Система заряда накопительного конденсатора

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано например , в устройствах генерирования мощных импульсов тока. Цель изобретения - повышение КПД при одновременном повышении надежности работы системы заряда накопительного конденсатора Поставленная цепь реализуется за счет выполнения накопительного элемента в виде одного конденсатора 9, а не разделенного на отдельные секции при обеспечении многоступенчатого циклического заряда конденсатора 9 через диоды 8, 12, 11. 10. 13 и 15 19 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s H 03 К 3/53

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .. ::

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ы (21) 4690493/21 (22) 10.05.89 (46) 15,11.91. Бюл. М 42 (72) А.Г.Николаев, Н.А.Шумаков и А.В.Гаев (53) 621.378.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

hb 1405103, кл. Н 03 К 3/53, 07,07.88.

Патент США М 3259830, кл. 321-15, 1966. (54) СИСТЕМА ЗАРЯДА НАКОПИТЕЛЬНОГО КОНДЕНСАТОРА

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах генерирования мощных импульсов тока.

Цель изобретения — повышение КПД при одновременном повышении надежности работы системы заряда накопительногоконденсатора.

На фиг.1 приведена структурная электрическая схема предлагаемой системы; на фиг.2-19 — эквивалентные схемы отдельных электрических цепей системы.

Система .заряда накопительного конденсатора содержит трехфазный источник 1 питания с первой, второй и третьей выходными шинами 2, 3 и 4. Первая выходная шина 2 йсточника 1 питания подключена к первой обкладке первого конденсатора 5, вторая выходная шина 3 — к первой обкладке второго конденсатора 6, а третья выходная шина 4 — к первому выводу линейного дросселя 7; Второй вывод первого конденсатора 5 соединен с анодом первого диода

8, катод. которого соедийен с первой обклад;„, Я „„1691935 А1 (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано, например, в устройствах генерирования мощных импульсов тока. Цель изобретения — повышение КПД при одновременном повышении надежности работы системы заряда накопительного конденсатора, Поставленная цель реализуется эа счет выполнения накопительного элемента в виде одного конденсатора 9, а не разделенного на отдельные секции при обеспечении многоступенчатого циклического заряда конденсатора 9 через диоды 8, 12, 11, 10, 13 и 15. 19 ил. кой третьего конденсатора 9 и катодом второго диода 10. Анод диода 10 соединен с второй обкладкой второго конденсатора 6 и катодом третьего диода 11, анод которого соединен с анодом четвертого диода 12. Катоддиода 12 соединен с анодом первого диода 8. В состав системы входят также пятый диод 13, анод которого соединен с катодом шестого диода 14, анодом соединенного с второй обкладкой третьего конденсатора 9, седьмой диод 15, четвертый и пятый конденсаторы 16 и 17. Второй вывод линейного дросселя 7 соединен с анодом четвертого диода 12 и через четвертый конденсатор 16 с катодом первого диода 8, а первый вывод линейного дросселя 7 через пятый конденсатор 17 — с анодами пятого и седьмого диодов 13 и 15. Катод седьмого диода 15 соединен с первой обкладкой первого конденсатора 5. Катод пятого диода 13 соединен с первой обкладкой второго кон- денсатора 6.

Система заряда накопительного конденсатора работает следующим образом.

1691935

Пусть в исходный момент времени напряжение на выходных шинах 2 и 4 источника 1 равно нулю, а затем начинает возрастать по абсолютной величине; причем положительный потенциал приложен к шине 4. При этом линейные напряжения шин 2 и 3, 3 и 4 равны по абсолютной величине, но линейное напряжение шин 2 и 3 имеет отрицательное, а шин 3 и 4 — положительное значения.

Для наглядности объяснения циклического изменения структуры системы в процессе заряда конденсатора 9 электромагнитные процессы на отдельных временных интервалах иллюстрируются фра гмента ми схем. П р и этом необходимо учитывать, что емкости конденсаторов 5, 6, 16 и 17 выбраны одинаковыми, а емкость конденсатора 9 значительно больше. Так как электромагнитные процессы в рассматриваемой схеме существенно нелинейны, а структура цепей заряда многократно изменяется, рассмотрим, в основном, их качественную картину, Считаем, что в исходном состоянии все конденсаторы разряжены.

В устройстве можно выделить три группы каналов;

1) каналы передачи. энергии от источника в конденс.аторы 5, 6, 16 и 17;

2) каналы передачи энергии от источника, конденсаторов 5, 6, 1I 6 и 17 в заряжаемый конденсатор 9;

3) каналы передачи энергии от конденсаторов 5, 6, 16 и 17 в заряжаемый конденсатор 9, Через каналы первой группы по цепям согласно фиг.2-7 осуществляется заряд конденсаторов 17, 5 и 6 от источника 1 в установившемся режиме до амплитудного значения линейного напряжения источника

1, а конденсатора 16 — до удвоенного амплитудного значения линейного напряжения источника 1.

Через каналы второй группы по цепям согласно фиг.8 — 15 осуществляется передача энергии от источника 1 и конденсаторов

5, 6, 16 и 17 в заряжаемый конденсатор 9, Передача энергии через каналы согласно фиг.8 и 9 осуществляется до тех пор, пока напряжение на конденсаторе 9 не достигнет амплитудного значения линейного напряжения источника 1, Передача энергии через каналы согласно фиг.1 0 и 11 осуществляется до заряда конденсатора 9 до удвоенного амплитудного значения линейного напряжения источника 1. Передача энергии через каналы согласно фиг,12-15 осуществляется до тех пор, пока напряжение на конденсаторе 9 не достигнет утроенного амплитудного значения линейного напряжения источника 1.

Кроме того, через каналы третьей группы по цепям согласно фиг.16-19 осуществ=

5 ляется передача энергии от конденсаторов

5, 6, 16 и 17 в заряжаемый конденсатор 9.

Передача энеогии через каналы согласно фиг. 16-18 осуществляется на временном интервале, пока конденсатор 9 не зарядится

10 до амплитудного значения линейного напряжения источника 1, а через канал согласно фиг.8 — на временном интервале до заряда конденсатора 9 до утроенного значения линейного напряжения источника 1.

15 В процессе заряда конденсаторов 5, 6, 16 и 17 и передачи энергии в заряжаемый конденсатор 9 (при работе первой и второй

rpynn каналов) загружены все три фазы источника 1 (при соединении обмоток источни20 ка 1 по схеме треугольника), что практически исключает несимметрию токов фаз источника, все три линии нагружаются одинаково, поэтому мощность несимметрии фазовых токов источника и мощность искажений ис25 точника близки к нулевому значению, В результате протекания тока источника по рассмотренным каналам через конденсатор 9 напряжение на его обкладках увеличивается. Передача энергии в конден30 сатор 9 осуществляется (с разделением по уровням) по двенадцати каналам: до напряжения, равного амплитудному значению линейного напряжения источника 1, — через каналы согласно фиг.8, 9, 16, 35 17и18; до напряжения, равного удвоенному амплитудному значению линейного напряжения источника 1, — через каналы согласно фиг.10 и 11;

40 до напряжения, равного утроенному амплитудному значению линейного напряжения источника 1. — через каналы согласно фиг.12, 13, 14, 15 и 19.

Таким образом, в случае заряда конден45 сатора 9 от источника 1 через выпрямительно-умножительный агрегат, выполненный согласно фиг.1, при том же выходном напряжении, что и в базовом объекте-прототипе, отпадает надобность в выполнении конден50 сатора 9 в виде двух конденсаторов, число вентилей сокращается, а потери в системе уменьшаются.

Формула изобретения

Система заряда накопительного кон55 денсатора, содержащая трехфазный источник питания с первой, второй и третьей выходными шинами, первая выходная шина которого подключена к первому выводу первого конденсатора, вторая выходная шина— к первому выводу второго конденсатора, 1691935 третья выходная шина — к первому выводу линейного дросселя, второй вывод первого конденсатора соединен с анодом первого диода, катод которого соединен с первым выводом третьего конденсатора и катодом второго диода, анод которого соединен с вторым выводом второго конденсатора и катодом третьего диода, анод которого соединен с анодом четвертого диода, катод которого соединен с анодом первого диода, пятый диод, анод которого соединен с катодом шестого диода, анод которого соединен с вторым выводом третьего конденсатора, седьмой диод, четвертый и пятый конденса торы, отличающаяся тем, что, с целью повышения КПД при одновременном повышении надежности ее работы, второй вывод

5 линейного дросселя соединен с анодом четвертого диода и через четвертый конденсатор с катодом первого диода, первый вывод линейного дросселя соединен через пятый конденсатор с анодами пятого и седьмого

10 диодов, катод седьмого диода соединен с первым выводам первого конденсатора, катод пятого диода соединен с первым выводом второго конденсатора.

1691935 авиа. 10

Фиг f2

9ис. М

ФУГ И

ФиГ 13

1691935

Составитель А,Горбачев

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор M.Øàðoøè

Редактор А.Л ежнина

Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3933 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5