Устройство для заряда накопительного конденсатора

 

Союз Советски н

Социапистичесиин

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ iii 892673 (61) Дополнительное к авт. свил-ву— (22) Заивлено 27. 12. 79 (21) 2859521/21 с присоединением заявки №вЂ” (S1) M. K.

Н 03 К 3/53 (23) Приоритет

1осударстаенный квинтет

СССР но делам нэобретеннй н етнрытнй

Опубликовано 23. 12,81. Бюллетень №47

Дата опубликования описания 23. 12.81 (53) УДК 621.31.1.6 (088.8) В. Я. Константинов, Д. Б. КоФман, П. Е. Ломоносова,""б»дсапом нико в и В.P.×oðáà (72) Авторы изобретения т

Московский авиационный институт им. Сер о ОрджоникиДзе -: -

/ (71) Заявитель нам -а (54} УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА НАКОПИТЕЛЬНОГО КОНДЕНСАТОРА

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для зарядки накопительных конден" саторов в генераторах мощных импульсов, питающих оптические квантовые генераторы, плазменные двигатели, сварочные агрегаты и т.д.

Известно устройство для зарядки накопительного конденсатора, содержащее зарядные тиристоры, дозирующие конденсаторы, зарядный дроссель и накопительный конденсатор (1).

Недостатком этого устройства,является сравнительно низкая надежH0cTb работы. Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является устройство для заряда накопительного конденсатора, содержащее два дозирующих конденсатора, входной и двухобмоточный выходной дроссели, семь тиристоров и два диода Г23 °

Недостатки этого устройства связаны, в первую очередь, с рекупирацией остаточной энергии из дозирующих конденсаторов в выходной дроссель, который выполняют роль индуктивного накопителя, имеющего невысокий КПД, повышение которого может . быть достигнуто лишь за счет увеличения массы дросселя. Кроме того, при каждом цикле дозирования ток, за" пасенный в выходном дросселе, пере- . то брасывается из ветви одного тиристора в ветвь с другим тиристором. В ре" зультате значения di/dt в пяти тиристорах из семи оказываются по" вышенными, что приводит к их neperpet$ ву, Это вызывает дополнительное ухудшение КПД и увеличение массы теплоотводящих радиаторов.

Цель изобретения " повышение коэффициента полезного действия и улучшение массо-габаритных показателей устройства.

Эта цель достигается тем, что в устройство для заряда накопительного конденсатора, содержащее первый

3 89 и второй дозирующие конденсаторы, первые обкладки которых соединены с отрицательным полюсом источника питания, первый и второй тиристоры, аноды которых через первый дрос" сель соединены с положительным полюсом источника питания, третий и четвертый тиристоры, катоды. которых соединены с первым выводом первичной обмотки второго дросселя и катодом пятого тиристора, шестой и седьмой тиристоры, аноды которых соединены с вторым выводом первичной обмотки второго дросселя и анодом первого диода, катод которого соединен с отрицательным полюсом источника питания, причем вторая обкладка первого дозирующего конденсатора соединена с катодом первого, анодом третьего и катодом шестого тиристоров, вторая обкладка второго дозирующего конденсатора соединена с катодом второго, анодом. четвертого и катодом седьмого тиристоров, а вторичная обмотка второго дросселя через второй диод подключена к на" . капитальному конденсатору, введены дополнительный конденсатор и восьмой тиристор, причем дополнительный конденсатор включен между катодом первого диода и точкой соединения анода пятого тиристора с катодом восьмого тиристора, анод котороto соединен со вторым выводом первичной обмотки второго дросселя.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема устройства.

Устройство содержит первый дроссель 1, через которй аноды первого и второго тиристоров 2 и 3 подклю" чены к положительной шине источника питания. Катоды тиристоров 2 и 3 соединены соответственно с анодами третьего и четвертоГо тиристоров

4 и 5 и первыми обкладками первого и второго дозирующих конденсаторов

6 и 7, вторые обкладки которых соединены с отрицательным полюсом источника питания, катодом первогб диода

8 и первой обкладкой дополнительного конденсатора 9. Катоды тиристоров

4 и 5 соединены с первым выводом первичной обмотки 10 второго дросселя 11 и катодом пятого тиристора l2. Второй вывод обмотки 10 соединен с анодом диода 8 и анодами шестого и седьмого тиристоров 13 и

14, катоды которых соединены соответ2673

5 о

25 зо

40 ственно с катодами тиристоров 2 и 3, Анод тиристора 12 соединен со второй обкладкой конденсатора 9 и катодом восьмого тиристора 15, анод которого соединен со вторым выводом обмотки 10 дросселя 11, вторичная обмотка 16 которого через второй диод 17 подключена к накопительному конденса ору 18.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении напряжения на конденсаторах 6,7 и 9 равны нулю.

При включении устройства в блоке управления (не показан) формируются импульсы U„ — U,. сдвинутые по времени относительно друг друга на время равное половине периода работы устройства. Импульсы 01 поступают на входы теристоров 2,5 и 15, а импульсы U на входы тиристоров 3,4 и 15.

Кроме того, в блоке управления формируются управляющие импульсы 0, сдвинутые относительно импульсов U и 0 на время дй )й t<, и импульсы U,, Управляющие импульсы 0 поступают на входы тиристоров 13,14 и 12, а импульсы U4 на входы тиристоров 12 и l5, на время паузы в зарядных циклах накопительного конденсатора 18.

При подаче импульса U открывается тиристор 2 и происходит колебательный заряд дозирующего конденсатора б до удвоенного напряжения источника питания. Гиристоры 5 и l5 не открываются, так как напряжение на конденсаторах 7 и 9 равны нулю. По этой же причине не,открываются тиристоры 12 и 14 при подаче управляющего импульса Uq.

При поступлении импульса Uq открывается тиристор 3 и происходит колебательный заряд второго дозирующего конденсатора 7 до удвоенного напряженин источника питания. Одновременно с этим закрывается первый выходной тиристор 2, открывается тиристор 4 и происходит колебательный переразряд конденсатора 6 по цепи: тиристор 4 - обмотка 10 дросселя 11 диод 8 -. конденсатор 6. В момент, когда обратное напряжение на конденсаторе 6 превысит (с учетом коэффициента трансформации дросселя 11) напряжение на накопительном конденсаторе 18 последний начнет заряжаться по цепи: обмотка 16 дросселя ll диод 17 - конденсатор 18. Эти процес8926

40

Формула изобретения

5 сы будут протекать до поступления импульса Ug, при подаче которого тиристоры 12 и 13 открываются, что вызовет закрывание тиристора 4.

С этого момента начнется колебательный разряд первого дозирующего конденсатора 6 по цепи; конденсатор 6 " конденсатор 9 - тиристор 12 - обмотка 10 дросселя ll - тиристор 13. Когда напряжение на конденсаторе 6 дости- 0 гает почти нулевого уровня тиристор

13 закрывается, а диод 8 открывается и .энергия, запасенная в дросселе 11, полностью передается в конденсатор 9 по цепи: диод 8 - конденсатор 9 — тиристор 12. По окончании этого процесса тиристор 12 закрывается.

При подаче следующего управляюще- 20 го импульса 0 вновь открывается тиристор 2, через который происходит колебательный заряд конденсатора

6 до удвоенного напряжения источника питания. Одновременно открываЮтся 2$ тиристоры 5 и 15 и происходит переразряд конденсатора 7 по цепи: второй тиристор 5 - обмотка .10 дросселя 11 - тиристор 15 " дополнитель" ный конденсатор 9 - конденсатор 7.

Когда напряжение на конденсаторе 9 достигает почти кулевого уровня ти" ристор 15 закрывается, а диод 8 открывается, и далее переразряд конденсатора 7 происходит по цепи: тиристор 5 — обмотка 10 дросселя 11 диод 8 - конденсатор 7. С момента, когда обратное напряжение на конденсаторе 7 превысит (с учетом коэффициента трансформации дросселя 11) напряжение на накопительном конденсаторе 18, одновременно с процессом переразряда конденсатора 7 начнется дальнейший дозаряд конденсатора 18 через диод 17. Эти процессы будут протекать до поступле" ния импульса U>, при подаче которого откроются тиристоры 14 и 12Ä что вызовет закрывание тиристора 5 и колебательный разряд конденсатора 7 по цепи: конденсатор 9 — тиристор 12обмотка 10 дросселя 11 - тиристор 14 конденсатор 7. Когда напряжение на конденсаторе 7 достигнет почти нулевого уровня тиристор 14 закрывает55 ся и энергия, запасенная в дросселе 11, полностью передается в конденсатор 9 по цепи: диод 8 - конденсатор 9 - тиристор 12 - обмотка 10

73 дросселя 11. flo окончании этого про" цесса тиристор 12 закрывается.

Далее процессы, описанные выше, многократно повторяются. При этом происходит заряд накопительного конденсатора 18 до заданного уровня напряжения. Благодаря нулевым начальным условиям на дозирующих конденсаторах 6 и 7 при каждом цикле дозирования этот заряд осуществляется с постоянным отбором мощности от источника питания.

Во время паузы в зарядном цикле накопительного конденсатора 18 на входы тиристоров 12 и 15 подается управляющий импульс U. При этом энергия из конденсаторов 6 и 7 передается колебательно в дроссель ll и запасается в нем в виде тока, протекающего по цепи: тиристор 15 -. тиристор 12 - обмотка 10 дросселя 11, При возобновлении зарядного цикла управляющий импульс Ug с тиристо;ров 12 и 15 снимается и энергия, запасенная в дросселе 11. за время паузы, передается в накопительный конденсатор 18, вышеописанным путем.

Таким образом, .введение тиристо- ра 15 и дополнительного конденсатора .9 позволило осуществить накопление остаточной энергии дозирующих конt денсаторов не в выходком дросселе, а в дополнительном конденсаторе, что . в свою очередь, позволило снизить постоянную составляющую тока в дросселе 11 и уменьшить значения д1/dt в тиристорах 4,5,12,13 и 14. Это привело к соответствующему повышению КПД и улучшению i ассо-габаритных показателей устройства в целом.

Устройство для заряда накопительного конденсатора, содержащее йервый и второй дозирующие конденсаторы, первые обкладки которых соединены с отрицательным полюсом источника питания, первый и второй тиристоры, аноды которых через первый дроссель соединены с положительным полюсом источника питания, третий и четвер" тый тиристоры, катоды которых соединены с первым выводом первичной обмотки второго дросселя и катодом пятого тиристора, шестой и седьмой тиристоры, аноды которых соединены

Составитель Щедрина

Техред Л. Пекарь Корректор Л.Шеньо

Редактор В.Лазаренко

Заказ 11281/83 Тираж 9.91 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и отрытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

892673 8 с вторым выводом первичной обмот- ния массо-габаритных показателей, вве" ки второго дросселя и анодом перво- дены дополнительный конденсатор и го диода, катод которого соединен восьмой тиристор, причем дополнис отрицательным полюсом источника тельный конденсатор включен между питания, причем вторая обкладка катодом первого диода и точкой первого дозирующего конденсатора сое- соединения анода пятого тиристора с динена с катодом первого, анодом треть- катодом восьмого тиристора, анод коего и катодом шестого тиристоров, торого соединен с вторым выводом вторая обкладка второго дозирующего первичной обмотки второго дросселя. конденсатора соединена с катодом второго, анодом четвертого и катодом Источники информации, седьмого тиристоров, а вторичная принятые во внимание, при экспертизе обмотка второго дросселя через вто- 1. "Проблемы технической электророй диод подключена к накопительному динамики", 1970, Ю 24, Киев, ИЭД АН конденсатору, о т л и ч а ю щ е е с я >s УССР, с. 103. тем, что, с целью повышения коэффи- 2, Авторское свидетельство СССР циента полезного действия и улучше- и 748814, кл. Н 03 K 3/53, 1977.