Устройство для заряда накопительного конденсатора

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 25.12.78 (21) 2700545/18-21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. К..

Н 03 К 3/53

Государственный комитет

Опубликовано 30.01.82. Бюллетень №4

Дата опубликования описания 05.02.82 (53) УДК 621.373..431 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения

А. Г. Николаев

Военный инженерный Краснознаменйый институт им. А. Ф. Можайского(71) Заявитель (54) УСТРОЛСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА НАКОПИТЕЛЬНОГО

КОНДЕНСАТОРА

Изобретение относится к импульсной технике, в частности к устройствам для заряда накопительных конденсаторов, используемых в качестве импульсного источника питания ламп, накачки оптических квантовых генераторов, в локационной технике, в установках электроискровой обработки материалов и т. п., импульсных потребителей энергии.

Известно устройство для заряда накопительного конденсатора, состоящее из источника питания, дозирующего дросселя, дозирующих конденсаторов и диодов (1) .

Это устройство имеет простую схему и, обеспечивая высокий КПД заряда, при рациональном выборе параметров имеет хорошие массогабаритные показатели. l5

Однако работа его в однотактном режиме приводит к плохому использованию типовой (габаритной) мощности источника переменного тока, что почти вдвое завышает габариты и массу системы питания импульсной нагрузки.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для заряда накопительного конденсатора, содержащее источник питания, зарядный

2 диод, управляемый ключ, накопительный конденсатор, одна из обкладок которого соединена с одной клеммой источника питания, а другая — с катодом зарядного диода, и дозирующий дроссель, один из выводов которого подсоединен к аноду зарядного ди-. ода (2) .

Однако это устройство, обеспечивая достаточно высокий КПД заряда, также характеризуется однотактным потреблением энергии источника переменного тока, что, ухудшая использование его типовой мощности, завышает массо-габаритные показатели устройства в целом.

Цель изобретения — улучшение массогабаритных показателей устройства для заряда накопительного конденсатора.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для заряда накопительного конденсатора, содержащее источник питания, зарядный диод, управляемый ключ, накопительный конденсатор, одна из обкладок которого соединена с одной шиной источника

1 питания, а другая — с катодом зарядного диода, и дозирующий дроссель, один из выводов которого подсоединен к аноду зарядного диода, введен дополнительный управ902226 источника питания 3 ограниченный дозирую- S0 щим дросселем 8, заряжает накопительный конденсатор 7. Энергия источника питания

3 в это время запасается также в дозирующем дросселе 8 (величина энергии пропорциональна индуктивности дозирующего дрос селя 8 и квадрату тока в его обмотке). Зарядныи ток в этом полупериоде вначале увеличивается по абсолютной величине, а затем достигает максимума. Если в это время ляемый ключ, а обмотка дозирующего дросселя выполнена с отводами по числу управляемых ключей, причем аноды управляемых ключей подключены к одной шине источника питания, катоды — к соответствующим отводам обмотки дозирующего дросселя, а другая шина источника питания соединена с другим выводом обмотки дозирующего дросселя.

Кроме того, в устройство для заряда накопительного конденсатора дополнительно введены дозирующий конденсатор и два диода, первый из которых подключен анодом к одной обкладке накопительного конденсатора, а катодом — к аноду второго диода, катод которого соединен с катодом управляемого ключа, причем дозирующий конденсатор одной обкладкой подключен к другому выводу дозирующе;о дросселя, а другой — к точке соединения двух диодов.

На фиг. 1 приведена схема устройства для заряда накопительного конденсатора; на фиг. 2 — возможный вариант выполнения устройства.

Устройство для заряда накопительного конденсатора содержит входные шины 1 и 2, соединенные с источником 3 питания, зарядный диод 4, две выходные шины 5 и

6, подсоединенные к ним накопитель-конденсатор 7, дозирующий дроссель 8, включенный между входной шиной 2 и анодом зарядного диода 4, отводы обмотки дозирующего дросселя через управляемые ключи

9 и 10 подключены к отрицательной выходной клемме 6.

Кроме этого, устройство для заряда накопительного конденсатора содержит дозирующий конденсатор ll, подключенный через диод 12 ко входной клемме 1. и диод

13, включенный между общей точкой диода 12 и дозирующего конденсатора 11 и катодом одного из управляемых ключей.

При рассмотрении работы устройства для заряда накопительного конденсатора условимся считать, что в первый и последующие (третий, пятый и т. д.) полупериоды изменения тока источника питания, его положительное напряжение подключено к шине 2, а отрицательное — к шине 1. Тогда в четных (втором, четвертом и т. д.) полупериодах полярность напряжения на входных шинах изменяет знак на противоположный.

Если заряд накопительного конденсатора 7 начинается в нечетный период, ток

SS

20 и

3S ао

4S управляемый ключ 9 открыт, то, за счет

ЭДС самоиндукции дозирующего дросселя

8, стремящейся поддержать ток заряда неизменным, энергия, запасенная от источника питания 3, передается в накопительный конденсатор 7. Эта передача энергии завершается в начале четного полупериода.

В четном полупериоде ток источника питания 3 за счет электромагнитной связи витков обмотки дозирующего дросселя 8, наводит на части его витков (фиг. 1) напряжение, поддерживающее ток заряда накопительного конденсатора 7, а последний увеличивает уровень энергии, запасаемой от источника.

По мере заряда накопительного конденсатора 7 напряжение на его обкладках повышается, что приводит к соответствующему уменьшению тока, потребляемого от источника 3. Однако, если вместо управляемого ключа 9 открыть управляемый ключ

I O, коэффициент трансформации дозирующего дросселя 8 изменяется, а напряжение на его (правой по схеме) части витков, осуществляющей заряд в нечетном полупериоде, повышается, что позволяет изменять зарядный ток по любому требуемому закону.

Так как число зарядных тиристоров и отводов от обмотки дозирующего дросселя 8 может быть выбрано любым, ступенчатое изменение коэффициента передачи легко изменять на каждом цикле заряда накопительного конденсатора. Кроме того, это изменение может быть произведено не только в начале нечетного полупериода, но и в любое фазовое время внутри полупериода.

При этом не только повышается напряжение заряда накопительного конденсатора 7 и скорость передачи в него энергии источника питания 3, но и улучшаются массогабаритные показатели устройства.

В варианте устройства (фиг. 2) в начале четного полупериода (в третьейчетверти периода) одновременно с зарядом накопительного конденсатора 7 производится заряд дозирующего конденсатора 11. Последний запасает энергию источника питания 3, пропорциональную емкости дозирующего конденсатора квадрату амплитуды напряжения источника.

Во второй половине четного полупериода (т. е. в четвертой четверти периода) энергия, запасенная дозирующим конденсатором

11, передается в накопительный конденсатор 7. В начальном полупериоде дозирующий конденсатор 11 заряжается противоположной полярностью, если напряжение накопительного конденсатора 7 меньше амплитудного значения источника питания 3.

Если напряжение накопительного конденсатора 7 больше амплитудного, но меньше удвоенного амплитудного значения напряжения источника, дозирующий конденсатор 11 разряжается в нечетном и заряжается в чет902226

Формула изобретения

Составитель В. Чорба

Редактор А. Мотыль Техред А. Бойкас Корректор В. Бутяга

Заказ 12418/69 Тираж 953 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам нзобретеннй н открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ном полупериодах, дополнительно повышая скорость передачи энергии в накопительный конденсатор 7.

Передача энергии источника 3 питания по этому каналу прекращается, когда напряжение накопительного конденсатора 7 достигает удвоенного амплитудного значения напряжения источника. Так как заряд накопительного конденсатора 7 за большее число периодов изменения тока источника

3 питания характеризуется в общем случае емкостным коэффициентом мощности, включение в цепь заряда дозирующего дросселя 8 способствует повышению этого коэффициента.

Если заряд накопительного конденсатора 7 начинается в четном полупериоде, энергия источника питания передается по цепям, рассмотренным выше.

l. Устройство для заряда накопительного конденсатора, содержащее источник питания, зарядный диод, управляемый ключ, накопительный конденсатор, одна из обкладок которого соединена с одной шиной источника питания, а другая — с катодом зарядного диода, и дозирующий дроссель, один из вь1водов которого подсоединен к аноду зарядного диода, отличающееся тем, что, с целью улучшения массо-габаритных показателей, в устройство введен дополнительный управляемый ключ, а обмотка дозирующего дросселя выполнена с отводами по числу управляемых ключей, причем аноды управляемых ключей подключены к одной шине источника питания, катоды к соответствующим отводам обмотки дозирующего дросселя, а вторая шина источника питания соединена с другим выводом обмотки дозирующего дросселя.

2. Устройство по п. 1,отличающееся тем, что в него дополнительно введены дозирующий конденсатор и два диода, первый из которых подключен анодом к одной обкладке накопительного конденсатора, а катодом — к аноду второго диода, катод которого соединен с катодом управляемого ключа, причем дозирующий конденсатор одной обкладкой подключен к другому выводу дозирующего дросселя, а другой — к точке

20 соединения двух диодов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Булатов О. Г. и др. Тиристорные схемы включения высокоинтенсивных источников света. М., 1975, с. 156, рис. 5 — 34.

2. Там же, с. 137, рис. 5 — 138 (прототип).