Коммутатор индуктивного накопителя энергии Советский патент 1986 года по МПК H03K17/567 

to

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для питания, например, импульсных ускорителей электронных пучков или лазеров.

Цель изобретения - повьшение КПД коммутатора путем уменьшения потребления энергии от источника напряжения заряда коммутирующего конденсатора.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства.

Коммутатор содержит источник 1 питания, к которому через катушку 2 индуктивности и первый неполностью управляемый ключ (тиристор) 3 подключена обмотка 4 индуктивного накопителя энергии, встречно-параллельно включенные второй и третий неполностью управляемые ключи (тиристоры) 5 и 6 коммутирукщий конденсатор 7, источник 8 напряжения заряда конденсатора 7, нагрузку 9, формирователь 10 управлянщих импульсов и полностью управляемый ключ 11, анод которого соединен с анодом тиристора 3 и первым вьшодом нагрузки 9, второй вьюод которой соединен с общей шиной 12,

1223356J

мотки 4 переходит из цепи тиристора 3 в цепь ключа 11. Этот ток в течение времени, превьппающего время выключения тиристора 3, разряжает кон20

25

денсатор 7 от напряжения Ug примерно до нуля.

Затем прекращается действие импульса на входе ключа 11. Ключ 11 запирается и на обмотке 4 и катушке 2 формируется импульс напряжения, прикладываемый к нагрузке 9. После

этого отпирается тиристор 5, который замыкает ток катушки 2 на конденсатор 7. Напряжение на конденсаторе 7 достигает максимального положительного значения и тиристор 5 выключается.

В момент времени, предшествующий началу спада импульса на нагрузке 9, или по окончании формирования импульса на нагрузке 9 отпирается тиристор 6 и начинается колебательный перезаряд конденсатора 7 с напряжения положительной полярности до напряжения исходной отрицательной полярности. После изменения направления тока в колебательном контуре тиристор 6 выключается.

Значение отрицательного напряжения, до которого перезаряжается конкатодом тиристора 3, первой обкладкой денсатор 7, определяется добротностью

конденсатора 7 и положительным полюсом источника 8. Отрицательный полюс источника 8 соединен с катодом ключа 11 и второй обкладкой конденсатора 7.

Катушка 2 включена между первой обкладкой конденсатора 7 и полюсом 13 источника 1, подключенного через тиристоры 5 и 6 к второй обкладке конденсатора 7. Первый, второй, третий и четвертый выходы формирователя 10 подключены к входам тиристора 3, ключа 11, тиристоров 5 и 6 соответственно.

В исходном состоянии конденсатор

35

40

цели перезаряда, может регулироваться путем изменения моментов отпирания тиристоров 5 и 6 и быть близким к величине Vg . Поэтому от источника 8 потребляется весьма незначительная энергия для дозарядки конденсатора 7 к началу очередного цикла коммутации индуктивного накопителя с обмоткой 4.

Формула изобретения

Коммутатор индуктивного Накопителя энергии, содержащий первый не- 7 заряжается от источника 8 до напря- 45 полностью управляемый ключ, включенный в прямом направлении в цепь подключения обмотки индуктивного накопителя энергии к источнику питания, полностью управляемьй ключ, анод ко- 50

женил Ug . Импульс запуска с первого выхода формирователя 10 поступает на вход тиристора 3. Тиристор 3 открывается и начинается этап зарядки индуктивного накопителя с обмоткой 4 током, протекающим, по цепи: положительный полюс источника 1, обмотка ; 4, открытый тиристор 3, катушка 2 индуктивности, отрицательньй полюс 13 источника 1.

Когда ток через обмотку 4 достигает, например, установившегося значения, открьшается ключ 11 и ток обторого соединен с аноДом первого неполностью управляемого ключа и первым вьшодом нагрузки, второй вьшод которой соединен с общей шиной, катодом первого неполностью управля- 55 емого ключа, первой обкладкой конденсатора и положительным полюсом источника напряжения заряда конденсатора, отрицательньй полюс которого

0

5

денсатор 7 от напряжения Ug примерно до нуля.

Затем прекращается действие импульса на входе ключа 11. Ключ 11 запирается и на обмотке 4 и катушке 2 формируется импульс напряжения, прикладываемый к нагрузке 9. После

этого отпирается тиристор 5, который замыкает ток катушки 2 на конденсатор 7. Напряжение на конденсаторе 7 достигает максимального положительного значения и тиристор 5 выключается.

В момент времени, предшествующий началу спада импульса на нагрузке 9, или по окончании формирования импульса на нагрузке 9 отпирается тиристор 6 и начинается колебательный перезаряд конденсатора 7 с напряжения положительной полярности до напряжения исходной отрицательной полярности. После изменения направления тока в колебательном контуре тиристор 6 выключается.

Значение отрицательного напряжения, до которого перезаряжается кон

цели перезаряда, может регулироваться путем изменения моментов отпирания тиристоров 5 и 6 и быть близким к величине Vg . Поэтому от источника 8 потребляется весьма незначительная энергия для дозарядки конденсатора 7 к началу очередного цикла коммутации индуктивного накопителя с обмоткой 4.

Формула изобретения

Коммутатор индуктивного Накопителя энергии, содержащий первый не- полностью управляемый ключ, включенный в прямом направлении в цепь подключения обмотки индуктивного накопителя энергии к источнику питания, полностью управляемьй ключ, анод ко-

торого соединен с аноДом первого неполностью управляемого ключа и первым вьшодом нагрузки, второй вьшод которой соединен с общей шиной, катодом первого неполностью управля- емого ключа, первой обкладкой конденсатора и положительным полюсом источника напряжения заряда конденсатора, отрицательньй полюс которого

соединен с катодом полностью управляемого ключа и второй обкладкой конденсатора, формирователь управляющих импульсов, первьй вьпсод которого соединен с входом первого неполностью управляемого ключа, а второй выход - с входом полностью управляемого ключа, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, в него введены катушка индуктивности, второй и третий неполностью управляемые ключи, а формирователь управляющих импульсов выполнен четырехвиходРедактор А.Сабо

Составитель М.Щедрин

Техред Н. Бонкало Корректор А. Обручар

Заказ 1723/58Тираж 816Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ШШ Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

ным, причем его третий и четвертый выходы подключены к входам второго и третьего неполностью управляемых ключей соответственно, причем катушка индуктивности включена последовательно в цепь подключения обмотки индуктивного накопителя энергии к источнику питания меяду первой обкладкой конденсатора и полюсом источника питания, подключенным через встречно-параллельно включенные второй и третий неполностью управляе о 1е ключи к второй обкладке конденсатора.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для питания, например, импульсных ускорителей электронных пучков или лазеров. Цель изобретения - повышение КЦЦ коммутатора. Импульс с формирователя 10 через тиристор (Т) 3 начинает этап зарядки индуктивного накопителя с обмоткой 4 током по цепи: положительный полюс источника 1, обмотка 4, открытый Т 3, катушка 2 индуктивности, отрицательньй полюс источника 1. По достижении установленного значения ток обмотки 4 переходит из указанной цепи в цепь ключа 1 1 и заряжает конденсатор (К) 7 от напряжения Ug. примерно до 0. При прекращении действия импульса ключ 11 запирается, и на обмотке 4 и катушке 2 формируется импульс напряжения, прикладываемый к нагрузке 9. Т 5 отпирается и напряжение на К 7 достигает максимального положительного значения. Т 5 выключается. Т 6 отпирается и начинается колебательный перезаряд К 7 до напряжения исходной отрицате:льной полярности. Направ/тение тока в колебательном контуре изменяется, и Т 6 выключается. Значение отрицательного напряжения может регулироваться измерением моментов отпирания Т 5 и 6.-1 ил. (Л to to 00 со СП Од