Устройство для заряда накопительного конденсатора

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<,951664 (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01.02.80 {21) 2876526/18-21 с присоединением заявки № 2878214/18-21 (23) Приоритет

Опубликовано 15.08.82 Бюллетень №30

Дата опубликования описания 17.08.82

{51)М. Кл.

Н 03 К 3/53

@вударстаеньй камитвт

CCCP ао делам лзаврвтвккй и еткрмткй (53) Уд К621. .374 (0 88. 8) (72) Автор изобретения

А. Г. Николаев

J

7

3 (7I ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА

НАКОПИТЕЛЬНОГО КОНДЕНСАТОРА

Изобретение относится к импульсной технике, в частности к устройствам дпя заряда накопительных конденсаторов, используемых s качестве импульсного источ ника питания ламп накачки оптических квантовых генераторов, в установках электроискровой обработки материалов и т.п.

Известно устройство дпя заряда пако пительного конденсатора, в котором заряд осуществляется от источника постоянного тока с использованием тиристорного статического преобразователя напряжения, включенного между источником и накопительным конденсатором (1 )

Энергия источника в этом устройстве дозируется дросселем и конденсатором, которые не только повышают КПД заряда накопительного конденсатора, но и обеспечивают естественную коммутацию 20 тиристоров статического преобразователя напряжения.

Недостатками этого устройства являются относительно сложная схема его

2 преобразователя напряжения, переменная скорость передачи энергии источника постоянного тока в нагрузку, а также низкое выходное (зарядное) напряжение и, как следствие, завышенные массо-габаригные показатели устройства в цепом.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство дпя заряда накопительного конденсатора, содержащее источник постоянного тока, положительный вывод которого через тиристорную ячейку из двух соединенных последовательно-согласно тиристоров подключен к положительному выходному выводу, соединенному через заряжаемый накопительный конденсатор с отрицательным выходнымвыводом устройства и ис-, точника, диод, дозирующие дроссель и конденсатор, одна обкладка которого подкпточена к точке соединения тиристоров ячейки j 23.

Однако низкое зарядное напряжение данного устройства ограничивает скорость передач энергии в накопич ельный конден:3

951664 сатор через дозируютцие дроссель и кон- денсатор, что обуславливает низкие удельные энергетические показатели.

Uem изобретения — улучшение удельных энергетических показателей. 5

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для заряда накопительного конденсатора, содержащем источник постоянного тока, положительный вывод которого подключен к аноду одного ти- IO ристора, катод которого через соединенный согласно с ним другой тиристор подключен к первому выводу обмотки токоограничивающего линейного дросселя, два диода и дозируюший конденсатор, 15 одна обкладка которого подключена к общей точке первого и второго тиристоров, положительный и отрицательный выходные выводы, к которым подсоединен накопительный конденсатор, причем отрицательный выходной вывод соединен с отрицательным выводом источника постоянного тока, обмотка токоограничивающего линейного дросселя снабжена отводом, который соединен с другой обкладкой дозирующего конденсатора и анодом одного диода, катод которого подключен к обшей точке тиристоров, отрицательный вывод источника постоянного тока — ко второму выводу обмотки токо- 3 ограничивающего линейного дросселя, а ее первый вывод через второй диод - к положительному выходному выводу устройства.

На фиг. 1 представлена электрическая

35 схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 и 3 —. варианты ее выполнения.

М

Устроиство содержит источник 1 постоянного тока с положительным 2 и отрицательным 3 выводами. К выводу 2

40 подипочены соединенные последовательносогласно тиристоры 4 и 5, которые через диод 6 соединены с положительным выходным выводом 7, а через токоограничивающий дозирующий дроссель 8 - с трицатьж BbIXOQHbIIvI BbIBOQOM 9 у 45 ройства, к выводам 7 и 9 подключен накопительный конденсатор 10.

Огвод or обмотки дросселя 8 через дозирующий конденсатор 11 и диод 12 подключен к точке соединения тиристоров 4и 5.

В варианте устройства (фиг. 2) содержится два комплекта статического преобразователя напряжения, включенных параллельно и работающих на один накопительный конденсатор 10.

В другом варианте устройства (фиг. 3) заряд накопительного конденсатора 10 ! осуществляется от источника переменного тока, при этом вместо тиристора 4 можег быть использован обычный диод, Управление тиристорами 4 и 5 осществляется от автономного парафазного автогенератора, не показанного на схемах, который может быть выполнен по любой известной схеме.

Устройство работает следующим образом.

При подаче импульса управления на тиристор 4 ток от источника 1 протекает через тиристор 4, конденсатор 11, дроссель 8, отрицательный вывод 3 и осуществляет заряд конденсатора 11 так, что на его левой по схеме обкладке оказывается положительный потенциал. Одновременно с этим за счет электромагнитной связи витков обмотки дросселя

8, охваченных единым магнитным потоком, I на выводе обмотки дросселя 8, соединенной с анодом диода 6, наводится результирующее положительное напряжение, под действием которого диод 6 открывается ,и энергия источника 1 передается в накопительный конденсатор 10. Передача энергии осуществляется по цепи: дроссель

8, диод 6, вывод 7, конденсатор 10, вывод 9, а также по цепи: источник 1, тиристор 4, конденсатор 11, дроссель 8, диоды 6, вывод 7, конденсатор 10, вывод 9, источник 1, т.е. одновременно электромагнитным и электрическим путями. Диод 12 и тиристор 5 в этом интервале времени находятся в закрытом состоянии, так как к их катодам приложено положительное напряжение.

Если отвод от обмотки дросселя 8 выполнен от половины ее витков, то напряжение на всей обмотке в режиме холостого хода вдвое превышает наттряжение на половине ее витков. В целях увеличения скорости передачи энергии источника в накопительный конденсатор отвод можно делать так, чтобы в верхней части обмотки витков было меньше, чем в нижней.

Так как в цепи: источник l, конденсатор 11, дроссель 8, конденсатор 10 при разряженном конденсаторе 10 сопротивление меньше, чем в цепи: источник 1, конденсатор 11, дроссель 8, то токи в частях дросселя 8 различны. Этому также способствуег протекание тока по цепи: дроссель 8 - конденсатор 10, направленного встречно току источника

1 в нижней части обмотки дросселя 8 и согласно в верхней его части. В результате прохождения результирующего

5 951 тока источника 1 в его поле запасается энергия, пропорциональная индуктивности дросселя 8 к квадрату мгновенного зна« чения тока. Результирукиций ток направлен снизу вверх, а при его изменении

so времени он вначале увмичивается, а затем достигает максимального значения.

В момент, когда ток достигает своего максимума, энергия, запасенная дросселем 8, имеет наибольшее значение. При ig уменьшении тока источника 1 за счет

ЭДС самоиндукции (стремяшейся поддержать неизменными направление реэультирукхцего потока и тока) энергия из дросселя 8 по цепи: дроссель 8, диод 6, вывод 7, конденсатор 10, вывод 9, передается в конденсатор 10. В это же время заканчивается заряд конденсатора 11, и тиристор 4 запирается (погасает естественным путем) .

?о

В следующем полупериоде подается сигнал на открытке тяристора 5. В это время конденсатор 11, разряжаясь, передает свою энергию.в конденсатор 10. Одновременно ток проходит по пепи. кондея- 2s сатор 11, тиристор 5, дроссель 8. Так как к верхнему по схеме выводу обмот. ки дросселя 8 приложено положительное напряжение, энергия в конденсатор 10 ,передается по цепи: дроссель 8, диод 6 Зо конденсатор 10. По окончании разряда конденсатора 11 ток обеспечивает положительное напряжение на верхнем выводе обмотки дросселя 8, в результате чего конденсатор 10, заРяжаясь, повышает напряжение на своих обкладках.

Далее процессы повторяются циклически, в результате чего напряжение конденсатора 10 повьцпается. Когда его ни эяжение достигает заданного ". значения,-его разряжают во внешнкю цепь, после чего вновь осуществляется заряд.

Так как конденсатор 11 заряжается при нулевых значениях напряжения, максимальное их напряженке практически в два раза превышает напряжение источника 1, а коэффициент трансформации напряжения в дроссель имеет значение от двух и более, причем накопительный конденса664 6 тор может быть заряжен до напряжения, более чем в 4 раза превышающего источник. В результате этсио внешняя вольтамперная характеристика проходит выше, чем аналогичная характеристика в известном устройстве. Это обеспечивает увеличение скорости передачи энергии источника в накопитель без увеличения е о массы, что улучшает его удельные мощностные показатели.

Формула изобретения

Устройство для заряда накопительного конденсатора, содержащее источник постоянного тока, положительный вывод которого подключен к аноду одного тиристора, катод которого через соединенный согласно с ним другой тиристор цодключен к первому выводу обмотки токоограничиваюшего линейного дросселя, два диода и дозируюший конденсатор, одна

:обкладка которого подключена к обшей точке первого и второго тиристоров, положительный» s отрицательный выходные выводы, к которым подсоединен накопительный конденсатор, причем отрицатель ный выходной вывод соединен с отрицательным выводом источника постоянного тока, отличающеесятем, что, с целью улучшения удельных энергетических показателей, обмотка токоограничивающж о линейного дросселя снабжена отводом, который соединен с другой обкладкой дозирутсицего конденсатора и анодсм одного диода, катод которого подключен к ойцей точке тиристоров, отрицательный вывод источника постоянного тока - к второму выводу обмотки токосе раничивающего линейного дросселя, а ее первый вывод через второй диод — к положительному выходному выводу ус ройства.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 375741, кл. Н 02 М 7/00, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

% 381157, кл. Н 03 К 3/335, 1971.

28 и>.2

Составитель М. Леонова

Редактор М. Келемеш Техред A.À÷ Корректор А. Дэятко

Заказ 5971/73 Тираж 959 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5

Фнлнал ППП, Патент», г, Ужгород, ул. Проектная, 4