Регулятор напряжения заряда емкостного накопителя

Союз СоветскихСоцивлисткческнкРеспублик ОП ИКАНИЕ 11744931ИЗОБРЕТЕНИЯ(23) Лрнормтет ио делан иаооретеиий и открытий(71) Заявитель Томский ордена Октябрьской Революции и ордена ТрудовогоКрасного Знамени политехнический институт им, С. М. Кирова(54) РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ ЗАРЯДА ЕМКОСТНОЮ НАКОПИТЕЛЯИзобретение относится к импульснойтехнике и может быть использовано вустройствах заряда емкостньсх накопителей энергии,Известны регуляторы напряжения заряда емкостного накопителя, содержащиеподключенную к источнику питания цепьиз зарядного дросселя, параллельно которому присоединены последовательносоединенные разделительный вентиль и1 Оемкостный накопитель, .и основного коммутатора, в качестве которогоможет быть использован триодный тиристор с узлом емкостной искусственнойкоммутации 113,21,Однако известные устройства имеютнедостаточно высокий КПД заряда, таккак они работают по принципу многократного дозирования энергии источника питания.20Известен также регулятор напряжениязаряда вмкостного накопителя 3, содвржапщй подключенный к источнику питания зарядный дроссвль, параллельно которому присоединены последовательносоединенные раздвпительный вентиль иемкостный накопитель, основной тиристор, включенный последоватеЛьно с зарядным дросселем, узел емкостной исскуственной коммутации, включающий коммутирующий конденсатор и вспомогательныетиристоры, и блок управдения,Недостатком устройства является пониженное значение коэффициента полезногодействия, обусловленное холостым перезарядом коммутирующего конденсатораи процессом рекуперации остаточнойэнергии зарядного дросселя в источникпитания, что сопровождается допопнитвдьными потерями энергии.Целью и=обретения является повышение КПД устройства.Зта цель достигается тем, что в регулятор напряжения заряда емкостного накопителя, содержащий подключенный кисточнику питания зарядный дроссвль,параллельно которому присоединены последовательно соединенные разделительныйвентидь и емкостный накопитель, основной тиристор, включенный последовательнос зарядным дросселем, узел емксстнойисскусственной коммутации, вклгсгаеощийкоммутирующий конденсатор и вспомоге: тедьные тиристоры, и блок управденеЕЯ,параллельно зарядному дросселю, присое динена цепь из согласно включенных вспсьмогатепьных тиристоров, причем коммутирующий конденсатор включен междуобщей точкой вспомогатедьнь 1 х тиристс=.ров и средним выводом обмотки зарядного дросселя.Иа чертеже представлена нриеЕБЕепиальная схема регулятора,Регулятор напряжения заряда емкостного накопителя содержит источник пита -ния 1, к которому подключена цепь иззарядного дросседя 2 и основного тиристора 3, параллельно зарядному дросселю2 присоединены цепи из последовательносоединенных разделительного венгиля 4и емкостного накопителя 5, и согласновключенных вспомогательных тиристоров6 и 7. При этом, между обшей точкойвспомогательньех тиристоров 6 и 7 исредним выводом обмотки зарядного дрос-.селя 2 включен коммутирующий конденса;тор 8. Управдение тиристорами осушествляетсЯ блОкОм управления 9 фУстройство работает гледуюгцим образомВ исходном состоянии коммутирующийконденсатор 8 заряжен с полярностью,указанной на черт. без скобок, до напряжения О, При вклеочении основноготиристора 3 напряжение источника питания 1: прикладывается к зарядномудросседю 2 Когда ток зарядного дросселя достигает определенной величины,бдОК уцраедЕНИя 9 ВЫдавт 1 ИМПудЬСЫ Назапуск вспомогательных тиристоров 6 и7. Тиристор 7, находящийся под прямымнапряжением, включаетсяи напряжениекоммутирукицего конденсатора 8 прикладывается к полуобмотке Ъ зарядногодросселя. На основном тиристоре 3 появляется обратное напряжение, и он запирается. Ток зарядного дросселя замь 1 кается по цегеи: полуобМотки Ф,. зарядного дросселя 2, тиристор 7, коммутируеОЕций конденсатор 8, перезаряжаяпоследний В момент равенства напряЕгжения на обмотке дросселя яачальномунапряжению на емкостном йаконителе 5,Отпирается разделительный вентиль 4, ичасть тока зарядного дросселя замыкаетсЯ через неГО и емкостныи накопитель 5,. В длх 1 ьнейеегем емкостный нако 1 итедеэ 5 икоммутирующий конденсатор 8 заряжают.ся одновременно, Процесс заряда заканчивается, когда вся энергия, запасенная в зарядном дро"селе, перейдет векдкосте 1 ый накопитель 5 и коммутирующий ко 111 йенсатор 8. роки в зарядныхцепях и напрягкение на обмотке зарядного дросселя 2 падают до нуля, а раздедитедьный вентегд., 4 и вспомогательный тиристор 7 запираются обратнымнапряжением, При этом полярность напряжении О-,с:,. Иа коме,ЕУТИРУющем конДенсаторе 8 соответствует показанной начертеже в скобках Амплитуда напри,.сния на емкостномНаКОПИтЕЛЕ СЕЕРЕДЬЕЕ:ДЕ 1 гси ЗаПаСОМ ЭНЕРгии в зарядном дроссепе 2 т.е, величиной тока через обмотку) к моменту коммутации основногс .Иристора 3.По окончании процесса заряда емкостный накопитель 5 разрякается на нару уВ следующем цикле заряда при подаче запускающих импульсов на вспомогательные Еиристоры 6 и 7 включаетсятиристор, находящийся под прямым напрякенией, и коеаЕутирующий конденсатор 8после запирания основного тиристора 3перезаряжается через полуобмотку Ъзарядного дросселя 2, Полярность напряженич на коммутирующем конденсаторе 8послд этого цикла соответствует исходной 1 на чертеже без скобок). Затеяописанные процессы повторяются.Первоначальный заряд коммутирующегоконденсатора 8 можно осуществить, включив между общей точкой вспомогатедьныхтиристоров 6 и 7 и минусом источникапитанич резистор большой величины.Следует отметить, что цепи разделительного вентиля 4 и емкостного накопителя 5, и вспомогательных тиристоров 6и 7 с коммутирующим конденсатором 8могут подклеочаться к дополнительнымобмоткам, выподненным на зарядномдросседе 2,При этом напряжение ка тиристорахи коммутирующем конденсаторе могутбыть выбраны оптимальными, что особенно важно при получении высокого (О )Е)сьнапряжения на накопителе.Кроме того, разделительный вентиль4 может быть управляемым например.,тиристором), что позвоггяет ограничитьамплитуду напряжения на комееутируюшемконденсаторе 8.744931 20 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Бертинов А, И. и др. Импульсныеисточники вторичного питания с дозаторами энергии, Электротехниками,25 )ф 11 1976 ь с. 17, рис. 1,2. Булатов О, Г. и дрТиристорныесхемы включения высокоинтенсивныхисточников света, М., 1975, с. 137,ЗО рис. 5-13 в.3. Авторское свидетельство СССРИд 515218, кл, Н 02 М 3/04, 1976(прототип).- Х -1 Действительно, при включении разделительного вентиля 4 в момент достижения напряжения из перезарядившемся коммутирующем конденсаторе 8 необходимой величины (2 О должно быть больше Оо ), напряжение на обмотке зарядного дросселя падает до, в результате чего к вспомогательному тиристору прикладывается обратное напряжение, и он запирается, фиксируя О . , Остав шаяся энергия зарядного дросселя полностью передается емкостному накопителю.Описанная схема регулятора заряда емкостного накопителя обладает повышенным значением КПД по сравнению с известными устройствами. Действительно, коммутирующий конденсатор в заявляемом устройстве работает без .холостых перезарядов, причем частота его работы вдвое меньше рабочей частоты основного тиристора. Это обуславливает меньшие потери энергии в узле коммутации предложенного регулятора по сравнению с известным.Кроме того, в заявляемом объекте нет цепей рекуперации энергии, поскольку вся энергия, запасенная в зарядном дросселе, передается в накопитепь, т.е. используется полезно.формула изобретенияРегулятор напряжения заряда емкост- ного накопителя, содержащий подключен-. 6иый к источнику питания зарядный дроссель, параллельно которому присоединены последовательно соединенные разделительный вентиль и емкостный накопитель, основной тиристор, включенный последовательно с зарядным дросселем, узел емкостной искусственной коммутации, включающий коммутирующий конденсатор и вспомогательные тиристоры, и блок управления, о .т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения КПД, паралдельно зарядному дросселю присоединена цепь из согласно включенных вспомогагельных тиристоров, причем коммутирующий конденсатор включен между общей точкой вспомогательных тиристоров и средним выводом обмотки зарядного дросселя.