Стабилизированное устройство для заряда емкостного накопителя

 

нц 609I94 —Оп И САНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.10.76 (21) 2409426/24-07 с присоединением заявки № (51) М. Кл.з Н 02М 9/04

ГосУдарствениый комитет (23) Приоритет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (43) Опубликовано 30,05.78 Бюллетень М 20 (45) Дата опубликования описания 10.05.78 (53) УДК 621.316.722 (088.8) (72) Авторы изобретения В. С. Иванов, В. Н. Красавин, В. С. Подволоцкий и Б. В. Шипилов (71) Заявитель (54) СТАБИЛИЗИРОВАННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА

ЕМКОСТНОГО НАКОПИТЕЛЯ

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для заряда емкостных накопителей энергии, и предназначено для питания импульсных нагрузок, в частности импульсных источников высокоинтенсивного света.

Известно устройство для заряда емкостного накопителя и стабилизации напряжения на нем, состоящее из трансформатора, подключенного к источнику питания переменного тока через ключевой элемент выпрямителя. Недостаток его заключается в том, что выключение и повторное включение ключевого элемента может происходить в полупериоды, имеющие одну и ту же полярность. Это приводит к глубокому насыщению трансформатора, рассчитанного на величину максимальной индукции, действующей в трансформаторе в установившемся режиме. При этом в первичной цепи трансформатора возникают большие броски тока. При большой частоте повторения (более 1 Гц), что часто имеет место на практике, эти броски тока оказывают вредное воздействие на питающую сеть и приводят к увеличению установленной мощности ключевого элемента и трансформатора. Поэтому в таких системах в некоторых случаях трансформатор рассчитывается на большую величину индукции, чем это необходимо в установившемся режиме, а это также приводит к увеличению его установленной мощности.

Прототипом предлагаемого устройства является стабилизированное устройство для за5 ряда емкостного накопителя, содержащее трансформатор, первичная обмотка которого через ключевой элемент соединена с выводами для подключения источника питания переменного тока, а вторичная — подключена к вы10 прямителю, емкостный накопитель, подключенный к выходу выпрямителя, и систему обратной связи.

Предлагаемое устройство отличается от известного тем, что ключевой элемент зашунти15 рован резистором. Это отличие позволяет уменьшить установленную мощность устройства, его вес и габариты.

На фиг. 1 дана схема устройства; на фиг.

2 — временные диаграммы, поясняющие раZ боту устройства.

Устройство содсржит источник питания переменного тока 1, ключевой элемент, выполненный на встречно-параллельно включенных тиристорах 2 и 3, резистор 4, шунтирующий тиристоры, повышающий трансформатор 5, выпрямитель б, накопитель 7 и систему обратной связи 8, обеспечивающую стаб ыпзацию напряжения накопителя 7.

Принцип действия устройства заключается

30 в следующем.

609194

В момент to (фиг. 2) отпирается тиристорный ключ и происходит заряд емкостного накопителя до напряжения Е/„(момент t< на фиг. 2, а). В этот момент снимается управление с тиристоров 2 и 3 и, в результате, источник 1 отключается от первичной обмотки трансформатора 5. B случае отсутствия шунтирующего резистора 4 индукция в сердечнике трансформатора вследствие гистерезиса фиксируется на уровне B„=B . Если при этом последующий отпирающий импульс на тиристорный ключ приходит в начале полуволны, имеющей ту же полярность, что и в момент t, то ипдукция в сердечнике трансформатора в момент 4, определяемый параметрами трансформатора, достигает максимального значения В (зз) =B» (t,) +- Всв (,) (1) где B»(t3) — значение принужденной составляющей индукции в момент 1з, В„(/з) — значение свободной составляющей индукции в момент t3,.

Всв(з) =В (/ ) = В + Bp (2) где В, — значение индукции в момент коммутации ключа /, Во B„B

Выражение (1) справедливо в случае независимости индуктивности намагничивания от потока и вполне приемлемо для качественного анализа процессов, происходящих в схеме.

Таким образом, трансформатор в этом случае должен быть рассчитан на индукцию

В (t>), определенную из выражений (1) и (2), Если тиристорный ключ шунтирован резистором, как в предложенном устройстве, то максимальная индукция снижается до величины В, (см. фиг. 2,б), определяемой, как известно, максимальным значением напряжений на индуктивности намагничивания трансформ атор а U" (3) где U — амплитуда питающего напряже5 ния;

Р,„— сопротивление шунтирующего резистора;

Х вЂ” сопротивление индуктивности намагничивания трансформатора.

Максимальное значение индукции, которого она достигает в момент 1з, равно:

В* (,) = Ввв (з) + Вс. (з) (4)

Всв (зз) = Всв (з.) = B — B,rt (5)

Трансформатор в этом случае должен рассчитываться на величину В* (t3), определенную из выражений (4) и (5).

Таким образом, трансформатор в схеме с

20 шунтирующим резистором при правильном выборе последнего должен рассчитываться на величину индукции в два раза меньшую, чем в схеме без резистора, как это следует из сравнения выражений (1) — (5), и, следова25 тельно, имеет меньшую установленную мощность, Уменьшение установленной мощности трансформатора позволяет уменьшить его вес, габариты и стоимость.

ЗО

Формула изобретения

Стабилизированное устройство для заряда емкостного накопителя, содержащее трансформатор, первичная обмотка которого через ключевой элемент соединена с выводами для подключения источника питания переменного тока, а вторичная — подключена к выпрямителю, емкостный накопитель, подключенный к выходу выпрямителя, и систему обратной

40 связи, отличающееся тем, что, с целью уменьшения установленной мощности и весогабаритных показателей устройства, ключевой элемент зашуптирован резистором.

Редактор В. Левятов

Составитель Л. Устинкин»

Техред Н. Рыбкина

Корректор А. Степанова

Заказ 802/8

Изд. № 441 Тираж 892 Подписное

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2