Устройство для заряда накопительного конденсатора

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ЛЬСТВУ АВТОРСКОМУ СВ(21) 2700545/18-21 3 К 3/53 оединением заявки-3) Приоритет -Гоеударственныи комитет СССР по делам изобретений) Авторизобретения иколае енный инженерный Краснознаменный институ им. А. Ф. Можайского"тель ТЕЛЬНОГ ДЛЯ ЗАРЯДА Н ОНДЕНСАТОРА СТ(54 имп ам Изобретение относится к ульснои технике, в частности к устройств 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. 15Однако 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 2диод, 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 диода 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 массо- габаритных 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 питания, а другая - с катодом зарядного диода, и дозирующий дроссель, один из выводов которого подсоединен к аноду зарядного диода, введен дополнительный управ 902226ляемый 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 второгодиода, катод которого соединен с катодом управляемого ключа, причем дозирующий конденсатор одной обкладкой подключен к другому выводу дозирующего 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 15 20 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 дозируюшего дросселя через управляемые ключи 9 и 1 О подключены к отрицательной выходной клемме 6.Кроме этого, устройство для заряда накопительного конденсатора содержит дозирующий конденсатор 11, 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 усло 30 35 ао вимся 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 рядныи ток в этом полупериоде вначале увеличивается по абсолютной величине, а затем достигает максимума. Если в это время источника питания 3 ограниченный дозирую шим 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). За- н 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 еуправляемого ключа 9 открыть управляемый ключ 1 О, коэффициент трансформации дозирую- щего дросселя 8 изменяется, а напряжение на его (правой по схеме) части витков, осуществляюгцей 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 массо- габаритные 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 дозируюший 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 Государствейного комитета СССР по делам нзобретеннй н открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4ном 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,1. 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 вь 1 водов 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 об мотки 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).