Устройство для заряда накопительного конденсатора

 

Оп ИСАНИЕ,;738116

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советскнх

Соцналнстнческни

Респубики

К АВТОРСКОМУ . СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61 ) Допол и к тел ь кое к а вт. с внд-ву (22) Заи влено 21.07.77 (21) 2510334/18-21 (51) М. Кл . с присоедккнениеи заявки Рй

Н 03 К 3/53

Гооудерстееииый комитет

СССР по делам иэобретеиий и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 3005 80. Бюллетень М 20

Дата опубликования описания 30.05.80 (53) ЛК 621.373. .431 (0888) (72) Авторы изобретения

А. Г. Николаев, Д. М. Мезенцев и Н. И. Олейник (7l) Заявитель

/ (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА НАКОПИТЕЛЬНОГО

КОНДЕНСАТОРА

Изобретение относится к импульсйой электротехнике и может применяться в источниках питания импульсных нагрузок.

Известны устройства для заряда накопительного конденсатора генераторов мощных импульсов (1), (2) и (3).

Известное устройство (1) обеспечивает заряд накопительного конденсатора лишь до амплитудного напряжения источника.

Вдвое большее зарядное напряженйе обеспечивает известное зарядное устройство (2). Однако. это устройство характеризуется большой скважностью импульсов зарядного тока и весь ма низким значением коэффициента использо, вания мощности источника. . Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является устройство для заряда накопительного конденсатора, содержащее источник переменного тока, накопительный конденсатор, цепь из соединенных последовательно токоограничивающих дросселя и. конденсатора и вентили выпрямителя, первый из которых к накопительному конденсатору подключен катодом, а второй — анодом (3).

Недостатком известного устройства является низкое значеш е выходного напряжения и поэтому сравнительно невысокие удельные энерге- тические показатели устройства в целом, так как его конденсатор, включенный параллельно источнику переменного тока, улучшая коэффициент мощности устройства, частично разгружает источник от реактивного тока; однако ток, протекающий через этот конденсатор, не используется для заряда накопительного конденсатора.

Целью изобретения является улучшение удельных энергетических показателей устройства.

Это достигается тем, что в устройстве для заряда накопительного конденсатора, содержащем источник переменного тока, накопительный конденсатор, цець нз последовательнд соединенных токоограничивающих дросселя и конденсатора и вентили, выпрямителя, первый из которых к накопительному конденсатору подключен катодом, а второй — анодом, анод первого вентиля соединен с катодом второго через включенный с ними последовательно третий вентиль, а источник.переменного тока образует с токоограничивающими конденсато73811

3 ром и дросселем трехлучевую звезду, которая подключена конденсаторной:ветвью к аноду первого, дроссельной — к аноду второго, а третьей ветвью — к аноду третьего вентилей.

Такое устройство позволяет заряжать конденсатор до удвоенного амплитудного значения напряжения источника с высокими значениями

КПД и коэффициента мощности без увеличений веса, что позволяет улучшить его удельные эйергетические показатели, 1О

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства для заряда накопительного конденсатора.

Устройство содержит источник 1 переменного тока, накопительный конденсатор 2, который заряжается выпрямленным током источника.

Вйгфяйлейие тока осуществляется Ж стовым выпрямителем, два смежных плеча которого образуют вентили 3, 4, а два других — кон- денсатор S и линейный дроссель 6. Источник 1 соединен с входной диагональю непосредственно, а накопительный конденсатор подключен к выходной диагонали моста через вентиль 7, в качестве которого может быть использован как обычный диод TaK a управляемый (™ристор).

Управление тиристором позволяет, регулируя ток заряда накопительного конденсатора, ограничивать, если необходимо, величину зарядного напряжения.

Устройство работает следующим образом.

Если в перв ый и следующие нечетные йолупериоды изменения тока источника 1 к вентилям 3, 4 прикладывается поло жительное, а к точке соединения конденсатора

5, дросселя 6 — отрицательное напряжение, тогда во второй и следующие нечетные полупе иоды полярность изменяется на противоположЩЧО.

При подключении к выходным клеммам вы- . прямителя накопительного конденсатора, а к 4, входным — источника в первый и последующие нечетные полупериоды изменения его напряжения через вентили 4, 7 и дроссель 6 осуществляется заряд накопительного конденсатора 2. Этот ток имеет индуктивный характер, т.е. отстает по фа- 45 зе от напряжения источника. Одновременно с зарядом накопительного конденсатора в этом же цолупериоде осуществляется заряд конденсатора

5. Ток заряда этого конденсатора опережает напряжение источника. Заряд этого конденсатора

50 прекращается в момент достижения напряжением источника максимального значения, т.е. завершается в конце первой четверти периода. Емкостная составляющая тока заряда конденсатора 5 компенсйруется индуктивной составляющей тока, протекающей через дроссель 6, в результате чего источник" нагружается активным током, а конден. сатор 5 запасает энергию. источника. Йапряжение на верхней по схеме обкладке конденсатора 5

6: (соеднненной с вентилями 4, 7) имеет положи тельный (по сравнению с нижней обкладкой, соединенной с дросселем) знак. Под действием тока заряда накопительного конденсатора, протекающего через дроссель 6, на его верхнем выводе, соединенном с конденсатором, отрицательное, а на нижнем выводе, соединенном с анодом вентиля 3, положительное напряжение, Сумма напряжений на цепи иэ соединенных последовательно конденсатора S н дросселя 6 равна напряжению конденсатора 2, поэтому во второй половине первого полупериода, т. е. во второй четверти периода, конденсатор 5 через вентиль 7 и дроссель 6 отдает накопительному коцценса тору энергию, запасенную нм ранее от источника, Во втором и следующих четных полупериодах изменения напряжения источника накопительный конденсатор заряжается через конденсатор

5 и вентили 7 и 3. Конденсатор 5 при этом переэаряжается, а дроссель 6, компенсируя емкостный ток, потребляемый зарядной цепью, повышает коэффициент использования мощности устройства и одновременно щапасает энергию источника. Этот заряд завершается в конце третьей четверти периода, после чего дроссель 6 отдает свою энергию конденсатору

5; зта энергия через вентиль 3 частично возвращается в источник, а частично через вентили 3 и 4 перезаряжает конденсатор противоположной полярностью. Эти процессы происходят до тех Пор, пока напряжение на накопительном конденсаторе на достигнет амплитудного значе-. ния напряжения Источника.

Если напряжение накопительного конденсатора равно илн превышает амплитудное значение напряжения источника, то в нечетных полу периодах источник заряжает конденсатор 5, который запасает энергию источника. В четные полупериоды напряжение конденсатора 5 сумми- руется с напряжением дросселя 6, н конденсатор через вентиль 7 осуществляет заряд накопительного конденсатора за счет энергии, запасенной от источника в предыдущем полупериоде.

Одновременно накопительный конденсатор заряжается через вентили 7 н 3 за счет суммирования напряжений конденсатора 5 и источника, т. е. напряжения лучей звезды: источник -конденсатор-дроссель суммируются н обеспечивают передачу энергии источника в накопительный конденсатор. Ветвь этой звезды, содержащей дроссель, компенсируя емкостную составляющую тока; повышает коэффициент использования мощности устройства. Конденсатор 5 и дроссель 6 этой звезды, ограничивая ток источника, включенного в третью ветвь, дозируют ток заряда накопительного конденсатора. Потери в реактивных токоограничителях обратно пропорциональны из добротности„поэтому заряд накопителя осущестляется с высоким КПЛ. Этому способствует

Составитель В. Чорба

Техред Ж,Кастелевич Корректор H. 1 ригорук

Редактор E. Караулова.

Заказ 2828/36 Тираж 995 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППЛ "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 738116

6 также то, что конденсатор 5 заряжается от ис- накопительный конденсатор, цепь иэ соединенточника через один вентиль, а разряд этого про. ных последовательно токоограничивающих дросмежуточного конденсатора 5 на накопительный селя и конденсатора и вентилй вьптрямителя, конденсатор 2, осуществляемый через дроссель 6, первйй их которых к накопительному кондентакже производится через один вентиль 7. сатору подключен катодом, а второй — анодом, Таким образом, конденсатор и источник пере- о т л и ч а ю щ е е с я . тем, что, с целью менного тока, образующие трехлучевую звезду улучшения удельных энергетических показателей, (лучи которой соединены один с другим через в нем анод первого вентиля соединен с катодом вентиль,а между первым и вторым лучом вклю- второго через включенный с ними последовачен накопительныи конденсатор), огр нд нс тор) ограничивая 10 тельно третий вентиль, а источник переменного ток заряда накопительного конденсатора,обеспечи- тока образует с токоограничивающими дросселем вают передачу энергии источника в конденсатор и конденсатором, трехлучевую звезду, которая с требуемой скоростью и высоким КПД, позволя- подключена конденсаторной ветвью к аноду ют заряжать накопительный конденсатор до удво- первого, дроссельнои — к аноду второго, а енного амплитудного значения напряжения источни.И третьей ветвью — к аноду третьего вентилей. ка.Схема устройства имеет всего три диода вместо четыРех в пРототипе, т.е. на 33% меньше, и обес- Источники информации печивая заряд накопительного конденсатора до принятые so внимание щ>и экспертизе вдвое большего напряжения, позволяет бестрансформаторно в четыре раза увеличиь энергию, 2р

1. Авторское свидетельство СССР У 323853, запасаемую накопительным конденсатором. Это, кп. Н 03 К 3/53, 1972.

3121835 32 15, 1964 энергетические показатели устройства в целом. тора, содержащее источник переменного тока, кл. Н 03 К 3/53, 1973:(прототип).