Устройство для заряда накопительного конденсатора

1 1,738116 ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ . СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскнхСоцналнстнческкиРеспубики(51)М. Кл,с присоедккнением заявки Рй Н 03 К 3/53 Гооудерстееикый комитет СССР по девам иэобретеиий и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА НАККОНДЕНСАТОРА ЕЛЬ НОГО Изобретение относится к импульсйой электротехнике и может применяться в источникахпитания импульсных нагрузок.Известны устройства для заряда накопительного конденсатора генераторов мощных импульсов 1), 2 и 3),5Известное устройство 1 обеспечивает заряднакопительного конденсатора лишь до амплитудного напряжения источника.Вдвое большее зарядноенапряженйе обеспечивает известное зарядное устройство 21 Од.пако. это устройство характеризуется большойскважностью импульсов зарядного тока и весь ма низким значением коэффициента использования мощности источника.. Наиболее близким техническим решениемк данному изобретению является устройстводля заряда накопительного конденсатора, содер.жащее источник переменного тока, накопительныйконденсатор, цепь из соединенных последовательно токоограничивающих дросселя и. конденсатораи вентили выпрямителя, первый из которых кнакопительному конденсатору подключен катодом,а второй - анодом 31. Недостатком известного устройства является низкое значетпте выходного напряжения и поэ. тому сравнительно невысокие удельные энерге- тические показатели устройства в целом, так как его конденсатор, включенный параллельно источнику переменного тока, улучшая коэффи. пиент мощности устройства, частично разгружает источник от реактивного тока; однако ток, протекающий через этот конденсатор, не используется для заряда накопительного конденсатора.Целью изобретения является улучшение удельных энергетических показателей устройства.Это достигается тем, что в устройстве для заряда накопительного конденсатора, содержащем источник переменного тока, накопительный конденсатор, цень из последовательнд соединенных токоогрничивающих дросселя и конденсатора и вентили,выпрямителя, первый из которых к накопительному конденсатору подключен катодом, а второй - анодом, анод первого вентиля соединен с катодом второго через включенный с ними последовательно тре. тий вентиль, а источник. переменного тока образует с токоограничивающими конденсато.3 7381ром и дросселем трехлучевую звезду, которая подключена конденсаторной:ветвью к анодупервого, дроссельной - к аноду второго, атретьей ветвью - к аноду третьего вентилей,Такое устройство позволяет заряжать кон.денсатор до удвоенного амплитудного значениянапряжения источника с высокими значениямиКПД и коэффициента мощности без увеличенийвеса, что позволяет улучшить его удельныеэйергетические показатели,10На чертеже представлена принципиальнаяэлектрическая схема предлагаемого устройствадля заряда накопительного конденсатора.Устройство содержит источник 1 переменноготока, накопительный конденсатор 2, которыйзаряжается выпрямленным током источника,Вйгфяйлейие тока осуществляется"мостовымвыпрямителем, два смежных плеча которогообразуют вентили 3, 4, а два других - кон-денсатор 5 и линейный дроссель 6, Источник 1соединен с входной диагональю непосредственно,а накопительный конденсатор подключен к вы.ходной диагонали моста через вентиль 7, в качестве которого может быть использован какобычный диод, так и управляемый (тиристор).Управление тиристором позволяет, регулируяток заряда накопительного конденсатора,ограничивать, если необходимо, величину зарядного напряжения,Устройство работает следующим образом,Если в первый и следующие нечет.ные йолупериоды изменениятока источ.инка 1 к вентилям 3, 4 прикладывается полоЖительное, а к точке соединения конденсатора5, дросселя 6 - отрицательное напряжение,тогда во второй и следующие нечетные полупериоды полярность изменяется на противополож.При подключении к выходным клеммам вы-.прямителя накопительного конденсатора, а квходным - источника в первый и последующиенечетные полупериоды изменения его напряжениячерез вентили 4, 7 и дроссель 6 осуществляетсязаряд накопительного конденсатора 2. Этот токимеет индуктивный характер, т,е, отстает по фазе от напряжения источника. Одновременно с зарядом накопительного конденсатора в этом жецолупериоде осуществляется заряд конденсатора5, Ток заряда этого конденсатораопережаетнапряжение источника. Заряд этого конденсатора50прекращается в момент достижения напряжениемисточника максимального значения, т.е, завершается в конце первой четверти периода, Емкостнаясоставляющая тока заряда конденсатора 5 ком.пенсйруется индуктивной составляющей тока,протекающей через дроссель 6, в результате чего-источник" нагружается активным током, а конденсатор 5 запасает энергию источника, Йапряжениена верхней по схеме обкладке конденсатора 5 16 (соединенной с вентилями 4, 7) имеет положительный (по сравнению с нижней обкладкой, соединенной с дросселем) знак, Под действием тока заряда накопительного конденсатора, про. текающего через дроссель б, на его верхнем выводе, соединенном с конденсатором, отрицатель. ное, а на нижнем выводе, соединенном с анодом вентиля 3, положительное напряжение, Сумма напряжений на цепи иэ соединенных последовательно конденсатора 5 н дросселя б равна напряжениюконденсатора 2, поэтому во второй половине первбго полупериода, т. е. во второй четверти периода, конденсатор 5 через вентиль 7 и дроссель 6 отдает накопительному коцценса. тору энергию, запасенную им ранее от источника,Во втором и следующих четных полупериодах изменения напряжения источника накопительный конденсатор заряжается через конденсатор 5 и вентили 7 и 3. Конденсатор 5 при этом переэаряжается, а дроссель 6, компенсируя емкостный ток, потребляемый зарядной цепью, повышает коэффициент использования мощности устройства и одновременно щапасает энергию источника. Этот заряд завершается в конце третьей четверти периода, после чего дроссель б отдает свою энергию конденсатору 5; зта энергия через вентиль 3 частично возвращается в источник, а частично через вентили 3 и 4 перезаряжает конденсатор противоположной полярностью. Эти процессы происходят до тех Пор, пока напряжение на накопительном конденсаторе на достигнет амплитудного значения напряжения Источника.Если напряжение накопительного конденсатора равно илн превышает амплитудное значение напряжения источника, то в нечетных полу периодах источник заряжает конденсатор 5, который запасает энергию источника. В четные полупериоды напряжение конденсатора 5 суммируется с напряжением дросселя б, н конденсатор через вентиль 7 осуществляет заряд накопительного конденсатора за счет энергии, запасенной от источника в предыдущем полупериоде,Одновременно накопительный конденсатор заряжается через вентили 7 н 3 за счет суммирования напряжений конденсатора 5 и источника, т. е, напряжения лучей звезды: источник-конден.атор-дроссель суммируются н обеспечивают передачу энергии источника в накопительный конденсатор, Ветвь этой звезды, содержащей дроссель, компенсируя емкостную составляющую тока; повышает коэффициент использования мощности устройства. Конденсатор 5 и дроссель 6 этой звезды, ограничивая ток источника, включенногов третью ветвь, дозируют ток заряда накопительного конденсатора. Потери в реактивных токо- ограничителях обратно пропорциональны из доб. ротностипоэтому заряд накопителя осущестляется с высоким КПЛ. Этому способствует7381166также то, что конденсатор 5 заряжается от ис- накопительный конденсатор, цепь иэ соединен.точника через один вентиль, а разряд этого про. ных последовательно токоограничивающих дрос.межуточного конденсатора 5 на накопительный селя и конденсатора и вентили выпрямителя,конденсатор 2, осуществляемый через дроссель 6, первййих которых к накопительному; кондентакже производится через один вентиль 7.сатору подключен катодом, а второй - анодом,Хаким образом, конденсатор и источник пере. о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с цельюменного тока, образующие трехлучевую звезду улучшения удельных энергетических показателей,(лучи которой соединены один с другим через в неманод первого вентиля соединен с катодомвентиль,а между первым и вторым лучом вклю- второго через включенный с ними последова.чен накопительный конденсатор),ограничивая 10 тельно третий вентил,етий вентиль, а источник пеоеменноготок заряда накопительного конденсатора,обеспечи тока образует с токоограничивающими дросселемвают передачу энергии источника в конденсатор и конденсатором, трехлучевую звезду, котораяс требуемой скоростью и высоким КПД, позволя- подключена конденсаторной ветвью к анодуют заряжать накопительный конденсатор до удво- первого, дроссельной - к аноду второго, аенного амплитудного значения напряжения источни 4 э третьей ветвь - ду третьей ветвью - к аноду тоетьего вентилей,ка,Схема устройства имеет всего три диода вместочетырех в прототипе, т.е. на 33% меньше, и обес- . Истопки информации,печивая заряд накопительного конденсатора допринятые во внимание при экспертизевдвое большего напряжения, позволяет бестрансформаторно в четыре раза увеличиь энергию, 201. Авторское свидетельство СССР Юф 323853,запасаемую накопительным конденсатором, Это, ор.кл. Н ОЗ К 3/53, 1972.в свою очередь, позволяет улучпппь удельные2, Патент С ША У 3121835 кл. 321-15, 1964.энергетические показатели устройства в целом.еойство я за яда накопительного конденса 3, Авторское свидетельство СССР У 375768,тора, содержащее источник переменного тока, кл,оставитель В. Чорба Техред Ж,Кастелевич ректор Н. Григорук Реда кто ул 95 Подписноего комитета СССРоткрытийшская наб., д. 4/5 Тиражрственнизобретенийа, Ж, Рау аказ 2828/36ПНИИПИ Госуда по дела113035, Мос ППЛ "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,