Устройство для регулирования напряжения заряда конденсатора (его варианты)

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 04 НОЗКЗ О ЗОБРЕТ К АВТ МУ СВИ ЕЛЬСТВ У 16олитехнический содержи сатор 2 тельство СССР3/53, 1971. Фиг. 1 ОСУДАРСТВЕКНЫЙ КОМИТЕТ ССО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯНАПРЯЖЕНИЯ ЗАРЯДА НАКОПИТЕЛЬНОГО КОНДЕНСАТОРА (ЕГО ВАРИАНТЫ)(57) Изобретение относится к импульсной технике, может быть использовано в системах заряда накопительныхконденсаторов. Цель изобретения -повышение КПД - достигается путем,ЯО 1228226 А 1 устранения обратного тока источника питания. Первый вариант устройстват источник 1 питания, кондендиод 3, дроссель 4, первичную обмотку 5 трансформатора 6, вторичная обмотка 7 которого выполнена с отводами и через диод 8 и коммутатор 9 подключена к обкладкам конденсатора 2, а к разнополярным полюсам источника 1 питания подключены разноименные выводы обмоток 5 и 7, Второй вариант устройства, принципиальная схема которого приводится в описании изобретения, содержит тиристор шунтирующий вторичную обмотку трансформатора в направлении тока заряда накопительного конденсатора, 2 с.п, ф-лы, 2 ил.10 15 20 2 КБ =Ег к+ Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах заряда накопительных конденсаторов.Целью изобретения является повышение КПД путем устранения обратного тока источника питания.На фиг. 1 и 2 представлены принципиальные электрические схемы устройства для регулирования напряжения заряда накопительного конденсатора по первому и второму вариантам.По первому варианту (фиг. 1) устройство содержит источник 1 питания, к полюсам которого подключена цепь из последовательно соединенных накопительного конденсатора 2, первого диода 3, дросселя 4 и первичной обмотки 5 трансформатора 6; вторичная обмотка 7 которого выполнена с отводами и через диод 8 и коммутатор 9 подключена к обкладкам конденсатора 2, причем к разнополярным полюс.ам источника 1 подключены разноименные выводы обмоток 5 и 7.По второму варианту (фиг. 2) устройство содержит источник 1 питания, к полюсам которого подключена цепь из последовательно соединенных накопительногоконденсатора 2,первого диода 3, дросселя 4 и первичной обмотки 5 трансформатора 6, вторичная обмотка 7 которого через диод 8 подключена к обкладкам конденсатора 2, причем обмотка зашунтирована тиристором 1 О в направлении тока заряда конденсатора 2, а к разнополярным полюсам источника 1 подключены разноименные выводы обмоток 5 и 7.Устройство для регулирования напряжения заряда накопительного конденсатора (фиг. 1) работает следующим образом.Пусть в исходном состоянии токи во всех цепях схемы отсутствуют, конденсатор 2 заряжен до заданного уровня, диод 3 заперт напряжением, равным разности напряжений конденсатора 2 и источника 1,диод 8 заперт напряжением конденсатора 2. После разряда конденсатора 2 на нагрузку (не показана) под дей" ствием напряжения источника 1 открывается диод 3 и это напряжение оказывается приложенным к обмотке 5 Напряжение вторичной обмотки 7, равное напряжению обмотки 5, умноженному на коэффициент передачи трансформатора 6, открывает диод 8, В цепи: обмотка 7 - диод 8 - конденсатор 2 - обмотка 7 создаются условия для протекания тока. Однако ток обмотки 7 должен быть равен току обмотки 5, деленному на коэффициент передачи трансформатора 6. Нарастание первичного тока ограничено дросселем 4. В результате по обмоткам 5 и 7 протекают токи синусоидальной формы, заряжая конденсатор 2. Протекание зарядных токов прекращается, когда напряжение дросселя 4 изменяет знак и достигает напряжения Е источника . Это происходит по достижении суммой напряжений конденсатора 2 и обмотки 5 величины, равной 2 Е, Поскольку напряжение обмотки 5 есть напряжение конденсатора 2, деленное на коэффициент передачи трансформатора 6, то при изменении коэффициента К меняется и напряжение П заряда кон 2денсатора 2. Можно показать, .что напряжение Б заряда конденсатора 2, и коэффициент К передачи трансформатора 6 связаны соотношением По окончании протекания зарядных токов диоды 3 и 8 запираются, процесс заряда заканчивается.Ограничение пределов регулирования снизу обусловлено тем, что при напряжении Б, меньшем напряжения источника 1, диод 3 не запирается по прекращении тока заряда и разность напряжений источника 1 и конденсатора 2 прилагается к обмотке 5, Поддействием этого напряжения магнитопровод трансформатора 6 перемагничивается до насыщения, и через источник 1, обмотку 5 (обладающую малойиндуктивностью, поскольку магнитопровод насыщен), дроссель 4, диод 3и конденсатор 2 протекает ток, заря"жая конденсатор 2 до напряжения, большего напряжения источника 1. Поэтому коэффициент передачи трансформатора 6 при минимальном числе подключенных витков обмотки 7 следует выбирать равным единице. В этом случаеконденсатор 2 заряжается до напряжения источника 1, Переключение отводов обмотки 7 с помощью коммутатора9 в сторону увеличения числа витковприводит к увеличению напряжениязаояда конденсатора 2, 122822635 Устройство по первому варианту (фиг. 1) позволяет изменять напряжение заряда в пределах от Е до 2 Е, Однако регулировка осуществляется при отключенной нагрузке, и, кроме того, 5 затруднительно реализовать стабилизацию напряжения заряда при изменении напряжения источника .Устройство по второму варианту (фиг. 2) позволяет регулировать на пряжение заряда под нагрузкой и стабилизировать его при изменении напряжения источника 1. Регулирование осуществляется изменением момента включения шунтирующего тиристора 10. 15 Включение тиристора 10 приводит к замыканию накоротко обмотки 7 трансформатора 6 и исключению его влияния на процесс заряда.Устройство по фиг. 2 работает сле дующим образом.В исходном состоянии токи во всех ветвях схемы отсутствуют, конденсатор 2 заряжен до заданного уровня, диод 3 заперт напряжением, равным 25 разности напряжений конденсатора 2 и источника 1, диод 8 заперт напряжением конденсатора 2, тиристор 10 закрыт. Коэффициент передачи трансформатора 6 равен единице. В момент времени С, конденсатор 2 разряжается на нагрузку (не показана), передавая ей накопленную энергию, Под действием напряжения источника 1 диоды 3 и 6 открываются. По обмоткам 5 и 7 начинают протекать токи, заряжая конденсатор 2, Пока тиристор 10 заперт, процесс заряда не отличается от процессов в устройстве по фиг.и заканчивается в момент вре - мени й , когда напряжение конденсатора 2 становится равным напряжению источника 1Если в момент времени(между , и з) включить тиристор 10, тем самым исключив влияние 45 трансформатора 6 на процесс заряда, то длительность зарядного тока увеличивается и конденсатор 2 заряжается до напряжения, большего напряжения источника 1. Процесс заряда прекращается, когда токи обмоток трансформатора 6 становятся равными нулю. Тиристор 1 О обесточивается и вьпслючается. Разряду конденсатора 2 через обмотку 7 препятствует диод 8, На пряжение заряда конденсатора 2 возрастает по мере. уменьшения промежутка времени 1 - . Максимальное на 2 1 пряжение заряда происходит при включении тиристора 1 О в момент времени СТаким образом, изменяя моментвключения тиристора 10, можно регулировать напряжениИ заряда конденсатора 2. Стабилизация напряжения. заряда может быть реализована введением зависимости момента включения тиристора 10 от напряжения источника 1,В качестве источника 1 могут бытьиспользованы химические источники,электромашинные генераторы постоянного тока и источники переменноготока с выпрямителем.Формула изобретения1. Устройство для регулирования напряжения заряда накопительного конденсатора, содержащее источник питания, к полюсам которого подключена цепь из последовательно соединенных первичной обмотки трансформатора, первого диода и накопительного конденсатора, второй диод, соединенный последовательно с вторичной обмоткой трансформатора, выполненной с отводами, один из которых соединен с коммутатором, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения КПД, в цепь подключения последовательно соединенных первичной обмотки трансформатора, первого диода и накопительного конденсатора к полюсам источника питания введеи дроссель, причем последовательно соединенные второй диод и вторичная обмотка трансформатора подключены через коммутатор к обкладкам накопительного конденсатора, а к разнополярным полюсам источника питания подсоединены разноименные выводы обмоток трансформатора.2. Устройство для регулирования напряжения заряда, накопительного конденсатора, содержащее источник питания,к полюсам которого подключена цепь из последовательно соединенных первичной обмотки трансформатора, первого диода и накопительного конденсатора, второй диод, соединенный последовательно с вторичной обмоткой трансформатора, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения КПД, оно содержит тиристор, шунтирующий вторичную обмотку трансформатора в направлении тока122822 б Составитель М,ЩедринТехред Г,Гербер Корректор В.Синицкая едактор И. Рыбченк Заказ 2295/56 Подписнокомитета СССРо гкрытийая наб , д. 4/5 зводственно-полиграфическое предприятие, г Ужгород, ул. Проектная, 4 заряда накопительного конденсатора, а в цепь подключения последовательно соединенных первичной обмотки трансформатора, первого диода .и накопительного конденсатора к полюсам источника питания введен дроссель, причем последовательно соединенные Тираж 81 б ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 113035 Москва, Ж, Раушвторой диод и вторичная обмотка трансформатора подключены к обкладкам накопительного конденсатора, а к раэнополярным полюсам источника питания подсоединены разноименныевыводы обмоток трансформатора.