Способ заряда емкостного накопителя Советский патент 1985 года по МПК H02M9/04 

05

05

4 00

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в преобразователях тока и напряжения а также в регулируемых устройствах для -заряда накопительных конденсаторов.

Целью изобретения является повышение быстродействия путем .увеличения коэффицеинта использования источника электропитания.

На фиг. 1 приведено устройство, реализующее предложенный способ; на фиг. 2 - блок управления устройства.

Устройство выполнено из управляемого преобразователя 1 напряжения, содержащего блок 2 управления и выходной каскад 3, последовательного резонансного LC-контура 4, содержащего индуктивность 5 и конденсатор 6, трансформатора 7, содержащего первичную обмотку 8 и вторичные обмотки

9,п симисторов 10, п выпрямителей 11, первого 12 и второго 13 компараторов, первой 14 и второй 15 логической схемы И, первой 16 и второй 17 логической, схемы И-НЕ, реверсивного счетчика 18, со счетным входом 19, дешифратора 20, управляемого ключа 21, первого 22 и второго 23 регистров.

Выходной каскад 3 управляемого преобразователя I напряжения соединен с входом резонансного LC-контура 4 и одним входом управляемого ключа 21, параллельно конденсатору 6 подключена первичная обмотка8 трансформатора 7, тЬчка соединения индуктивности 5 и.конденсатора 6 соединена с первыми входами компараторов 12 и 13, на вторые входы которых поступают эталонные напряжения, выход компаратора 12 соединен с одним входом логической схемы И 14, выход компаратора 13 - с одним входом логической схемы И 15, а вторые входы логических схем И 14 и 15 - с тактовым выходом блока 2 управления управляемого преобразователя 1 напряжения, причем вход блока 2 управления соединен с выходом управляемого ключа, третий вход логической схемы И 14 - с выходом логической схемы И.-НЕ 16, третий вход логической схемы И 15 - с выходом логической схемы И-НЕ 17, а выходы логических схем И 14 и 15 - через регистры 23. и 24 со счетным входом реверсивного счетчика 19, вход «Н- прямого счета которого соединен с выходом компаратора 12, а вход «- реверсивного счета - с выходом компаратора 13, выход )еверсивного счетчика 18. - с входом дешиф ратора 20, первый выход которого соединен с входом логического элемента И-НЕ 17, вторым входом управляемого ключа и управляющим электродом первого симистора

10,второй выход дешифратора 20 - с управляющим электродом второго симистора 10, а п-й выход дешифратора - с управляющим электродом п-го симистора 10 соответственно и с входом логического элемента И-НЕ 16, причем первая вторичная об

мотка 9 соединена с первым анодом первого симистора Ш и одним входом первого выпрямителя 11, второй вход первого выпрямителя 11 - с вторым анодом симистора 10, а вторая вторичная обмотка 9 - с одним входом второго выпрямителя 11 и первым анодом второго симистора 10, второй анод которого соединен с вторым входом второго выпрямителя 11, п-я вторичная обмотка 9 - с первым анодом п-го симистора 10 и одним входом п-го выпрямител.я 11, второй вход которого соединен с вторым анодом п-го симистора 10, причем выходы всех п выпрямителей 11 соединены попарно-параллельно и соединены с емкостным накопителем. ,

Блок управления {фиг. 2) состоит из сумматора 24, интегратора 25, компаратора 26, RS-триггера 27, генератора тактовых импульсов 28, регулирующего элемента 29. Выход регулирующего элемента 29 соединен с входом сумматора 24, второй вход которого соединен с выходом 2.1 и выходом управляемого ключа 21 (фиг. 1), выход сумматора 24 - с входом интегратора 25, выход которого соединен с входом компаратора 26, выход которого соединен с R-входом RS-триггера 27, причем S-вход RS-триггера 27 соединен с выходом генератора 28 тактовых импульсов, который соединен с клеммой 2.2 и первыми входами первой и второй схемы И (фиг. 1), выходы RS-триггера - с клеммами 2.3 и 2.4 и с входом выходного каскада 3 (фиг. I).

Способ осуществляется следующим образом.

С помощью регулирующего элемента 29 (фиг. 2) устанавливается требуемое выходное напряжение схемы И, до которого необходимо за1эядить емкостной накопитель. После прихода тактового импульса с генератора- 28 тактовых импульсов RS-триггер 27 включает силовые транзисторы выходного каскада 3 (фиг. 1), и на выходе преобразователя 1 напряжения появляется импульс прямоугольной формы. После того как площадь импульса на выходе преобразователя 1 напряжения станет равной площади входного сигнала (постоянного напряжения) на данном тактовом промежутке, на выходе интегратора 25 появится сигнал логического нуля и. на выходе компаратора 26 также появится сигнал логического нуля, который переключит RS-триггер 4. После этого импульс на выходе управляемого преобразователя 1 прекращается. С приходом следующего тактового импульса происходит повторение всего цикла работы блока 2 управления.

Резонансный контур 4 (фиг. I) выделяет первую гармонику выходного сигнала, и с помощью траисф9рматора 7 это напряжение трансформируется во вторичные обмотки 9. Так как последовательный резонансный

LC-контур обеспечивает стабилизацию тока в первичной обмотке трансформатора, то, следовательно, мощность, потребляемая, от упрарляемого преобразователя напряжения, зависит только от напряжения на первичной обмотке 8 (PnoTp conbf и). Когда емкостной накопитель полностью разряжен, и напряжение на первичной об мотке трансформатора 7 меньше порогового, то комПаратор 12 разрешает прохождение счетного импульса на суммирующий и счетный вход реверсивного счетчика 18. Импульс на выхо-де реверсивного счетчика 18 устанавливает на первом выходе дешифратора 20 напряжение ,логической единицы, которое открывает первым симистор 10, и напряжение с первой вторичной обмотки 9 поступает на первый выпрямитель 11, к выходу которого подключен емкостной накопитесь.

В момент, когда напряжение на первич.ной обмотке 8 трансформатора 7 достигает такой величины, что величина произведения тока через обмотку 8 и напряжения на ней оказывается равной максимальной выходной мощности управляемого преобразователя 1 напряжения, т.е. UtJconst Uf 3i Р, напряжение на выходе компаратора 12 устанавливается равным логической единице и. переводит счетчик 19 импульсов в такое состояние, при котором на втором выходе дешифратора появляется напряжение управления вторым симистором 10. При этом управляющий сигнал первым симистором 10 : прекращается и после перехвата тока вторым симистором 10 первым отключается. Теперь по сигналу с первого выхода дешифратора включается управляемый ключ 21, который создает обратную связь и позволяет осуществить регулирование выходного тока так, чтобы поддержать постоянной выходную мощность. Блок 2 управления при наличии обратной связи осуществляет регулирование тока в первичной обмотке 8 трансформатора 7 таким образом, чтобы произведение яытивых было постоянным, т.е. чтобы всегда потреблялась от преобразователя мощность, равная максимальной.

При наличии частично заряженного емкостного накопителя и подключении его к

5 рассматриваемому устройству выход дешифратора 20 первоначально может установиться в любое из п положений. Если на выходе компаратора 12 напряжение логичес кой единицы, то процесс заряда аналогичен, если же на выходе компаратора 13 напряжение логической единицы, что указывает на малую потребляемую мощность от преобразователя 1 напряжения, то реверсивный счетчик 19 поочередно переключает симисторы 10 до тех пор, пока не подключится

, одна из вторичных обмоток 9 трансформатора 7, при которой иобнЗобк Рп1- Далее заряд емкостного накопителя производится аналогично рассмотренному.

При этом время, необходимое для заряда емкостного накопителя, уменьшается

0 примерно в 2 раза, так как на всем рабочем промежутке заряд производится постоянной мощностью.

СПОСОБ ЗАРЯДА ЕМКОСТНОГО НАКОПИТЕЛЯ, заключающийся в том, что заряд накопителя производят ступенями, причем зарядный ток на каждой ступени стабилизируют путем изменения скважности напряжения электропитания, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия путем увеличения коэффициента использования источника электропитания, заряд накопителя на каждой ступени производят постоянной мощностью, которую стабилизируют на каждой ступени изменением вели чины тока заряда.

Фаг. 2