Устройство для заряда накопительного конденсатора

 

11И666208

СПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Y. АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советенин

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27.05.76 (21) 2366392/18-21 (51) М. Кл.-"

Н ОЗК 3/53 с присоединением заявки Хе

Государственный комитет (23) Приоритет (43) Опубликовано 30,04.79. Бюллетень Ме 16 (45) Дата опубликования описания 30.04.79 (53) УДК 621.373 (088.8) по делам изобретений

II открытий (72) Авторы изобретения

А. Г. Николаев, В. К. Быстров и В, Ф. Гончаров (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА НАКОПИТЕЛЬНОГО

КОНДЕНСАТОРА

Устройство относится к импульсным источникам литания и предназначено для заряда накопитель»ого конденсатора генераторов мощ»ых импульсов.

Известны зарядные устройства накопительного конденсатора, содержащие источник переменного тока, двухполупериодный выпрямитель и индуктивно-емкостные резонансные контуры, ограничивающие ток заряда. В этих устройствах двухполупериод»ый выпрямитель выполнен по схеме шестиплечевого моста с тремя параллельными ветвями. Между источником перемен»ого тока и двухполупериодным выпрямителем включен Z-образный преобразователь, состоящий из двух линейных дросселей и конденсаторов, предназначенный для стабилизации мощности заряда накопительного конденсатора (1).

Однако такие устройства имеют недостаточно высокое выходное напряжение.

Известно также зарядное устройство, которое содержит источник переменного тока, два токоограничивающих конденсатора, дроссель и двухполупериодный выпрямитель, состоящий из двух параллельных ветвей, по три последовательно включенных диода в каждой ветви. Накопительный конденсатор подключен параллельно диодным ветвям. Источник переменного тока подключен к катодам анодной группы вентилей выпрямительного моста через ли»ейный дросссль. Конденсаторы, ограничивающие велич»ну тока заряда накопителя II умножающие зарядное напряжен»е, одной своей обкладкой подключены к анодам вентилей катод»ой группы первой и второй ветвей соответственно, а вторыми обкладкам» вЂ” к катодам анод»ой группы венти10 лей. Конденсатор, связанный с первой ветвью вентилей, второй обкладкой подключается к катоду вснт»ля второй ветви, а конденсатор, связ I HHI>ill c BTopoII диодной ветвью, — к катоду вентиля первой ветви 2).

Од»ако это устройство имеет плох»с удельныс э»сргстическис показатели и невысокое выходное напряжение.

Цель изобретс»ия — улучшение удельных энергетических показателей и увеличс»пс выходного »апряжения.

Это достигается тем, что в устройствс для заряда накопительного конденсатора, содержащем однофазный источник переменного тока с двумя выходными клеммами, двухполупериодный вентильно-конденсаторный выпрямитель — умножитель напряжения с вентилями, три диода, два умножающих конденсатора и токоограничива3Q ющий дроссель, вторая клемма источника

660205 подключена к аноду вентиля катодной группы второй ветви выпрямителя, вторая обкладка умножающего конденсатора связанного с вентилями первой ветви выпрямителя, соединена с положительной выходной шиной выпрямителя, а вторая обкладка умножающего конденсатора, связанного с вентилями второй ветви, соединена с отрицательной выходной шиной, при этом отрицательная выходная шина выпрямителя через один дополнительный умножающий конденсатор соединена с анодом вентиля катодной группы первой ветви, а положительная выходная шина через второй дополнительный умножающий конденсатор — с катодом вентиля анодной группы второй ветви.

Электрическая схема предложенного устройства изображена на чертеже.

Схема содержит накопительный конденсатор 1, однофазный источник переменного тока с двумя выходными клеммами 2 и 2, двухполупериодный вентильно-конденсаторный выпрямитель-умножитель напряжения, вентили которого образуют две включенные параллельно накопительному конденсатору ветви, состоящие из трех последовательно включенных диодов 3 — 5 и 6—

8. Диоды в каждой из ветвей выпрямителя соединены последовательно — согласно, а токоограничивающий дроссель 9 включен между клеммой 2 источника и одной входной клеммой выпрямителя. Схема содержит также два умножающих конденсатора

10 и 11, каждый из которых одной из своих обкладок подключен к входным клеммам двухполупериодного выпрямителя. Одна из обкладок конденсатора 11 подсоединена к катоду вентиля (диода) 8 анодной группы первой ветви вентилей выпрямителя непосредственно и через токоограничивающий дроссель 9 к клемме 2 источника, Вторая клемма 2, источника и одна из обкладок конденсатора 10 подключены к аноду вентиля 5 катодной группы второй ветви выпрямителя, вторая обкладка умножающего конденсатора 11, связанного с вентилями первой ветви выпрямителя соединена с положительной выходной шиной выпрямителя. Вторая обкладка умножающего конденсатора 10, связанного с вентилями второй ветви, соединена с отрицательной выходной шиной. Эта шина выпрямителя через дополнительный умножающий конденсатор 12 соединена с анодом вентиля 6 катодной группы первой ветви, а положительная выходная шина через второй дополнительный умножающий конденсатор

13 — с катодом вентиля 3 анодной группы второй ветви.

При рассмотрении работы устройства условно будем полагать, что оно работает в режиме холостого хода, т. е, накопительный конденсатор отключен от его шин. Тогда в течение первой четверти периода, ког5

20 5

ЗО

С5 да под положительным потенциалом находится клемма 2ь будет происходить заряд умножающего конденсатора 10 через диод

8 и умножающего конденсатора 11 через диод 5 до амплитуды напряжения источника питания. Этот заряд продолжается до тех пор, пока напряжение на клеммах 2ь 2 увеличивается по абсолютной величине. По окончании заряда диоды 5 и 8 запираются и предотвращают разряд умножающих конденсаторов на источник. В течение второй четверти периода напряжение на клеммах 2ь 2 убывает до нуля, а на конденсаторах остается неизменным. В течение третьей четверти периода, когда под положительным потенциалом находится клемма 2, будет происходить заряд умножающих конденсаторов 12, 13. Умножающий кондснсатор 12 чсрез диод 7 заряжастся суммарным напряжением источника и умножающего конденсатора 10, а умножающий конденсатор 13 через диод 4 — суммарным напряжением источника и конденсатора 11. В четвертой четверти периода напряжение источника убывает, а на конденсаторах остается неизменным. В последующие моменты времени, когда клемма 2i находится под положительным потенциалом, а диоды 5 и 8 заперты заряженными конденсаторами 12 и 13, заряд конденсаторов 10 и 11 будет происходить по другим цепям. Так, заряд конденсаторов 10 и 11 осуществляется через диод 3 суммарным напряжением источника и конденсатора 13.

За несколько периодов изменения напряжения источника питания напряжение на умножающих конденсаторах 12 и 13 достигает значения ÇU,„, а на умножающих конденсаторах 10, 11 — 2У„„где U», — амплитудное значение напряжения источника питания. Суммарное напряжение источника и умножающих конденсаторов 10 и 11, включенных послсдовательно, прикладывается к накопительному конденсатору, повышая его напряжение. Максимальное значение напряжения на накопительном конденсаторе достигает величины 5У. При очередном изменении полярности напряжения источника питания напряжения на выходе устройства будет иметь максимальное значение равное 3U. При наличии накопительного конденсатора 1 умножающие конденсаторы 10 — 13, заряжаясь от источника в соответствующие полупериоды, в другие полупериоды отдают накопленную энергию в конденсатор 1, повышая его напряжение.

Линейный дроссель 9, ограничивая ток заряда накопительного конденсатора 1, удлиняет импульсы тока заряда умножающих конденсаторов и уменьшает потери энергии в устройстве.

Таким образом, напряжение на накопительном конденсаторе — будет иметь постоянную и переменную составляющие.

Величина постоянной составляющей в че660205

Составитель П. Лягин

Корректоры: А. Галахова и Т. Добровольская

Редактор A. Шмелькин

Заказ 571/12 Изд. ¹ 279 Тираж 1059 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, К-35, Раугпская паб., д. 415

Типография, пр. Сапунова, 2 тыре раза превышает напряжение источника, а переменная, имеет амплитуду напряжения источника. Поэтому напряжение на шинах выпрямителя, т. е. на обкладках накопительного конденсатора, в максимуме превышает в пять раз амплитуду напряжения источника. Если по каким-либо причинам наличие переменной составляющей нежелательно, она может быть устранена путем включения вентиля в цепь заряда накопительного конденсатора. Этот вентиль будет предотвращать возврат энергии из накопительного конденсатора в зарядное устройство и напряжение на накопительном конденсаторе б„ 5U

Формула изобретения

Устройство для заряда накопительного конденсатора, содерхкащее однофазный источник переменного тока с двумя выходными клеммами, двухполупериодный вентильно-конденсаторный выпрямитель-умножитель напряжения, вентили которого образуют две включенные параллсльно накопительному конденсатору ветви из трех последовательно включенных диодов каждая, и два умножающих конденсатора, каждый из которых одной из своих обкладок подключен к входным клеммам двухполупсриодного выпрямителя, одна из которых подсоединена к катоду вентиля анодной группы первой ветви вентилей выпрямителя непосредственно и через токоограничивающчй дроссель к одной клемме источника, отличающееся тем, что, с целью улучшения удельных энергетических показателей и увеличения его выходного напряжения, вторая клемма источника подключена к аноду вентиля катодной группы второй ветви выпрямителя, вторая обкладка умноисающсго конденсатора, связанного с f0 вентилями псрвой ветви выпрямителя, соединена с положительной выходной шиной

BI IIIplIxIlITcJIFI, а вторая обкладка уiIFIQ>1 310щего конденсатора, связанного с вентилями второй ветви, соединена с отрицательГ5 пой выходной шиной, при этом отрицательная выходная шина выпрямителя через один дополнительный умножающий конденсатор соединена с анодом вентиля катодной группы первой ветви, а положительная выходная шина черсз второй дополнительный умножающий конденсатор— с катодом вентиля анодной группы второй ветви.

Источники информации, принятые во внимание прп экспертизе

1. Милях Л. Н., Волков И. B., Системы неизменного тока на основе пндуктпвно-емкостных преобразователей, Киев, изд.

«Науковая думка», 1974, с. 62 — 69.

2. Заявка ¹ 2162831/26-21, кл. Н ОЗК

3/57, 1977, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства.