Устройство для заряда накопительного конденсатора

(51) фСс(;ежПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ использоваГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Специализированное конструкторс ко-технологическое бюро твердотельно электроники с опытным производством Института прикладной физики АН МССР (72) А.А.Пении и Е.В,Филиппов (53) 621.373,431 (088.8)(56) Булатов О.Г. и др. Полупроводниковые зарядные устройства емкостных накопителей энергии. - М,: Радио и связь, 1986, с, 50, рис. 3.7.Авторское свидетельство СССР Нф 1003313, кл, Н 03 К 3/53, 22,10.81(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА НАКОПИТЕЛЬНОГО КОНДЕНСАТОРА(57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть но в системах импульсного питания,Цель изобретения - повыщение надежности работы с одновременным снижением габаритов и массы устройства - достигается за счет снижения требованийк объему и скорости вычислений величины зарядного тока. Устройство содержит управляемый источник 1 ступенчато нарастающего напряжения, накопительный конденсатор 2, датчик 3 напряжения, блок 4 согласования, блок 5вычисления зарядного тока, датчик 6времени, блок 7 задания тока заряда,сумматоры 8 и 9, элемент 10 выборкихранения, управляемый усилительныйэлемент 11, формирователь. Источник 1 Явыполнен иэ формирователя 12 ступенчатого напряжения, датчика 13 напряжения и токозадающего управляющего Сфэлемента 14, Блоки 4 и 5 и датчик 61432740 Устройство для заряда накопительного конденсатора содержит управляеьпдй источник 1 ступенчато нарастающего апряжения, первый выход которого соединен с накопительным конденсатоом 2 и датчиком 3 напряжения, блок 4 ,согласования, первый вход и первый ыход которого соединены соответстенно с выходЬм и входом блока 5 вычисления зарядного тока, второй вход и выход - соответственно с выходом и входом датчика б времени, третий выход соединен с управляющим входом источника 1 ступенчато нарастающего напряжения, блок 7 задания тока заряда, первый вход которого соединен с вторым выходом источника 1 ступенчато нарастающего напряжения, второй вход - с четвертым выходом, третий вход - с пятым выходом, четвертый вход - с шестым выходом; пятый вход - с седьмым выходом блока 4 согласования, шестой вход - с выходом датчика 3 напряжения, первый выход - с третьим входом блока 4 согласования, второй выход - с токозадающим управляющим входом источника 1 ступенчато нарастающего напряжения, Блок 7 зада ния тока заряда содержит первый и второй сумматоры 8 и 9, элемент 10 выборки-хранения, управляемый усили 21 с Л= ., , шк и,)ш+и+и-щ 40длительность 1 с-й где Л образуют систему 15 управления. За счет использования ряда аналоговыхустройств изобретение позволяет провести коррекцию величины зарядноготока ца каждой ступени при несравнимо Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано, например, в системах импульсного питания.Целью изобретения является повышение надежности работы с одновременным снижением габаритов и массы устройства за счет снижения требований;с объему и скорости вычислений величины зарядного тока.На фиг.1 приведена структурная электрическая схема устройства, на фиг.2 - эпюры, поясняющие его работу. меньшем объеме программ вычислений.При этом основная доля программы вы"полняется блоком 5 или внешним вычислительным устройством. 1 з.п, ф-лы2 ил,тельный элемент 11, управляющий входкоторого соединен с третьим входомблока 7 задания тока заряда, выход -с первым входом первого сумматора 8,5 вход - с выходом второго сумматора 9,неинвертирующий вход которого соединен с первым входом блока 7 задания тока заряда, первый инвертирующий вход - с его вторьм входом, вто 10 рой инвертирующий вход - с его первымвыходом и выходом элемента 10 выборки-хранения, вход которого соединенс шестым входом блока 7 задания токазаряда, управляющий вход - с его пя 1" тым входом, выход первого сумматора8 соединен с вторым выходом блока 7задания тока заряда, а второй вход -с его четвертым входом,Управляемый источник 1 ступенчато 20 нарастающего напряжения состоит,например, из формирователя 12 ступенчатого напряжения, датчика 13 напряжения и токозадающего управляющегоэлемента 14. Блоки 5 и 4 и датчик 625образуют систему 15 управления. Устройство работает следующим образом,Предварительно в блок 5 вычисления ЗО зарядного тока (микро-ЗВМ) вводят исходные данные и производят расчет длительности ступеней и зарядного тока на каждой ступени в соответствии с формулами 7 шС 0(1 с ( щ; ) ш+и+и-ш ступени;длительность заядаи=1,/31 - чпс ло ст,чн и ц143 И 40 с 1, = сРПУ,. Зарядныйшеи ием РБ СР 1 = КБ 7 заданное напряжение нанакопительном конденсаторе;- значение ступени нап"Бряжения, которая принимается постоянной и известной с определеннойточностью для конкретного источника 1; 1 О - номер ступени, на которой устройство переходитиз режима с постояннымтоком заряда в режимпостоянной мощности заряда.ток определяется соотногде С - величина накопительного конденсатора;7 коэффициент усиления усили 25теля 11.Все значения а к и 1 хранятся в запоминающем устройстве, системы 15,После этого на второй вход сумматора 8 с системы 15 управления через блок 4 согласования подается уровень напряжения, соответствующий току заряда на первой ступени (расчетное значение) 1, который с помощью то. коформирующего элемента 14 устанавливает ток заряда 1 накопительного конденсатора .2 при подаче команды на Формирователь 12 для формированияпервой ступени напряжения О, =ОБ. Конденсатор 3 начинает заряжаться, причем из-за различных погрешностей траектория заряда может пойти по одному из трех направлений: а,б,в (Фиг.2). Желаемая траектория соответствует направлению б, когда в момент . С задаваемый датчиком б времени, 45 конденсатор 2 должен зарядиться до напряжения П. Таким образом, необходимо провести коррекцию величины зарядного тока. Для этого в сумматоре 9 Формируется сигнал ошибки 4 П .между Фактическим уровнем ступени П: ,и расчетным значением ц ИП = д П- ЛПП 1 факт П 1 рссчу где %Факт и П рьсч поступают соответственно с датчика 13 и соответствующего выхода блока 4,Сигнал ошибки /Б, проходя через усилительный элемент 11 с предварительно установленным коэФфициентом усиления, формирует сигнал, соответствующий поправке по току заряда на первой ступени Таким образом, на управляющий вход элемента 14 поданы два сигнала, которые обеспечивают желаемую траекторию заряда. Учитывая, что в реальных схемах имеются задержки и конечное время, при программном выполнении указанных комайд при необходимости вводится поправка по времени, т.е. Величина С ( заранее известна и заранее закладывается в величину коэффициента усиления У усилительного элемента 1.1.В момент временис блока 4 поступает команда на элемент 10 длязапоминания напряжения на конденсаторе Бс Аналогично поступает команда на включение второй ступени напряжения и установки расчетного тока заряда 1 элементомУчитывая, что напряженке П отличается от напряжения П из-за погрешности в установке зарядного тока, работы датчиков напряжения и т.п., сумматор на второй и последующих ступенях вырабатывает результирующий сигнал ошибки Аналогично на выходе усилительного элемента 11 вырабатывается сигнал, соответствующий поправке по току заряда ср 1= сБУи т.д.При достижении напряжением на конденсаторе заданного уровня Б с блока 4 поступает команда на прекращение заряда.После разряда конденсатора на нем остается некоторое напряжение П , которое поступает через элемент 10 на соответствующий вход блока 4. В системе управления программно про водится сравнение этой величины со списком значений расчетных напряжений ступеней формирователя 12 и по 1432740дается команда на включение ступени 1 Р 1, , далее процессы повторяются.Таким образом, устройство позволяет за счет использования ряда ана 5 логовых устройств провести коррекцию величины зарядного тока на каждой ступени при меньшем объеме программ вычислений блоком 5. Основная доля заложенной программы выполняется 10 блоком 5 или внешним вычислительным устройством предварительно, до начала работы зарядного устройства.Формула изобретения 15 1. Устройство для заряда накопительного конденсатора, содержащее управляемый источник ступенчато нарастающего напряжения, первый выход 20 которого соединен с накопительным конденсатором и датчиком напряжения, блок согласования, первый вход и первый выход которого соединены соответственно с выходом и входом блока 25 вычисления зарядного тока второй ;. вход и второй выход соединены соответственно с выходом и входом датчика времени, третий выход соединен с управляющим входом источника сту- З 0 пенчато нарастающего напряжения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повыпения надежности работы с одновременным снижением габаритов и массы устройства, в него введен блокзадания .тока заряда, первый вход которого соединен с вторым выходом источника ступенчато нарастающего напряжения, второй - пятый входы - соответственно с четвертым - седьмым выходами блока согласования, шестойвход блока задания тока заряда соединен с выходом датчика напряжения,первый выход блока задания тока заряда соединен с третьим входом блокасогласования, второй выход - с токозадающим управляющим входом источника ступенчато нарастающего напряжения,2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок заданиятока заряда содержит первый и второйсумматоры, элемент выборки-хранения,управляемьп,усилительный элемент,управляющий вход которого соединенс третьим входом блока задания токазаряда, выход - с первым входом пер"вого сумматора, вход - с выходомвторого сумматора, неинвертирующийвход которого соединен с первым входом блока задания тока заряда, первыйинвертнрующий вход - с его вторым входом, второй инвертирующий вход -с егопервым выходом и выходом элемента выборки-хранения, вход которого соединенс шестым входом блска задания токазаряда, управляющю вход - с его пятым входом, выход первого сумматорасоединен с вторым выходом блока задания тока заряда, а второй вход -с его четвертым входом.Составитель А.ГорбачевТехред М.Дидык Корректор Н. Кор р О,Юрковецкая Реда Заказ 5362/53 олписное комитета СССРи открытий кая наб., д, 4/5 роизводствепно-полиграфическое предприятие Тираж 929 ВПИИПИ Государственного по делам изобретений 13035, Москва, Ж, Рауш