град и выбором параметров компенсирующей индуктивности обеспеI чивается снпже1пге массогабаритных показателей устройства.

Формула и з обретения

Устройство для заряда еикостного накопителя энергии, содержашее транс1р фориатор, первая обмотка которого соединена с входом выпрямителя, выход которого соединен с нагрузкой, первый и второй управляемые ключи, управлякгшие входы каждого из которых соответственно соединены с первым вторим вглходаии блока управления, первые выводы соединены с первой шиной питания, к которой подключены аноды первого и второго диодов, като20 ды которых соответственно соединены с вторыми выводаии первого и второго управляемых ключей, индуктивный эле-. мент, а т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижешгя иассогабаритных

25 показателей, первый вывод индуктивного элемента соединен с вторым выводам первого управляемого ключа и началом первой полуобмотки трансформатора, второй вывод — с вторым вывоgp дом управляемого ключа и началом второй полуобмотки трансформатора, концы которых объединены с второй шиной питания.