Зарядное устройство для емкостного накопителя Советский патент 1984 года по МПК H03K3/53 

2. Устройство по п. 1, о т л ичающее ся тем, что, с целью расширения его функ,ционе1льных возможностей путем обеспечения регулировки напряжения заряда емкостного накопителя, в него введены делитель напряжения, пороговый элемент и дополнительный коммутирующий элемент, причем емкостный накопитель зашунтиров.ан делителем напряжения, выход которого.через пороговый элемент подключен к управляющему входу дополнительного коммутирующего элемента, подключенного параллельно вторичной обмотке импульсного трансформатора.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для питания импульсных модуляторов, газоразрядных ламп и других устройств. Известно устройство для заряда емкостного накопителя, содержащее последовательно соединненые буферный конденсатор, дроссель, зарядный тиристор, параллельно KOTopo -iy в . обратной .полярности включен шунтиРУ щий тиристор, и емкостный Накопител зашунтированный импульсной нагрузкой. Управляющие входы зарядного и шунтирующего тиристоров подключен к схеме управления CIJ. Недостаток указанного устройства -ограниченный диапазон регулир вания выходного напряжения на накопителе. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является за рядноеустройство для .емкостного на копителя, содержащее источник .питания, положительный полюс которого через последовательно соединенные зарядный дроссель, зарядный диод и емкостный накопитель, зашунтированный импульсной нагрузкой, соединен с общей шиной, а отрицательный полю подключен к общей шине и выводу кон денсатора, и коммутирующий элемент, включенный между точкой соединения зарядных диода и дросселями другим вы водом конденсатора, зашунтированног резистором утечки r2j. К недостаткам известного устройс ва относится низкий КПД вследствие потерь в резисторе утечки, а также отсутствие регулировки зарядного напряжения. Цель изобретения - повышение КПД а также расширение функциональных возможностей путем обеспечения регу лировки напряжения заряда емкостного накопителя. Поставленная цель достигается тем, что в зарядное устройство для емкостногонакопителя, содержащее источник питания, положительный полюс которого через лоследовательно соединенные зарядный дроссель, заря ный диод и емкостный накопитель, зашунтированный импульсный нагрузкой, соединен с общей шиной,а отрицательный полюс подключен к общей шине и выходу конденсатора, и коммутирующий элемент, введены дополнительные дроссель и диод, разделительный конденсатор, импульсный трансформатор, резистор и ограничитель амплитуды, зарядный дроссель снабжен промежуточным выводом, причем дополнительный диод включен между зарядным дросселем и зарядным диодом, точка соединения дополнительного и зарядного диодов соединена с общей шиной через коммутирующий элемент, а с другим выводом конденсатора через дополнительный дроссель, первичная обмотка импульсного трансформатора включена через .разделительный конденсатор между промежуточным выводом зарядного дросселя и точкой соединения зарядного диода, емкостного накопителя и импульсной нагрузки, управляющий вход коммутирующего элемента через последовательно соединенные резистор и вторичную обмотку импульсного трансформатора, зашунтированную ограничителем амплитуды, соединен с общей шиной. . Кроме того, в него введены делитель напряжения, пороговый элемент и дополнительный коммутирукнций элемент, причем емкостный накопитель . зашунтирован делителем напряжения,выход которого через пороговый элемент подключен к управляющему входу дополнительного коммутирующего элемента, подключенного параллельно вторичной обмотке импульсного трансФорматора. На фиг, 1 приведена принципиальная электрическая схема зарядного устройства для емкостного накопителя/ на фиг. 2 - эпюры напряжений в различных точках схемы. Зарядное устройство содержит источник 1 питания, зарядный дроссель 2, зарядный диод 3, емкостный накопитель 4, импульсную нагрузку 5 (например, газоразрядную лампу), дополнительные диод б и дроссель .7, конденсатор 8, коммутируняций элемент (например, тиристорJ 9, импуль ный трансформатор 10, разделительный конденсатор 11, резистор 12, дополнительный коммутирующий элемент 13, пороговый элемент 14, дели тель 15 напряжения и ограничитель 16 амплитуды. Между выходом источника 1 питания и общей шиной последовательно соединены зарядный дроссель 2, дополнительный диод б, зарядный диод 3 и емкостный накопитель 4, зашунтированный параллельно включенными им пульсной нагрузкой 5 и делителем 15 напряжения. Точка соединения дополнительного диода 6 и зарядного дно.да 3 подключена к общей шине через коммутируюций элемент 9, зашунтиро. ванный последовательно соединеннами дополнительным дросселем 7 и конден сатором 8. Промежуточньдй отвод за рядного дросселя 2 через послёдовательно соединенные разделительный конденсатор:11 и первичную обмотку импульсного трансформатора 10 подключен к общей- точке соединения зарядного диода 3 и емкостного накопи теля 4. Упра вляющий вход коммутирую щего элемента 9 через последователь но соединенные резистор 12 и вторич ную обмотку импульсного трансформатора 10, зашунтированную параллельно включенными ограничителем 16 амплитуды и дополнительным коммуткрукяцим элементом 1,3, соединен с общей, шиной. .Выход делителя 15 через пороговый элемент 14 соединен с управляющим входом дополнительного коммутирующего элемента 13. . Зарядное устройство работает следующим образом. При включении источника 1 (момент фиг. 26) через дроссель 2 и диоды 3 и 6 производится резонанс ный заряд емкостного. накопителя 4 до напряжения 2Ер, где Е - напряже ние источника 1 (фиг. 26-, напряжение Hq .на ззыходе дросселя 2). В момент окончания заряда (момент tj) на диодах 3 и 6 происходит .резкий перепад напряжения, обуслов ленный разностью напряжений накопителя 4 и источника 1. При этом к первичной обмотке понижакадего импульсного трансформатора 10 будет приложен импульс заряда конденсатора 11.малой емкости, обусловленный разностью напряжения 2Е о .-Ё (на эпюре ). Выделенный при этом на.вторичной обмоткё импульс через токоограничивающий резистор 12 за пускает-тиристор 9. Последний через дроссель 7 производит перезаряд конденсатора 8, который ранее({од новременно с накопителем 4) зарядил ся до напряжения 2Ео(на схеме указа на., полярность напряжения конденсатора 8 до и после перезаряда/. После этого тиристор 9 закрывается отрицательным напряжением, а к зарядному дросселю 2 оказывается приложенным напряжение, равное cyKwe напряжения +ЕО источника 1 и напряжения -2Ео конденсатора 8, т.е. ЗЕ. Под влиянием этого напряжения через дроссель 2 и диод 6 должен произойти резонансный заряд конденсатора 8 до напряжения, уже превышающего величину . Так как это напряжение превышает напряжение заряженного до :этого накопителя 4, то часть,энергии заряда конденсатора 8 через диод 3 переходит к накопитель 4. Таким образом, происходит дозаряд емкостного накопителя 4 до более высЬкого уровня напряжения с выравниванием напряжений конденсатора 8 и н.акопиТеля 4 (емкость кон.. денсатора 8 намного меньше накопителя 4 ) . , . После прекращения резонансного заряда конденсатора 8 через дрос сель 2 на выходе последнего напряжение вновь падает до уровня Ер, а к первичной обмотке импульсного трансформатора 10 на время заряда конденсатора 11 ВНОВБ будет приложено разностное напряжение источника 1 и накопителя 4. В результате импульс вторичной обмотки трансформатора 10 вновь .запустит тиристор 9, . Через тиристор 9 вновь происходит перезаряд конденсатора 8 до еще более, высоког э отрицательного . напряжения (момент t.) И снова через дроссель 2 осуществляется резонансйый заряд конденсатора 8 до еще более высокого уровня положительного напряжения, в результате чего емкостный накопитель 4 снова, до заряжается. Процесс дозаряда накопителя 4 будет многократно повторяться/ а уровень напряжения накопителя возрастать. Процесс увеличения напряжения накопителя 4 приостановится самостоятельно, когда энергия сравняется с потерями перезаряда конденсатора а. С целью получения на емкостном накопителе любого напряжения большего 2Eg, в устройство дополнительно .введены коммутирующий элемент 13, пороговый элемент 14 и делитель 15 напряжения. При достижении заданного уровня напряжения накопителя 4 . . (момент tn) срабатывает пороговый элемент 14. и переводит коммутирующий элемент .13 в открытое состояние (выход элемента 14 является статическим, фиг. 23/ эпюра выходного напряжения . порогового элемента), в резУльтате этого элемент 13 шунтирует вторичну5о обмотку импульсного трансформатора 10, не допуская поступле