Устройство заряда накопительного конденсатора



Устройство заряда накопительного конденсатора
Устройство заряда накопительного конденсатора

 

H03K3/53 - Импульсная техника (измерение импульсных характеристик G01R; механические счетчики с электрическим входом G06M; устройства для накопления /хранения/ информации вообще G11; устройства хранения и выборки информации в электрических аналоговых запоминающих устройствах G11C 27/02; конструкция переключателей для генерации импульсов путем замыкания и размыкания контактов, например с использованием подвижных магнитов, H01H; статическое преобразование электрической энергии H02M;генерирование колебаний с помощью схем, содержащих активные элементы, работающие в некоммутационном режиме, H03B; импульсная модуляция колебаний синусоидальной формы H03C;H04L ; схемы дискриминаторов с подсчетом импульсов H03D;

Владельцы патента RU 2549164:

Открытое акционерное общество "Енисейгеофизика" (RU)

Изобретение относится к устройствам заряда емкостных накопителей электрической энергии, широко используемых в импульсной технике, и может быть использовано для «медленного» заряда конденсатора емкостного накопителя электрической энергии от источника тока ограниченной мощности. Технический результат заключается в повышении КПД и сокращении времени заряда накопительного конденсатора. Устройство содержит источник постоянного напряжения и трансформатор тока, первый вывод вторичной обмотки которого подключен к первому электроду накопительного конденсатора, а второй электрод накопительного конденсатора подключен ко второму выводу вторичной обмотки трансформатора, в эмиттер управляемого ключа включен датчик тока, выход которого подключен к входу компаратора, а выход компаратора - к входу генератора импульсов, выход которого подключен к управляющему входу управляемого ключа, а второй вход генератора импульсов подключен к выходу компаратора напряжения, выход которого подключен к датчику тока во вторичной обмотке трансформатора. 2 ил.

 

Изобретение относится устройствам заряда емкостных накопителей электрической энергии (аккумуляторов, молекулярных и других накопительных конденсаторов), широко используемых в импульсной технике, и может быть использовано для «медленного» заряда емкостных накопителей электрической энергии (ЕНЭЭ) от источника переменного тока ограниченной мощности за много периодов изменения его напряжения: оптических квантовых генераторов, электрореактивных двигателей и других мощных импульсных потребителей электрической энергии, именно к устройствам для заряда и разряда электрических батарей, и может быть применено в энергетических установках различного типа, при работе независимого источника питания постоянного тока, выполненного в виде батарей аккумуляторов энергии, изготовленных на базе молекулярных конденсаторов с использованием нанотехнологий.

Известно техническое решение «Зарядный блок источника сейсмических колебаний» (Пат. РФ №1140073. Опубл. 15.02.1985, аналог), содержащий выпрямитель, звено повышения напряжения, полупроводниковый ключ, накопительный конденсатор, подключенный к сейсмоисточнику, схему управления, состоящую из делителя напряжения, датчика тока, пороговой схемы, генератора импульсов, при этом выход полупроводникового ключа соединен с входом делителя напряжения, выход которого соединен с первым входом пороговой схемы, второй вход которой соединен с выходом датчика тока, а выход - с входом генератора импульсов, первый вход датчика тока соединен с выходом выпрямителя, звено повышения напряжения выполнено в виде тиристорного моста, подключенного одной диагональю через полупроводниковый ключ параллельно накопительному конденсатору, к одному из полюсов которого подключен второй вход датчика тока, в другую диагональ тиристорного моста включен коммутирующий конденсатор, при этом звено повышения напряжения подключено к выпрямителю через дроссель, а выходы генератора импульсов соединены с управляющими электродами тиристоров.

Недостатком данного устройства (аналога) является большая реактивная мощность в коммутируемом конденсаторе, что приводит к снижению КПД источника при повышении частоты преобразования и увеличению размеров коммутируемого конденсатора.

Известно также техническое решение «Устройство для заряда емкостного накопителя схемы питания электромагнитного привода сейсмоисточника» (Пат. РФ №2232408. Опубл. 10.07.2004, прототип), в котором источник постоянного напряжения, включен во вторую диагональ мостовой схемы коммутации, в плечи которой включены управляемые ключи, а в первую диагональ включен конденсатор емкостного накопителя энергии, подключенного к сейсмоисточнику со схемой разряда. В смежные плечи мостовой схемы включены обмотки дросселей, последовательно соединенные с ключами, а точки их соединения подключены непосредственно или через дополнительные обмотки дросселей к выводу емкостного накопителя через ключевые приборы.

Недостатками прототипа являются большая реактивная мощность в коммутируемом конденсаторе и недостаточный КПД работы зарядного устройства.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение КПД путем увеличения эффективности работы устройства заряда емкостного накопителя энергии.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве заряда накопительного конденсатора, содержащем источник постоянного напряжения, управляемый ключ, конденсатор емкостного накопителя энергии, генератор импульсов, трансформатор (дроссель), дополнительно включены датчики тока и компараторы, первичная обмотка трансформатора одним выводом подключена к источнику питания, а вторым - к коллектору управляемого ключа, первый вывод вторичной обмотки трансформатора подключен к первому электроду накопительного конденсатора, а второй электрод накопительного конденсатора подключен ко второму выводу вторичной обмотки трансформатора. В эмиттер управляемого ключа включен датчик тока, выход которого подключен к входу компаратора, а выход компаратора - к входу генератора импульсов, выход которого подключен к управляющему входу управляемого ключа, а второй вход генератора импульсов подключен к выходу компаратора напряжения, выход которого подключен к датчику тока во вторичной обмотке трансформатора.

Существенным отличием предлагаемого технического решения является включение в эмиттер управляемого ключа датчика тока, выход которого подключен к входу компаратора, а выход компаратора - к входу генератора импульсов, выход которого подключен к управляющему входу управляемого ключа, а второй вход генератора импульсов подключен к выходу компаратора, выход которого подключен к датчику тока во вторичной обмотке трансформатора. Это решение позволяет существенно сократить время заряда накопительного конденсатора, поскольку порог срабатывания компаратора, на выходе которого подключен датчик тока вторичной обмотки трансформатора, выбирается на уровне выше четверти и более от максимального значения тока во вторичной обмотке трансформатора.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства заряда накопительного конденсатора, где введены следующие обозначения: низковольтный источник питания - 1; управляемый ключ - 2; генератор импульсов - 3; диод - 4; накопительный конденсатор - 5; датчик тока в эмиттере управляемого ключа - 6; компаратор тока в эмиттере управляющего ключа - 7; датчик тока во вторичной обмотке трансформатора - 8; трансформатор тока заряда накопительного конденсатора - 9; компаратор тока заряда накопительного конденсатора - 10; компаратор напряжения -11; сейсмоисточник - 12.

На фиг.2 представлены временные диаграммы, иллюстрирующие работу устройства, где введены следующие обозначения: Uупр - график напряжения на выходе генератора; I1 - график тока в первичной обмотке трансформатора; ось 16 - график зарядного тока емкостного накопителя 11; I2 - график тока во вторичной обмотке трансформатора; Uс - график напряжения емкостного накопителя.

Устройство заряда накопительного конденсатора работает следующим образом. При включении источника питания (1) управляемый ключ (2) открыт и в первичной обмотке трансформатора возникает ток (I1). При достижении тока (I1) максимального значения (I1 max) компаратор (7) устанавливает выход генератора импульсов (3) в состояние «0», управляемый ключ (2) закрывается и во вторичной обмотке трансформатора (9) индуцируется ток (I2), который через электронный ключ (4) заряжает накопительный конденсатор (5).

При снижении тока (I2) заряда накопительного конденсатора до минимально установленного уровня (I2 min) компаратор (10) устанавливает выход генератора импульсов (3) в состояние «1», при этом открывается управляемый ключ (2) и процесс преобразования напряжения заряда накопительного конденсатора повторяется. При достижении напряжения (Uc) накопительного конденсатора заданного значения генератор импульсов (3) переводится в состояние «0» компаратором напряжения (11) накопительного конденсатора. Сокращение времени заряда накопительного конденсатора (5) осуществляется выбором минимального порога (I2 min), равным четверти и более половины от максимального значения тока заряда (I2) накопительного конденсатора, этим исключается время заряда накопительного конденсатора (5) малыми значениями тока как (I2), так и (I1).

Устройства заряда накопительного конденсатора прошли испытания в полевых условиях районов Сибири и Крайнего Севера в системах поиска нефти и газа с применением невзрывных источников сейсмических волн и показали высокий КПД и стабильность в работе.

Устройство заряда накопительного конденсатора, содержащее источник постоянного напряжения, управляемый ключ, конденсатор емкостного накопителя энергии, генератор импульсов, трансформатор тока, отличающееся тем, что в него дополнительно включены датчики тока и компараторы, первичная обмотка трансформатора тока одним выводом подключена к источнику питания, а вторым к коллектору управляемого ключа, первый вывод вторичной обмотки трансформатора подключен к первому электроду накопительного конденсатора, а второй электрод накопительного конденсатора подключен ко второму выводу вторичной обмотки трансформатора, в эмиттер управляемого ключа включен датчик тока, выход которого подключен ко входу компаратора, а выход компаратора - к входу генератора импульсов, выход которого подключен к управляющему входу управляемого ключа, а второй вход генератора импульсов подключен к выходу компаратора, подключенного к датчику тока заряда накопительного конденсатора, и выход компаратора напряжения, подключенный своим входом к клеммам накопительного конденсатора, подключен ко входу управления генератором импульсов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к средствам систем энергоснабжения установок для исследований в различных областях физики высоких плотностей энергии. Технический результат заключается в уменьшении разброса времени срабатывания модулей мультитераваттного генератора.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в радиотехнической и автомобильной промышленностях. Технический результат - обеспечение регулирования параметров выходного импульсного сигнала: скважности, частоты следования импульсов или длительности импульсов внешними сигналами.

Изобретение относится к мощной импульсной энергетике, к устройствам для генерации мощных импульсов тока и может использоваться в источниках микроволнового излучения, лазерах, генераторах нейтронов.

Изобретение относится к импульсной электронике и может использоваться в прецизионных время-импульсных преобразователях и генераторах сигналов двухтактного интегрирования.

Изобретение относится к импульсной технике, а именно к бистабильным схемам с использованием в качестве активных элементов полевых транзисторов с внутренней положительной обратной связью, и может быть использовано в устройствах интерфейса ввода-вывода данных.

Изобретение относится к электротехнике, к электрическим машинам с постоянными магнитами. Технический результат состоит в повышении к.п.д.

Изобретение относится к способам создания широкополосных случайных сигналов с заданными собственными спектральными плотностями мощности при испытаниях аппаратуры на вибростойкость к воздействиям случайной вибрации.

Изобретение относится к области создания устройств для генерирования широкополосных случайных стационарных процессов с заданными собственными и взаимными спектральными плотностями мощности.

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в элементах управления микропроцессорных КМОП микросхемах и элементах считывания запоминающих устройств.

Способ подбора профиля высоковольтных кольцевых экранов относится к высоковольтной импульсной технике и может быть использован в генераторах высоковольтных импульсов и ускорителях заряженных частиц при подборе профиля закругления острых торцевых кромок проводников сильноточных формирующих линий.

Изобретение относится к газоразрядной технике, в частности к схемам генераторов высоковольтных импульсов с газоразрядным коммутатором тока и индуктивным накопителем энергии, и может быть использовано при создании генераторов высоковольтных импульсов со стабильными параметрами. Технический результат - стабилизация параметров генерируемых импульсов: амплитуды тока, амплитуды напряжения на нагрузке и длительности переднего фронта импульса напряжения. Предлагаемое изобретение отличается тем, что в схеме включения газоразрядного коммутирующего прибора, содержащей индуктивный накопитель энергии, газоразрядный прерыватель тока, схему управления, датчик контроля температуры, усилитель и регулятор напряжения, введена отрицательная обратная связь по напряжению накала водородного генератора газоразрядного коммутирующего прибора. 4 ил.

Использование: в области электротехники. Технический результат - уменьшение потерь электрической энергии. Согласование трехфазной трехпроводной линии электропередачи с электрической нагрузкой достигается в результате выполнения определенных условий, которые посезонно могут изменяться в результате изменения первичных параметров трехфазной трехпроводной линии электропередачи, определяемых с учетом величины стрелы провеса каждого провода этой линии электропередачи. Посезонное изменение стрелы провеса каждого провода измеряется при помощи дальномеров. Согласование заключается в сопоставлении действительного и эталонного сопротивлений нагрузки, напряжений в конце линии или токов, поступающих в нагрузку. Исходные данные о напряжениях и токах в линии получают через устройства сопряжения или датчики, выполненные в виде трансформаторов напряжения и тока, спектроанализаторов, делителей напряжения или шунтов переменного тока. В результате обработки исходных данных в процессоре формируются управляющие сигналы для корректирующих органов, в качестве которых могут быть использованы устройства РПН силовых трансформаторов, автоматизированные технологические комплексы, накопители электроэнергии, источники активной мощности, такие как маломощные гидроэлектростанции или электростанции других типов. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области управления транзистором и может использоваться в автоматике, телемеханике, робототехнике. Достигаемый технический результат - обеспечение надежной изоляции между управляющей и управляемой цепью. Трансформаторный способ управления транзистором характеризуется тем, что выходная силовая управляемая цепь транзистора гальванически развязывается по базе с управляющей слаботочной цепью трансформаторной связью вторичной обмоткой трансформатора, который может содержать или не содержать сердечник, при этом управляющая цепь имеет качер в качестве первичной обмотки трансформатора, который может иметь не зависимый от управляемой цепи источник питания. 2 ил.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах радиоавтоматики и системах автоматического управления летательными аппаратами. Техническим результатом является формирование последовательности двух прямоугольных импульсов с возможностью изменения в широких пределах их длительности (от 100 мс до 150-200 с) и интервала между ними (от 4 с до 215 с). Устройство содержит четыре триггера Шмитта, источник колебаний произвольной формы, три переключателя на два положения, источник постоянного напряжения, два делителя напряжения, интегратор, перемножитель сигналов, два вычитающих устройства и суммирующее устройство. 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области размагничивания кораблей и может быть использовано для питания рабочих обмоток размагничивания с установкой на судах размагничивания и на береговых станциях размагничивания взамен используемых в настоящее время электромеханических систем. В основе изобретения лежит использование емкостного накопителя энергии и принцип широтно-импульсной модуляции для обеспечения повышенной точности поддержания заданных параметров импульсов размагничивания. Техническим результатом является снижение требований к мощности питающей сети, уменьшение массогабаритных характеристик, высокий КПД, простота обслуживания, бесшумность и повышение надежности. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к импульсной высоковольтной технике и может быть использовано в импульсном рентгеновском ускорителе прямого действия. Технический результат - формирование серии последовательности импульсов тормозного излучения с минимальным размером фокусного пятна для регистрации быстропротекающих процессов. Устройство для формирования импульсов тормозного излучения содержит генератор с индуктивным накопителем и электровзрывающимися последовательно соединенными проводниками разного диаметра, ускорительную трубку с вакуумным диодом с «обращенным» катодом, обостряющий разрядник, при этом диаметр di и длина li электровзрывающихся проводников 2 определяются по формулам: , где di - диаметр электровзрывающегося проводника; W - энергия, запасенная в генераторе; ρ - волновое сопротивление разрядного контура; , где li - длина последовательно включенных электровзрывающихся проводников; Si - площадь их поперечного сечения, γ - удельное электрическое сопротивление; ρ - волновое сопротивление разрядного контура; k≥0,03 - эмпирически определенный коэффициент пропорциональности. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к способам управления зарядными устройствами накопительных конденсаторов и может быть использовано в электрофизических установках с емкостными накопителями энергии. Предложено в способе управления зарядными устройствами емкостного накопителя энергии на начальной стадии зарядки рабочую частоту изменять в функции текущего значения напряжения емкостного накопителя энергии, а на основной стадии выбирать ее величину исходя из требуемого максимального значения мощности на цикле зарядки. Способ позволяет получить технический результат - повысить надежность работы зарядных устройств с дозирующими конденсаторами, коэффициент использования первичного источника питания, а также сократить время зарядки. 4 ил.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в импульсных схемах различного назначения. Достигаемый технический результат - повышение надежности работы при возможности многократного повышения частоты импульсов. Генератор импульсов по первому варианту содержит накопительный конденсатор, диод, включенный встречно-параллельно переходу эмиттер-база лавинного транзистора, база которого соединена через ограничительный резистор с источником запирающего напряжения, зарядный дроссель, источник питания, при этом накопительный конденсатор подключен первым выводом к коллектору лавинного транзистора, а вторым выводом через нагрузку соединен с эмиттером лавинного транзистора и общим проводом. Генератор импульсов по второму варианту содержит накопительный конденсатор, ограничительный резистор, зарядный дроссель, один вывод которого подключен к источнику питания, а второй - к коллектору лавинного транзистора, управляющий транзистор, к коллектору которого подсоединен второй вывод ограничительного резистора, причем база управляющего транзистора через стабилитрон соединена с эмиттером лавинного транзистора, а через шунтирующий резистор - со своим эмиттером и общим проводом. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к средствам создания источников вторичного электропитания (ИВЭП) аппаратуры систем управления объектами ракетно-космической и авиационной техники, а также робототехническими комплексами. Технический результат заключается в повышении защиты к воздействию ионизационных излучений. В модуляторе высоковольтный выход блока питания соединен с входом питания параметрического формирователя выходных импульсов, на первый и второй входы блока усиления сигналов обратных связей подаются сигналы ошибки, формируемые соответствующей обратной связью источника питания. Блок питания состоит из блока переключения, блока управления, блока низковольтного питания, источника опорного напряжения, блока высоковольтного питания, а генератор пилообразных импульсов в свою очередь состоит из триггера, блока смещения, генератора постоянного тока, блока установки частоты. Причем генератор постоянного тока и триггер генератора пилообразных импульсов, а также генератор постоянного тока формирователя мертвого времени выполнены стойкими к воздействию ионизирующего излучения. 8 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, криптографического кодирования и передачи информации и может быть использовано для построения генераторов случайных последовательностей импульсов большой неповторяющейся длительности. Техническим результатом является обеспечение формирования неповторяющихся случайных последовательностей большой длины с характеристиками, определяемыми заданными программно кодами структуры выходной последовательности. Устройство содержит блок формирования тактовых импульсов, блок управления и настройки, блок генерации псевдослучайных последовательностей, блок программного задания структуры обратных связей и начального состояния блока генерации, блок программного задания кода структуры выходной последовательности, блок анализа структуры выходной последовательности, блок сравнения кодов. 2 ил.
Наверх