Устройство для шаговой зарядки нако-пительного конденсатора

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<»847494

Союз Советскик

Социалистические

Республик (61) Дополнительное к авт. свих-ву(22) Заявлено 15. 11. 78 (21) 2686866/18-21 с присоелннением заявки РЙ— (23) Приоритет

Опубликовано 15,07. 81. Бюллетень Xi 26 (51)M. Кл.

Н 03 К 3/53

Гввударстввлный комнтет

СССР до делам лавбретеннк в вткрытл11 (53) УДК 621.373 ° ..431(088 ° 8) Дата опубликования описания 18.07.81 (72) Авторы изобретения

А.Г. Бомко, В.С. Иванов, Д.И. Панфилов и Л.В Савельев

1 (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ШАГОВОЙ ЗАРЯДКИ НАКОПИТЕЛЪНОГО

КОНДЕНСАТОРА

Изобретение относится к импульсной технике, в частности к устройствам для питания газоразрядных ламп.

Известно устройство с индуктивным токоограничением состоящее иэ пред образователя напряжения, зарядного дросселя, установленного в цепи первичного источника питания, выходного инверторного трансформатора, имеющего ряд вторичных обмоток с различным коэффициентом трансформации, зарядных цепей, состоящих иэ выпрямительных мостов, транзисторных ключей и коммутирующих диодов, и генератора тактовых импульсов, управляющего работой транзисторных ключей с1j

Однако в данном устройстве равномерный отбор мощности от первичного источника электропитания достигается при значительном увеличении числа 20 вторичных обмоток инверторного транс-, форматора и коммутирукщих элементов.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является зарядное устройство, содержащее инвертор тока, подключенный к источнику питания и содержащий датчик потребляемого тока, повышакяций трансформатор, имеющий К вторичных обмоток К выпФ рямительных мостов., каждый из которых подключен к выводам соответствующих вторичных обмоток трансформатора, К управляемых ключей, каждый из которых подключен к одному иэ выходов соответствующего выпрямительного моста, К развязывакщих диодов, включенных в обратном направлении между соответствунацим управляемым ключом и другим выходом выпрямительного моста, причем все развяэывающие диоды вклю- чены между собой последовательно согласно и параллельно им включен накопительный конденсатор, а также распределитель импульсов управления ключами 2, Недостатком этого устройства является повышенное падение напряжения на токоограничивакацих транзисторах

3 84749 инвертора тока при повышенном напряжении питания. Это объясняется тем, что моменты очередной коммутации ключей не зависят от величины питающего напряжения, и это приводит к снижению КПД устройства.

Цель изобретения — повышение КПД при стабилизации формы потребляемого тока от первичного источника питания.

Поставленная цель достигается тем, 10 что устройство для шагoBой зарядки накопительного конденсатора, содержащее инвертор тока, подключенный к источнику питания и содержащий датчик потребляемого тока, повышакщий транс- 15 форматор, имеюший К вторичных обмоток, К выпрямительных мостов, каждый из которых подключен к выводам соответствукщих вторичных обмоток трансформатора, К управляемых ключей, каждый 20 из которых подключен к одному из выходов соответствующего выпрямительного моста, К развязывакщих диодов, включенных в обратном направлении между соответствующим управляемым клю- 25 чом и другим выходом выпрямительного моста, причем все развязыванщие диоды включены между собой последовательно согласно и параллельно им включен накопительный конденсатор, а также 30 распределитель импульсов управления ключами, снабжено пороговым устройством, вход которого соединен с выходом датчика потребляемого тока, а выход— со входом распределителя импульсов 55 управления ключами.

На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — эпюры напряжений в основных ее точках. 40

Устройство шаговой зарядки накопительного конденсатора состоит из инвертора 1 тока, включакщего в свой состав задакщий генератор 2 тока, электрический шунт 3 и усилитель мощ- 45 ности, выполненный на транзисторах

4 и 5, повышакицего трансформатора 6, имекщего четыре вторичных обмотки с различным коэффициентом трансформации, четырех выпрямительных мостов из 50 диодов 7-10, 1 1-14, 1 5-1 8, 19-22, транзисторных ключей 23-26, коммутирукщих диодов 27-30, накопительного конденсатора 31, распределителя 32 импульсов управления ключами и порогового устройства 33.

Работа устройства происходит следукщим образом.

4 4

Задакщий генератор 2 тока вырабатывает переменное напряжение прямоугольной формы, которое поступает на базы транзисторов 4 и 5. Стабилизация зарядного тока, потребляемого от первичного источника питания, осуществляется при помощи напряжения, которое снимается с электрического шунта 3 обратной связи и поступает на регулирующий вход источника тока.

Управление процессом переключения вторичных обмоток повышающего трансформатора осуществляется распределителем 32 импульсов с помощью транзисторных ключей 23-26. Работа распределителя 32 импульсов начинается в момент окончания разрядки накопительного конденсатора 31 на нагрузку (на фиг. разрядный ключ и нагрузка не показаны) или в момент подключения устройства к первичному источнику питания. В первый начальный момент времени распределитель 32 импульсов включает транзистор 26 и при этом с учетом коэффициента трансформации нижней вторичной обмотки трансформатора 6 происходит зарядка накопительного конденсатора 31 При этом зарядный ток вторичной цепи трансформатора протекает через выпрямительный мост

19-22, транзистор 26, диоды 29, 28, 27 и конденсатор 31. В момент времени, при котором напряжение на накопительном конденсаторе равно напряжению первичного источника питания с учетом коэффициента трансформации нижней вторичной обмотки и с учетом потерь напряжения на элементах 4, 5, 6, 19-22, 26, 19"27, срабатывает пороговое устройство 33. Срабатывание порогового устройства вызвано снижением потребляемого тока от первичного источника питания ниже установленной величины из-за перехода транзисторов

4 и 5 в режим насыщения, при котором они не могут выполнять функцию регулятора тока. При этом на его выходе образуется импульс, который поступает на вход распределителя 32 импульсов.

При воздействии этого импульса распределитель 32 импульсов отключает транзистор 26 и включает транзистор 25.

Включением транзистора 25 заряд накопительного конденсатора происходит через другую вторичную обмотку трансформатора, через диоды 15-)8, транзистор 25 и диоды 28, 27, 30.

5 84 749

Для обеспечения требуемого режима работы зарядной цепи во время второго шага коэффициент трансформации этой обмотки выбирается обычно в 2 раза больше по сравнению с первой вторичной обмоткой. При включении в зарядную цепь второй вторичной обмотки транзисторы 4 и 5 автоматически переходят из режима насыщения в режим

1Î

0

0

0

0

0

10

l2

l3

14

15

На эпюре 34 показан характер изменения напряжения на одной из обмоток повышающего трансформатора 6, на этноре 35 — тока в цепи накопительного конденсатора, а на эпюре 36 — тока в цепи первичного источника питания.

Увеличение КПД при использовании изобретения обеспечивается за счет полного использования выходного напряжения преобразователя при всех допустимых изменениях напряжения питания.

Полный цикл зарядки накопительного конденсатора состоит из 15 шагов. В . результате каждого шага работы устройства напряжение на конденсаторе увеличивается на одинаковую величину, при этом длительность каждого последунщего зарядного шага возрастает на величину, равную длительности первого зарядного шага.

На фиг ° 2 представлены эпюры напряжений и токов основских точек схема.

4 6 источника тока. После окончания второго зарядного шага аналогичным сбразом происходит дополнительное включение транзистора 26, в результате которого одновременное включение двух вторичных обмоток трансформатора вызывает увеличение энергии в накопительном конденсаторе.В таблице показаны все этапы работы транзисторныхключей, Формула изобретения

Устройство для шаговой зарядки накопительного конденсатора, содержащее инвертор тока, подключенный к источнику питания и содержащий датчик потребляемого тока, повышающий трансформатор, имекщий К вторичных обмоток, К выпрямительных мостов, каждый иэ которых подключен к выводам соответствующих вторичных обмоток трансформатора, К управляемых ключей, каждый из которых подключен к одному из выходов соответствующего выпрямительного моста, К развязывающих диодов, включенных в обратном направлении между соответствующим управляемым ключом и другим выходом выпрямительного моста, причем все развязывакицие

7494 8 диоды включены между собой последовательно согласно и параллельно им включен накопительный конденсатор, а также распределитель импульсов управления ключами, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения К1Щ при стабилизации потребляемого от источника питания тока, оно снабжено пороговым устройством, вход

10 которого соединен с выходом датчика потребляемого тока, а выход — со входом распределителя импульсов управления ключами.

Источники информации, 1б принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритации 1tl.231.500, кл . Н 2 Н, 1972.

2. Патент США. Ф 3.750.005 кл . 321-18, 1973.

847494

Составитель В. Чорба

Техред 3. Фанта Корректор M. Шароши

Редактор М.Циткина

Заказ 5521 84 Тираж 988 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I13035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул . Проектная, 4