Устройство для заряда накопительного конденсатора

(5 у 4 Н 03 К 3 АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА НАКО 11 И 1 ЕЛ БНОГО КОНДЕНСАТОРА(57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для построения устройств электропитания мощных импульсных нагрузок. Целью изобретения является повышение надежности и расширение области применения за счет обеспечения возможцости работы в условиях, где допускаются кратковременные сквозные токи через импульсную нагрузку. Цель достигнута за счет введения в устройство генератора 9 тактовых импульсов, элемента 10 задержки, блока 11 управления, датчика 6 напряжения, порогового элемента 13, дополнительного ключевого элемента 14, двух диодных ячеек 15, 16. В состав устройства входят также источникпитания, входной ключевой элемент 2, зарядный преобразователь 3, зарядный диод 4, накопительный конденсатор 5, разрядный коммутатор 7, импульсная нагрузка 8. Устройство может содержать формирователь 17 импульсов, с помощьк которого обеспечивается контроль предразрядц ы х состояний. Введение дополн ител гцюй связи между выходом формирователя 17 импульсов и вторым входом элементаО у задержки позволяет автоматизировать контроль предразрядных состояний элементов устройства без дополнительного генератора импульсов. 2 в. и. ф.лц, 1 ил.Изобретецне от нос ится к и м пул ьс цой технике и может быть использовано лля построени 5 устройств электрспитания моппаых импульсных нагрузок.1 ель изсбрстени 5 НГ)выце(ие лежности и рясц(ирения области применения за счет возможности работы в ус.аовиях, (де допускак) Гся кратковременные сквозные то. ки через импульснук) нагрузку.11 аертеже представя(3 ф",нкциоця 1 ьн(1 я схел(3 устрОЙстВз.,) СТРОЙСТВЕ ДЛЯ ЗЗР 5(ЛКИ НЕ КОПИТЕ Л ЪНОГО конденсатора содержит источник(итания, первый выход которого через входной клюцевой элемент 2, я )торой выход непосредственно подклк)чец к входу зарядного преобразователя 3, первый выход которого цер(.з зяр 51 лцый лиол 4, (1 второй Вьахо,а И(посредственно полклк)цены к сбклзлкам цакопитсльцоп) коцленсятОрз 5, параллельно КООРОМУ ВКЛК)(ЕН ЛЗТЧИК ( НЕ(ЦРЯЖЕЦИЯ И последовательная цепочка из разрядного коммутзтора 7 и импульсной (агрузки с), первый Вьвол которои подключен к второму Ва,ходх зярядноао преоора аовяге,(51,., Ге(аератор 9 такт(1 х импульсов, полклкчеццый своим выходом к Входу элемента 10 задержки, блок 11 управления, выход которого полу прявляк)цему Вхо;1 у зяр 5 диого прсОбрязове 1 ел 51 3, к (ерлу )холу б)Окя 1 управления подключен информа(;ионный 1)ыхол,(атчикя 6 напряжения, пстс)чник 12 напряжения, поро оный элемент 3 и дополнительный клюцевои элемент - соединены послеловя сельпо и подключены параллельно зарядному диоду 4, первый (ц(1)ормацоцн 1 й выход порогового элеме(1 Га 13 подключен к управлянщему входу входного клк)чевого элемента 2, лиолные яцейки 15 и 6, первая из которьх включена мсжду Выходом элемецтз 10 задс.ржки и вторым входом блока 1 управления, а вторая между выходом генератора 9 тактовых импульсов и управляющим вхолоразрядного коммутатора 7, ВТОРОЙ и(1 фОРмациоц 1(ыЙ ВыхОд НОГ 0 ОВОО элемента 13 подключен к управляОп(ям входам диодных ячеек 15 и 16, при этом в устройство введен формирователь 17 импульсов, вход которого полключец к информационному выходу дзтцика 6 напряжения, а выход - К УПРЗВЛЯ(ОП(ЕМУ ВХОДУ ДОПОЛ 1 ИТ)ЛЬНОГО ключевого элемента 4 и обьедицец с дополнительным выходом элемента 10 з".",сржки.Устройство работает следукнцим обрязсм.Г 10 сигналу с генератора 9 такт(вых импульсов, прошедшему через эс(мет О задержки с залержкой на времяи первук диодную ячейку 15, блок 11 упреав.;е(ия начинает генерировать сигналы управления зарялным преобразователем 3, последний вклкцается и зарядка накопительного конденсатора 5 происходит от истоцника 1 питания через замкнутый входной ключевой элемент 2, зарядный преобразователь 3 и зарядчьй диод 4. Когда напряжение на накопительном конденсаторе 5 достигает за 5 10 15 )(у 35 30 35 О 45 50 55 ДЕ)ННОГО ЗНЗЧЕНИ 51, С ИфОРМЯИОННОГО ВЬ(ХО- дя датцика 6 напряжения на первый вход блока 11 управления поступает сигнал, прекрап 1 ающий генерацию импульсов управления, зарядный цреобрззователь 3 прекращает свою работу и зарядный процесс прекращается (происходит отсечка напряжения накопительного конденсатора).1 о сигналу с генератора 9 тактовых импульсов, прошедшему через вторую лиоднуао ячейку 16, вклк)чается разрядный коммутатор 7 и проис)п)лит разрял накопительного конденсатора 5 на импульсную нагрузку 8. Этот же сигнал генератора 9 тактовых импульсов, задержанный ца время 1, лостатоцаое для восстановления лиэлектрицеской прочности разрядного коммутатора, вновь включает в работу блок 11 управления и про- ЦЕССЫ ПОВГОР 51 К)ТСЯ.Между моментом (х Сечки цяпрякени 5 цякопительно о кондепсатс)ря и моментам с го разряда еобхолимо вылержать предзяр 51 дную паузу l и, нужцу 10 л;1 я комп(нсяци теплоВой п(.стяб .;1 ьности ъстрОЙства. Во время этой паузы:(арядцый лиол 4 при нормальной работе у тройствя находится в закрытом состоянии. Если по каким-либо причинам по лсстижении заданного напряжения накопительца(м конденсатором отсечки не произойдет (наример, система управления будет включена вновь из-за помехи), то накопительныи колсцсатор за время Г; может перезарядиться Ло недопустимого уровня. что приведет к аварии устройства при последующем разрядном процессе.В предлаг(Омом у.тройствс аварийная ситуация может быть выявлена путем полачи сигнала )паравления от дополнительчого генератора импульсов (не показан) (я уравляющий вход до(аол(Ительааогс ключеиц о элемента 14 непосредственно после прохОждения си Гнала на Отсечку цяпр 51 жснця. Если отсечки пе нроизоп(ло, то зарядный лиол 4 находится в открытом состоянии, я следовательно, цепь источник 12 напряжения пороговый элемент 13 - замкнутый допол(анте.ь(аь(й ключевой элемент 14 замкнута через зарялный диод 4, н на управ. ляющих входах входного ключевого элемсни диОдных ячс(.к 15 и 1, появитс 5 си Гця.а с информационных ВыходОВ НОГОГОВого элемента 13. Входной ключевой элемент 2 разорвет цепь питания устройства, я лиодные яцейки блокируют прохождение дальнейших си палов управления устройством, что предотвратит дальнейший псрезарял и последукщий разряд накопительного конденсатора и даст сигнал об аварийной ситуации в системах устройства.Г 1 осле разряда накопительного конденсатора 5 перед подачей сигнала о начале следующего цикла заряда следует выдео. жать время Т для восстановления диэлектрйческой прочности разрядного коммутатора 7. Если по каким-либо причинам (тепловая перегрузка, воздействие помех и т. и.)510 формула изобретения диэлектрическая прочность коммутатора за время паузы Т не восстановилась, то при очередной подаче с блока 11 управления сигналов управления импульсная нагрузка 8 окажется в стационарном режиме, что может привести к выходу из строя как импульсной нагрузки, так и всего устройства (например, в случае зарядки накопительного конденсатора с постоянным отбором мощности от источника 1 питания).В предлагаемом устройстве аварийная ситуация может быть выявлена также путем подачи сигнала управления от дополнительного генератора импульсов (не показан) на управляющий вход дополнительного ключевого элемента 14 через промежуток времени Тг (Тг.Т 1) после прохождения сигнала на включение разрядного коммутатора 7, при этом время Л 1 = Т 1 - -Тг соизмеримо с временем включения дополнительного ключевого элемента 4 и составляет единицы или десятки мкс. Если не произошло восстановлеция диэлектрической прочности разрядного ключевого элемента 7, то цепь источник 2 напряжения - пороговый элемент3 -- замкнутый дополнительный ключевой элемент 14 замкнется через разрядный коммутатор 7, импульсную нагрузку 8 и выходные цепи разрядного преобразователя 3 (зарядный диод 4 в описываемый момент времени находится в закрытом состоянии). На управлякгцих входах входного ключевого элемента 2 и диодных ячеек 15 и 16 появится сигнал с информационных выходов порогового элемента 13. Входной ключевой элемент 2 разорвет цепь питания устройства, а диодные ячейки блокируют прохождение дальнейших сигналов управления, что предотвратит аварийную ситуацию в системах устройства.При работе устройства с автоматическим контролем наличия отсечки напряжения и предзарядной паузы после каждого цикла работы сигнал с информационного входа датчика 6 напряжения поступает на вход формирователя 17 импульсов и с его выхода с задержкой на время ТзТ (время Тз соизмеримо с временем закрытия зарядного диода 4) поступает на управляюгций вход дополнительного ключевого элемента 14. Далее (в случае аварийной ситуации) происходит разрыв питания и блокировка импульсов управления описанным образом.При работе устройства с автоматическим контролем как наличия отсечки, так и восстановления диэлектрической прочности разрядного коммутатора 7 с второго выхода элемента 10 задержки ца управляющий вход дополнительного ключевого элемента 14 поступает сигнал генератора 9 тактовых импульсов, задержанный на время Тг(Ть Далее (в случае, если диэлектрическая прочность разрядного коммутатора 7 не восстановилась) происходит разрыв питания и блокировка импульсов управления описанным 15 20 25 30 35 40 45 50 образом. При этом контроль наличия отсечки происходит аналогично описанному.По сравнению с известным предлагаемое устройство может иметь в своем составе зарядный преобразователь и импульсную нагрузку практически любого из существующих типов.Кроме того, предлагаемое устройство предотвращает аварийную перезарядку накопительного конденсатора и не допускает даже кратковременный стационарный режим импульсной нагрузки. 1. Устройство для заряда накоп ител ьного конденсатора, содержащее шины источника питания, из которых первая через входной ключевой элсмент, а вторая непосредственно подключены к входам зарядного преобразователя, первый выход которого через зарядный диод в прямом включении, а второй выход непосредственно подключень 1 к обкладкам накопительного конденсатора, разрядный коммутатор и импульсную нагрузку, соединенные последовательно и подсоединенные параллельно накопительному конденсатору, дополнительный источник напряжения, отличающеегя тем, что, с целью повышения надежности и расширения области применения за счет возможности работы в условиях, где допускаются кратковременные сквозные токи через импульсную нагрузку, в него введены генератор тактовых импульсов, элемент задержки, блок управления, датчик напряжения, пороговый элемент, дополнительный ключевой элемент, две диодцые ячейки, при этом параллельно накопительному конденсатору подключен датчик напряжения, информационный выход которого подключен к управляющему входу блока управления, выход которого подсоединен к управляющему входу зарядного преобразователя, а выход генератора тактовых импульсов подключен через последовательно соединенные элемент задержки и первую диодную ячейку к входу блока управления и через вторую диодную ячейку к управляющему входу зарядного коммутатора, и ри этом первый вывод дополнительного источника напряжения соединен с анодом зарядного диода, второй вывод - с первым входом порогового элемента, второй вывод которого подключен к катоду диода через дополнительный ключевой элемент, первый информационный выход соединен с управляющим входом входного ключевого элемента, а второй информационный выход подключен к управляющим входам обеих диодных ячеек. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в него введен формирователь импульсов, при этом информационный выход датчика26928 Составитель . Маркин Техред И. Верее Корректор Л (бручар Тираж 816 11 одниснце ВНИИГИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Г 1 роектная, 4Редактор С. 1 екарь 3 каз 6043/55 напряжения соединен с входом фогмирователя импульсов, выход которого соединен с управляюцим входом дополнительного ключевого элемента. 3. Устройство по пп. 1 и 2, гтлиииви 4 есс тсм, что дополнительный выход элемента задержки подсоединен к управляющему входу доноснительногг клкчевого элемента.