Регулятор напряжения заряда емкостного накопителя

 

Союз Советских

Социал исткческкк

Республик

О П И С А Н N Е < 744931

ИЗОБРЕТЕНИЯ

4r

1 г (6I ) Дополнительное к авт. с вид-ву— (22) Заявлено 29.11.77 (21) 2548762/18-21 (51) Щ. Кд.

Н03 K 3/53 с присоединением заявки М—

3Ъоуялрстнвииый комитат

СССР (23) Лрнорнтет ио Лелин изооротеиий и открытий

Опубликовано 30.06.80. Бюллетень ¹24

Дата опубликования описания 02.07.80 (53) УДК 621.373.

- 43 1 (088.8) (72) Авторы изобретения

Б. А. Багинский и Е. В. Ярославцев (7I) Заявитель

Томский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им. С. М. Кирова (54) РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ ЗАРЯДА

ЕМКОСТНОГО НАКОПИТЕЛЯ

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах заряда емкостньсх накопителей энергии.

Известны регуляторы напряжения заряда емкостного накопителя, содержащие подключенную к источнику питания цепь из зарядного дросселя, параллельно которому присоединены последовательно соединенные разделительный вентиль и

IÎ емкостный накопитель, .и основного коммутатoрa, в кач еств е которого может быть использован триодный тиристор с узлом емкостной искусственной коммутации 113, f23.

Однако известные устройства имеют недостаточно высокий КПД заряда, так как они работают по принципу многократного дозирования энергии источника питания.

Известен также регулятор напряжения заряда емкостного накопителя (3), содвржапай подключенный к источнику питания зарядный дроссель, параллельно которому присоединены последовательно соединенные разделительный вентиль и емкостный накопитель, основной тиристор, включенный последоватеЛьно с зарядным дросселем, узел емкостной исскуственной коммутации, включающий коммутирующий конденсатор и вспомогательные тиристоры, и блок управления.

Недостатком устройства является пониженное значение коэффициента полезного действия, обусловленное холостым перезарядом коммутирующего конденсатора и процессом рекуперации остаточной энергии зарядного дросселя в источник питания, что сопровождается дополнитель ными потерями энергии.

Целью изобретения является повышение KHQ устройства.

Зта цель достигается тем, что в регулятор напряжения заряда емкостного накопителя, содержащий подключенный к источнику питания зарядный дроссель, параллельно которому присоединены последовательно соединенные разделительный

i0

15 вентиль и емкостный накопитель, основной тиристор, включенный последовательно с зарядным дроссвлем, узвп емксстнай исскусственной коммутации, включаюший коммутируюший конденсатор и вспомагг,-тельные тиристоры, и блок управления, параллельно зарядному дроссвлю, ирисов=динена цепь из согдасно включенных вспс -. могатвпьных тиристоров, причем коммутируюший конденсатор включен между обшей точкой вспомагатвпьнььх тиристс=ров и средним выводом обмотки:="арядного дросселя.

На чертеже представлена принципиальная схема регулятора.

Регулятор напряжения заряда емкостНОГО накопителя СОдержнт источник пита ния 1, к которому подключена пель из зарядного дросселя 2 и основного тнрнстора 3, параллельно зарядному дросселю

2 присоединены цепи из последовательно соединенных разделительного вен .гиля 4 и емкостного накопителя 5, и согласно включенных вспомогательных тиристоров

6 и 7. При этом, между обшей точкой вспомогательных тиристоров 6 и 7 и средним выводом обмотки зарядного дрос= селя 2 включен коммутирующий конденса.— тор 8. Управление тнристорами осушест-вляется блОкОм управления ео

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии коммутируюший конденсатор 8 заряжен с полярностью, указанной на черт. без скобок, до напряжения О, При включении основного тиристора 3 напряжение источника питания 1 прикладывается к зарядному дроссвлю 2. Когда ток зарядного дросселя достигает определенной величины, бдок управления Э выдает импульсы на запуск вспомогательных тиристоров 6 и

7. Тиристор 7, находяшийся под прямым напряжением, включается, .и напряжение коммутирукицего конденсатора 8 прикладывается к полуобмотке N зарядного дроссвля. На основном тиристоре 3 появляется обратное напряжение, и он запирается. Ток зарядного дросселя замыкается по цепи: полуобцотки Ф,- зарядного дросселя 2, тиристор 7, коммутируюший конденсатор 8, первэаряжая последний. В момент, равенства напри а ження на обмотке дросселя .начальному напряжению на емкостном йаконителе 5, отпирается разделительный вентиль 4, и часть тока зарядного дросселя замыкается через HBlo H емкостный накопитель 5, 20

В дальнейшем вмкостный накопитель 5 и каммутируюший конденсатор 8 заряжаются одновременно. Процесс заряда заканчивается, когда вся энергия, запасенная в зарядном дра"селе, перейдет в емкостный накопитель 5 и коммутирующий конйенсатор 8. 1оки в зарядных цепях и напряжение на обмотке зарядного дросселя 2 падают до нуля, а разделительный вентид., 4 и вспомогательный тиристор 7 запираются обратным напряжением. При этом полярность напряжения (.)-,,-:, На коммутирующем конденсаторе 8 саответствуBir показанной на чертеже в скобках,, Амплитуда напряя-.ения на емкостном накопителе опредьд:-;ется запасом энергии в зарядном дроссепе 2 (т.е, величиной тока через обмотку) к моменту коммутации основногс .лристора 3.

По окончании процесса заряда емкостный накопитель 5 разря>кается на нагрузку, В сдедуюшем цикл- заряда при подаче запускаюших импульсов на вспомогательные гиристоры 6 и 7 включается тиристор, находящийся под прямым напряжением, и колялутируюший конденсатор 8 после запирания основного тиристора 3 перезаряжается через палуобматку й,1 зарядного дросселя 2, Полярность напряжения на коммутируюшем конденсаторе 8 посл этога цикла соответствует исходной {на чертеже без скобок). Затея описанные процессы повторяются.

Первоначальный заряд коммутируюшего конденсатора 8 можно осушествить, включив между обшей точкой вспомогатвльных тиристоров 6 и 7 и минусом источника питания резистор большой величины.

Следует отметить, что цепи разделитедьного вентиля 4 и емкостного накопителя 5, и вспомогательных тиристаров 6 и 7 с коммутируюшнм конденсатором 8 могут подключаться к дополнительным обмоткам, выполненным на зарядном дросселе 2.

При этом напряжение ка тиристорах и коммутируюшем конденсаторе могут быть выбраны оптимальными, чта особенно важно при получении высокого (() >>E)

CS напряжения на накопителе.

Кроме тога, разделительный вентиль

4 может быть управляемым (например,. тиристором), что позволяет ограничить аМплитуду напряжения на коммутируюшем конденсаторе 8.

744931

20 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Бертинов А. И. и др. Импульсные источники вторичного питания с дозаторами энергии, Электротехника,. № 11, 1976 с. 17, рис. 1.

2. Булатов О. Г. и др., Тиристорные схемы включения высокоинтенсивных источников света, М., 1 975, с. 137, рис. 5-1 Зв.

3. Авторское свидетельство СССР № 515218, кл. Н02 М 3/04, 1976 (прототип) . — Х

Действительно, при включении разделительного вентиля 4 в момент достижения напряжения из перезарядившемся коммутируюшем конденсаторе 8 необходимой . величины (2 U должно быть больше Оо ), напряжение на обмотке зарядного дросселя падает до Q, в результате чего к вспомогательному тиристору прикладывается обратное напряжение, и он запирается, фиксируя Д . . Остав- 10 шаяся энергия зарядного дросселя попностью передается емкостному накопителю.

Описанная схема регулятора заряда емкостного накопителя обладает повышенным значением КПД по сравнению с известными устройствами. Действительно, коммутируюший конденсатор в заявляемом устройстве работает без .холостых перезарядов, причем частота его работы вдвое меньше рабочей частоты основного тиристора. Это обуславливает меньшие потери энергии в узле коммутации предложенного регулятора по сравнению с изв ест ным.

Кроме того, в заявляемом объекте нет цепей рекуперации энергии, поскольку вся энергия, запасенная в зарядном дросселе, передается в накопитепь, т.е. используется полезно.

Формула изобретения

Регулятор напряжения заряда емкост- ного накопителя, содержаший подключен-.

6 иый к источнику питания зарядный дрос"ель, параллельно которому присоединены последовательно соединенные разделительный вентиль и емкостный накопитель, основной тиристор, включенный последовательно с зарядным дросселем, узел емкостной искусственной коммутации, включаюший коммутируюший конденсатор и вспомогательные тиристоры, и блок управления, о .т л и ч а к ш и и с я тем, что, с целью повышения КПД, параллельно зарядному дросселю присоединена цепь из согласно включенных вспомогагельных тиристоров, причем коммутируюший конденсатор включен между обшей точкой вспомогательных тиристоров и средним выводом обмотки зарядного дросс еля.

БНИИПИ Заказ 36ЯО/13 Тираж 99 5 Подписное

Фипиап ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4