Устройство для зарядки накопительных конденсаторов

 

О П И С А Н И Е < 884060

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 20.03.79 (21) 2740058/18-21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.s

Н 02 М 9/04

Госудорствениый комитет

Опубликовано 23.11.81. Бюллетень № 43

Дата опубликования описания 23.11.81 по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.382. .029.71 (088.8) (72) Автор изобретения

А. М. Красковский (71) Заяки1ель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ЗАРЯДКИ

НАКОПИТЕЛЬНЫХ КОНДЕНСАТОРОВ

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах питания источников высокоинтенсивного света, импульсных газоразрядных ламп и других мощных импульсных устройств.

Известно устройство, содержащее источник питания, индуктивный элемент, тиристоры и блок управлений тиристорами 11).

Недостатком этого устройства является его низкая н а деж ность.

Наиболее близким к изобретению является устройство для зарядки накопительных конденсаторов, содержащее источник зарядного напряжения, первый вход которого соединен с первой шиной питания, а вто-, рой — со вторым выводом первого резистора через параллельно включенные первый резистор и прерыватель со второй шиной питания, первый выход источника зарядного напряжения соединен с первыми обкладками накопительных конденсаторов, с первым выводом разрядного элемента и с общей шиной, второй вывод источника зарядного напряжения через дроссель соединен 20 со второй обкладкой, первого конденсатора, которая через индуктивный фильтр соединена со второй обкладкой второго накопи2 тельного конденсатора и со вторым выводом разрядного элемента 121.

Недостатком этого устройства является

его низкая надежность.

Цель изобретения — повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для зарядки накопительного конденсатора, содержащее источник зарядного напряжения, первый вход которого сое динен с первой шиной питания. а второй через параллельно соединенные прерыватель и первый резистор — со второй шиной питания, первый выход источника зарядного напряжения соединен с первыми обкладками накопительных конденсаторов, с первым выводом разрядного элемента и с общей шиной, второй вывод источника зарядного напряжения через дроссель соединен со второй обкладкой первого накопительного конденсатора, которая через индуктивный фильтр соединена со второй обкладкой второго накопительного конденсатора и со вторым выводом разрядного элемента, введены источник управляющего сигнала, делитель напряжения, генератор релаксацион

884060 з ный, компаратор, транзистор, второй резистор, диод и тумблер, причем входы источника управляющего напряжения соединены с . шинами питания, первый выход источника управляющего сигнала соединен с эмиттером транзистора, с общей шиной генератора релаксационного и источника зарядного напряжения, делитель напряжения подключен к обкладкам второго зарядного конден.сатора, второй выход источника управляющего сигнала соединен через последовательно соединенные тумблер, второй резистор и диод с коллектором транзистора и с первым входом генератора релаксационного, третий выход источника управляющего сигнала соединен с первым входом компаратора, второй вход которого подключен к первому выходу делителя напряжения, второй выход которого соединен со вторым входом генератора релаксационного, выход компаратора соединен с базой транзистора, выходы генератора релаксационного соединены с соответствующими входами прерывателя.

При этом генератор релаксационный выполнен на двухбазовом диоде, первая база которого подключена через первичную обмотку трансформатора к общей шине, а змиттер соединен с первым входом генератора релаксационного непосредственно, со вторым входом и второй базой двухбазового диода — через третий резистор и с общей шиной — через конденсатор, первый вывод вторичной обмотки трансформатора непосредственно, а второй через четвертый резистор соединены с выходами генератора релаксациойного.

На чертеже представлена схема устройства для зарядки накопительного конденсатора.

Устройство для зарядки накопительного. конденсатора содержит источник 1 зарядного напряжения, первый вход которого подключен к шине 2 питания, а второй вход соединен через параллельно соединенные резистор 3 и прерыватель 4 с шиной 5 питания, первый выход источника 1 соединен с первыми обкладками накопительных конденсаторов 6 и 7, с первыми выводами разрядного элемента 8 и с делителем 9 напряжения, второй вывод источника 1 через дроссель 10 соединен со второй обкладкой конденсатора 6, которая через фильтр 11 соединена со второй обкладкой конденсатора 7, со вторыми выводами делителя 9 и элемента 8, входы источника 12 управляющего сигнала соединены с шинами

2 и 5 входного сигнала, первый вывод источника 12 соединен с эмиттером транзистора 13, с первыми выводами генератора 14 релаксационного и источника 1, второй вывод источника 12 соединен через последовательно соединенные тумблер 15, резистор 16 и диод 17 — с первым выводом генератора 14 и коллектором транзистора 13.

4 база которого соединена с выходом компаратора 18, первый вход которого соединен с третьим выводом источника 12, а второй вход — с первым выходом делителя 9, второй выход которого соединен со вторым выводом генератора 14, выходы генератора

14 соединены с соответствующими выводами прерывателя 4. Кроме того, источник 1 содержит трансформатор 19, выпрямительный мост 20, переключатель 2!. Делитель 9 содержит резистор 22 и потенциометр 23. !

О Генератор !4 содержит резисторы 24 и 25 двухбазовый диод 26, трансформатор 27 и конденсатор 28. Источник 12 содержит трансформатор 29, выпрямительный мост 30 резистор 31, потенциометр 32 и стабилитрон 33.

Устройство для заряда накопительных конденсаторов работает следующим образом.

На первый вход компаратора 18 с передвижного контакта потенциометра 23 по20 ступает линейно нарастающее напряжение

Бв»х, а на,второй вход компаратора 18 с передвижного контакта поте нциометра

32. поступает трапециидальное напряжение (U ), При Ugb, U на выходе компара25 тора 18 имеется отрицательное напряжение, закрывающее транзистор 13, а при U» )

> U на выходе ком паратора 8 имеется положительное напряжение, открывающее транзистор 13. Таким образом, в каждый полупериод питающего напряжения, в момент перехода синусоиды через нуль тран30 зистор 13 открывается и разряжает конденсатор 28. В интервале времени между открытыми состояниямй транзистора 13 происходит заряд конденсатора 28 от напряжения с накопительного конденсатора 7

35 и разряд конденсатора 28 через переход эмиттер-база двухбазового диода 26 на первичную обмотку трансформатора 27 при достижении напряжения на конденсаторе 28 значения, равного порогу срабатывания двухбазового диода 26. При каждом

40 таком разряде конденсатора 28 формируются импульсы, открывающие прерыватель 4, и происходит подключение первичной обмот-. ки трансформатора 19 к шинам 2 и 5 питания. Таким образом, в течение каждого

4 полупериода на определенное время открывается цепь заряда конденсаторов 6 и ?.

Время открытого состояния прерывдтеля 4 в каждом полупериоде определяется .только значением напряжения на накопитель ном конденсаторе 7, так как время восста50 новления двухбазового диода 26 определяется постоянной времени цепочки, состоящей из резистора 24 и конденсатора 28, неизменной в процессе работы устройства и и напряжения питания этой цепочки, т. е. напряжением накопительного конденсатора 7. Поскольку напряжение на накопитель,ном конденсаторе 7 с каждым полупериодом заряда возрастает на определенную

884060

t5

4О

Формула изобретения

5 величину, время заряда конденсатора 28 уменьшается и, соответственно время открытого состояния прерывателя 4 увеличивается на определенную величину, причем эти приращения напряжения и времени изменяются эа весь цикл заряда незначительно, что и приводит к постоянству тока заряда конденсаторной батареи.

В конце цикла заряда напряжение на конденсаторной батарее достигает значения при котором выполняется условие Ue„„ ü

>11т, и на выходе компаратора 18 всегда имеется положительное напряжение, открывающее транзистор 13. Очевидно, что при этом конденсатор 28 не заряжается, прерыватель 4 не открывается и заряд накопительного конденсатора 6 прекращается.

Таким образом, конденсаторы 6 и 7 накопили достаточное количество энергии и готовы,для формирования мощных импульсов. Импульс формируется при запуске разрядного элемента 8.

Следующий цикл заряда конденсаторов

6 и 7 начинается с момента начала их разряда, а рост напряжения — с минимального остаточного напряжения, при котором закрывается разрядный элемент 8.

Для первоначального пуска устройства тумблер 15 замыкает цепь заряда конденсатора 28 до момента автоматического самоподхвата, установленного режимом заряда конденсаторов 6 и 7. Происходит это после превышения скорости заряда конденсатора 28 от накопительного конденсатора ? по сравнению со скоростью заряда его через тумблер 15.

В данном устройстве заряд накопитель. ных конденсаторов 6 и 7 осуществляется током по значению близким к постоянному за продолжительный промежуток времени, а напряжение на накопительном конденсаторе 7 при заряде изменяется по закону близкому к линейному, что позволяет снизить требования по допустимому току к мосту 20, уменьшить установочные мощности трансформатора 19 и дросселя 10, так как уменьшаются потери энергии в трансформаторе 9 и дросселе О.

Все это позволяет значительно повысить

КПД устройства для заряда накопительных конденсаторов.

l. Устройство для зарядки накопительного конденсатора, содержащее источник зарядного напряжения, первый вход которого соединен с первой шиной питания, а второй через параллельно соединенные прерыватель и первый резистор соединен со второй шиной

6 питания, первый выход источника зарядного напряжения соединен с первыми обкладками накопительных конденсаторов, с первым выводом разрядного элемента и с общей шиной, второй вывод источника зарядного напряжения через дроссель соединен со второй обкладкой первого накопительного конденсатора, которая через индуктивный фильтр соединена са второй обкладкой второго накопительного конденсатора и со вторым выводом разрядного элемента, отличающееся тем, что, с целью повышения КПД, в него введены источник управляющего сиг.. нала, делитель напряжения, генератор релаксационный, компаратор, транзистор, второй резистор, диод и тумблер, причем входы . источника управляющего напряжения соединены с шинами питания, первый выход источника управляющего сигнала соединен с эмиттером транзистора, с общей шиной генератора релаксационного и источника зарядного напряжения, делитель напряжения подключен к обкладкам второго зарядного конденсатора, второй выход источника управляющего сигнала соединен через последовательно соединенные тумблер, второй резистор и диод — с колектором транзистора и с первым входом генератора релаксационного, третий выход источника управляющего сигнала соединен с первым входом компаратора, второй вход которого подключен к первому выходу делителя напряжения, второй выход которого соединен со вторым входом генератора релаксационного, выход компаратора соединен с базой транзистора, выходы генератора релаксационного соединены с соответствующими входами прерывателя.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что генератор релаксационный выполнен на двухбазовом диоде, первая база которого подключена через первичную обмотку трансформатора к общей шине, а эмиттер соединен с первым входом генератора релаксационного непосредственно, а со вторым входом и второй базой двухбазового диода — через третий резистор и с общей шиной — через конденсатор, первый вывод вторичной обмотки трансформатора непосредственно, а второй через четвертый резистор соединены с выходами генератора . рел а кса ци он ного.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 539354, кл. Н 02 J 3/10, 17,05.74.

2. Авторское свидетельство СССР № 609194, кл.. Н 02 М 9/04, 04.10.76.

-0

Составитель Н. Коновалов

Редактор H. Гунько Техред А. Бойкас Корректор А. Фереип

3 а к аз 1 0250/81 Тираж 733 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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