Устройство для зарядки накопительного конденсатора

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 06. 03. 81 (21) 3256166/18-21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет—

Опубликовано300882. Бюллетень ¹ 32

Р М g> з

H. 03 К 3/53 Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 374 (088.8) Дата опубликования описания 3рр882.1 .,Ф

Л.Е. Ломоносов, E.A. Стрижов и В.P. Чбрба.::

Ъ (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДКИ НАКОПИТЕЛЬНОГО

КОНДЕНСАТОРА

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для зарядки накопительных конденсаторов генераторов мощных импульсов с потреблением постоянной мощности от источника питания.

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

Недостатком известного устройстsa являются сравнительно низкие массогабаритные показатели.

Наиболее близкое к предлагаемому устройство для зарядки накопительного конденсатора содержит два дозирующих конденсатора, первые обкладки которых соединены с катодом развяэывающего диода и отрицательным выводом источника питания, вторая обкладка каждого из дозирующих

)конденсаторов соединена с катодом соот: ветствующего входного тиристора, анод каждого из входных тиристоров через входной дроссель подключен к положительному выводу источника питания, два разрядных тиристора, катоды которых соединены между собой, и зарядный трансформатор, являющийся одновременно зарядным дросселем, причем к его вторичной обмотке через выпрямитель подключен накопительный конденсатор

Недостатками известного устройства являются его сложность, невысокие надежность и КПД, а также массогабаритные характеристики..

Цель изобретения — повышение КПД и улучшение массогабаритных характеристик °

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее два дозирующих конденсатора, первые обкладки которых соединены с катодом раэвяэывающего диода и отрицательным выводом источника питания, вторая обкладка каждого иэ доэирующих конденсаторов соединена с катодом соответствующего входного тиристора, анод каждого из входных тиристоров через входной дроссель соединен с положительным выводом источ25, ника питания, два разрядных тиристора, катоды которых соединены между собой, .и зарядный трансформатор, к вторичной обмотке которого через выпрямитель подключены соединенные

30 последовательно зарядный дроссель

955515 и накопительный конденсатор, введены вспомогательные и разрядные диоды, причем анод каждого из разрядных диодов соединен с катодом соответствующего всмопогательного диода и второй обкладкой соответствующего доэирующего конденсатора, катод первого разрядного диода соединен с одним выводом первичной обмотки зарядного трансфор. матора и анодом первого разрядного тиристора, катод второго разрядного диода соединен с другим выводом первичной обмотки зарядного трансформатора и анодом второго разрядного тиристора, катод которого соединен с анодами раэвязывающего и вспомогательных диодов.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства.

Устройство содержит входной дрос сель 1, через который к положитель.ному выводу источника питания подключены аноды входных тиристоров 2 и 3, катод каждого иэ которых соединен с второй обкладкой соответствующего дозирующего конденсатора 4 или 5, катодом соответствующего вспомогательного диода б или 7, анодом соответствующего разрядного диода 8 или 9, катод первого из которых соединен с анодом первого разрядного тиристора 10 и одним концом первичной обмотки 11 зарядного трансформатора 12, к вторичной обмотке 13 которого подключены выпрями-35 тель 14, зарядный дроссель 15.и накопительный конденсатор 16, образующие зарядный контур. Кроме того, устройство содержит второй разрядный тиристор 17 и развязывающий 4() диод 18, катод которого объединен с первыми обкладками дозирующих конденсаторов 4 и 5 и отрицательным выводом источника питания. Анод развязывающего диода 18 соединен с 45 анодами вспомогательных диодов 6 и

7 и катодами разрядных тиристоров

10 и 17. Анод второго разрядного тиристора 17 соединен с другим концом первичной обмотки 11 зарядного трансформатора 12 и катодом второго разрядного диода 9.

Устройство работает следующим образом. ,, В начале зарядного цикла напряжейия на доэирующих конденсаторах

4 и 5 и накопительном конденсаторе

16 равны нулю. Блок управления (не показан) подает поочередно на управляющие электроды тиристоров 2, 17, 3 и 10 управляющие импульсы. Пауза 69 между управляющими импульсами должна быть больше половины периода собственных колебаний контуров, образованных входным дросселем 1 и доэирующими конденсаторами 4 и 5. " 65

При открывании входного тиристора 2 происходит колебательная зарядка доэирующего конденсатора 4 до двойного (беэ учета потерь) напряжения источника питания, после чего входной тиристор 2 закрывается обратным напряжением.

При открывании второго разрядного тиристора 17 доэирующий конденсатор 4 колебательно разряжается по цепи: вторая обкладка доэирующего конденсатора 4 — разрядный диод 8 первичная обмотка 11 зарядного трансформатора 12 — второй разрядный тиристор 17 — раэвязывающий диод

18 — первая обкладка доэирующего конденсатора 4. При этом в цепи вторичной обмотки 13 зарядного трансформатора 12 через выпрямитель

14, зарядный дроссель 15 и накопительный конденсатор 16 протекает ток, в результате чего конденсатор 16 частично заряжается. Таким образом, основная доля энергии, запасенной в доэирующем конденсаторе 4, передается в накопительный конденсатор 16.

Однако часть. энергии накапливается в магнитном поле рассеяния зарядного трансформатора 12 и передается обратно в доэирующий конденсатор 4 по цепи.: нижний по схеме конец первичной обмотки 11 зарядного трансформатора 12 — второй разрядный тиристор 17 — развязывающий диод 18 доэирующий конденсатор 4 — разрядный диод 8 — верхний по схеме конец первичной обмотки 11 зарядного трансформатора 12. По окончании этого процесса на доэирующем конденсаторе 4 появляется напряжение обратной по отношению к источнику пита- ) ния полярности, а второй разрядный тиристор 17 закрывается.

При открывании входного тиристора

3 происходит колебательная зарядка дозирующего конденсатора 5 до двойного (беэ учета потерь) напряжения источника питания, после чего входной тиристор 3 закрывается обратным напряжением.

При открывании первого разрядного тиристора 10 дозирующий конденсатор

5 колебательно разряжается по цепи:. вторая обкладка дозирующего конденсатора 5 — разрядный диод 9 первичная обмотка 11 зарядного трансформатора 12 — первый разрядный тиристор 10 — вспомогательный диод б — дозирующий конденсатор 4 первая обкладка дозирующего конденсатора 5. Когда напряжение на дозирующем конденсаторе 4 уменьшится до нуля, вспомогательный диод 6 закрывается и открывается развяэывающий диод 18, через который продолжается дальнейшая разрядка дозирующего конденсатора 5. Таким образом, на доэирующем конденсаторе 4 обеспечи955515 ваются нулевые начальные условия для следующего цикла дозирования.

При разрядке дозирующего конденсатора 5 в цепи вторичной обмотки

13 зарядного трансформатора 12 через выпрямитель 14, зарядный дроссель

15 и накопительный конденсатор 16 протекает ток, в результате чего, на конденсаторе,16 возрастает зарядное напряжение.

Часть энергии, передаваемой из дозирующего конденсатора 5 в накопительный конденсатор 16, накапливается в магнитном поле рассеяния зарядного трансформатора 12 и передается обратно в дозирующий .конден- !5 сатор 5 по цепи:верхний по схеме конец первичной обмотки 11 зарядного трансформатора 12 — первый разрядный тиристор 10 — развязывающий диод 18 — дозирующий конденсатор 20

i5 — разрядный диод 9 — нижний по

icxeMe конец первичной обмотки 11 зарядного трансформатора 12. По окончании этого процесса на дозирующем конденсаторе 5 появляется напря- 25 жение обратной по отношению к источнику питания полярности, а первый разрядный тиристор 10 закрывается.

При разрядке дозирующего конденса- Зо тора 4 в следующем цикле дозирования остаточная энергия из доэирующего конденсатора 5 передается в накопительный конденсатор 16 аналогич.— но тому, как остаточная энергия из дозирующего конденсатора 4 передается в накопительный конденсатор 16 при разрядке доз ирующего конденсатора 5.

Й дальнейшем описанные выше процессы многократно повторяются, вслед- 4О ствие чего накопительный конденсатор заряжается .до заданного уровня напряжения. Эта зарядка, благодаря нулевым начальным условиям на дозирующих конденсаторах в начале каждого 4> цикла дозирования, происходит с потреблением постоянной мощности от источника питания.

Поскольку токи в первичной обмотке зарядного трансформатора при раэ- 59 рядке дозирующих конденсаторов одинаковы по амплитуде и длительности и противоположны по направлениям, постоянная составляющая тока в зарядном трансформаторе отсутствует, что 55 позволяет существенно снизить сечение магнитопровода зарядного трансформатора, а значит, его массу и габариты.

В предлагаемом устройстве остаточная энергия .из дозирующих конденсаторов передается в накопительный конденсатор при последующих циклах дозирования, в результате чего повышается его КПД.

Формула изобретения

Устройство для зарядки накопительного конденсатора, содержащее два дозирующих конденсатора, первые обкладки которых соединены с катодом развязывающего диода и отрицательным выводом источника питания, вторая обкладка каждого из дозирующих конденсаторов соединена с катодом соответствующего входного тиристора, анод каждого из входных тиристоров через входной дроссель подключен к положительному выводу источника питания, два разрядных тиристора, катоды которых соединены между собой, зарядный трансформатор, к вторичной обмотке которого через выпрямитель подключены соединенные последовательно зарядный дроссель и накопительный конденсатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения КПД и улучшения массогабаритных характеристик, в него введены вспомогательные и разрядные диоды, причем анод каждого из разрядных диодов соединен с катодом соответствующего вспомогательного диода и второй обкладкой соответствующего дозирующего конденсатора катод первого разрядного диода соединен с-одним выводом первичной обмотки зарядного трансформатора и анодом первого разрядного тиристора, катод второго разрядного диода соединен с другим выводом первичной обмотки зарядного трансформатора и анодом второго разрядного тиристора, катод которого соединен с анодами развяэывающего и вспомогательных диодов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Полищук Ю.A. Об одном способе стабилизации потребляемой мощности при .зарядке конденсаторов от источника постоянной ЭДС в режиме неизменного потребления энергии за период заряда. — "Вопросы технической электродинамики", 1970, 9 24.

2. Авторское свидетельство СССР

9 748814, кл. Н 03 К 3/53, 1980 (прототип).

Составитель А. Пучковский

Редактор. A. Огар Техред М.Рейвес Корректор A. Ференц

Заказ 6474/76 Тираж 959 Подписное

ВНИИПИ ГосУдарственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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