Устройство для заряда накопительного конденсатора Советский патент 1986 года по МПК H03K3/53 

Изобретение относится к импульсной технике и м(жет быть использовано для построения устройств -::)лектропитания монщых им 1ульс11ых пагрузок. Цель изобретения по ын1ение надежности и расншрения области применения за счет возможности работь в ус.ювиях, где допускаются кратковремен1 ые сквозные токи через имиульсную нагрузку. На чертеже представлена функциоиа.1ьная схема устройства. Устройство для зарядки накоиите.пьного конденсатора содержит источник i питания, первый выход которого через входной ключевой элемент 2, а второй выход непосредственно нодключен к входу зарядно1о преобразователя 3, первый выход которого через зарядный диод 4, а второй выход непосредственно подключены к обк.ладкам наконительного конденсатора 5, нара.илельио которо.му включен датчик G напряжения и носледовательная цепочка из разрядного) коммутатора 7 и им11у.1ьсной нагрузки 8, нервый вывод которой подключен к второму выходу зарядпо|-о преобразователя 3, генератор 9 тактовых импульсов, годк;поченный своим выходом к входу элемента 10 задержки, блок 1 управления, выход которого нодключен к унравлнюнгему входу зарядного преобразователя 3, к первому входу блока 1 1 управления подключен информа1и-юнный выход датчика 6 напряжения, источник 12 напряжения, пороговый элемент 13 и дополнительный ключевой элемент 14 соединены последовательно и подключены параллельно зарядному диоду 4, первый инфо)маг1ионпый выход порогового элемента 13 подключен к управляющему входу входного ключевого элемента 2, диодные ячейки 15 и 16, первая из которых включена между выхо.том элемента 10 задержки и вторым входом блока 1 1 управления, а вторая.между выходом генератора 9 тактов 1х импульсов и управляющим входом разрядного коммутатора 7, второй информационный выход порогового элемента 13 нoдкJlючeн к управляюплим входам диодн1 х ячеек 15 и 16, при этом: в устройство введен формирователь 17 импульсов, вход которого подключен к информационному выходу датчика 6 нанряжепия, а выход --к управляющему входу дополнительного ключевого элемента 14 и обьеди1№н с дополнительным выходом элемента 10 задержки. Устройство работает следующим образом. По сигналу с генератора 9 тактовых импульсов, прошедшему через элемент 10 задержки с за.держкой па время 7i и первую диодную ячейку 15, блок И управления начинает генерировать сигналы управления зарядным преобразователем 3, последний включается и зарядка } ако11ительного конденсатора 5 происходит от источника 1 питания через замкнутый входной ключевой элемент 2, зарядный преобразователь 3 и зарядный диод 4. Когда напряжение на накопительном конденсаторе 5 дости1-ает заданного значения, с ип((зормационного выхода датчика 6 напряжения па первый вход блока 11 управ.тения поступает сигнал, прекращающий генерацию импульсов управлепия, зарядный преобразователь 3 прекраП1ает свою работу и зарядный процесс прекрап1ается (происходит отсечка папряжепия накопительного копденсатора). ilo сигналу с генератора 9 тактовых импульсов, пр01недщему через вторую диодную ячейку 16, включается разрядный коммутатор 7 и происходит разряд накопительного конденсатора 5 на им |ульсную нагрузку 8. Этот же сигнал генератора 9 тактовых импульсов, задержанный па время Г|, достаточное для восстановления диэлектрической прочности разрядного коммутатора, вновь вк.мючает в работу блок 11 управления и процессы повторяются. Меж/чу моментом отсечки lia пряжения пйКонительного конденсатора и моментам его разряда необходимо выдержать предзарядную паузу 7II, нужную для компенсации тепловой нестаби.льности устройства. Во время этой паузы зарядный диод 4 при нормальной работе устройства находится Б закрытом состоянии. Ес;т но каким-либо причинам по достижении заданного напряжения накопительным конденсатором отсечки не произойдет (например, система уг.равлепия будет вьитючена внов из-за помехи), то накопительный когьченсатор за время Тп может перезарядиться до недопустимого уровня, что приведет к аварии устройства при носледуюнхем разрядном процессе. В предлагаемом у:тройстве аварийпая ситуация может быть выявлена путем подачи сигнала управления от доно.чнительчого генератора импульсов (не показан) иа управ.тяющий вход дополнительного ключевого элемента 14 непосредственно после прохождения сигнала на отсечку папряжепня. Если отсечки не произоп1ло, го зарядный диод 4 находится в открытом состоянии, а следовательно, цепь источник 12 напряже1ЩЯ пороговый элемепт 13 - замкнутый дог1олните.1ьный ключевой элемент 14 замкнута через зарядный .циод 4, и па управляющих входах входного ключевого элемента 2 и диодных ячеек 5 и 15 появится гигпал с информационных выходов порогового элемента 13. Входной ключевой элемент 2 разорвет цепь питания устройства, а диодные ячейки блокируют прохождение дальпей пих сигналов управления устройством, что предотвратит дальнеЙ1.)ИЙ перезаряд и пое,ледующий разряд накопительного конденсатора и даст 1:игнал об аварийной ситуации в системах устройства. После разряда накопительного конденсатора 5 перед подачей сигнала о нача.те следующего цикла заряда следует выдержать время Т для восстановления диэлектрической прочности разрядного коммутатора 7. Если по каким-либо причинам (тепловая перегрузка, воздействие помех и т. п.)

диэлектрическая npOMHOtTb коммутатора за время паузы 7| не восстановилась, то при очередной подаче с блока 11 управления сигналов управления импульсная нагрузка 8 окажется в стационарном режиме, что может привести к выходу из строя как импульсной нагрузки, так и всего устройства (например, в случае зарядки накопительного конденсатора с постоянным отбором- мощности от источника 1 питания).

В предлагаемом устройстве аварийная ситуация может быть выявлена также путем подачи сигнала управления от дополнительного генератора импульсов (не показан) на управляющий вход дополнительного ключевого элемента 14 через промежуток времени Т-2 () после прохождения сигнала на включение разрядного коммутатора 7, при этом время Д/ Т - Т соизмеримо с временем включения дополнительного ключевого элемента 14 и составляет единицы или десятки мкс. Если не произошло восстановления диэлектрической прочности разрядного ключевого элемента 7, то цепь источник 12 напряжения - пороговый элемент 13 -- замкнутый дополнительный ключевой элемент 14 замкнется через разрядный коммутатор 7, импульсную нагрузку 8 и выходные цепи разрядного преобразователя 3 (зарядный диод 4 в описываемый момент времени находится в закрытом состоянии). На управляющих входах входного ключевого элемента 2 и диодных ячеек 15 и 16 появится сигнал с информационных выходов порогового элемента 13. Входной ключевой элемент 2 разорвет цепь питания устройства, а диодные ячейки блокируют прохождение дальнейших сигналов управления, что предотвратит аварийную ситуацию в системах устройства.

При работе устройства с автоматическим контролем наличия отсечки напряжения и предзарядной паузы после каждого цикла работы сигнал с информационного входа датчика 6 напряжения поступает на вход формирователя 17 импульсов и с его выхода с задержкой на время (время Тз соизмеримо с временем закрытия зарядного диода 4) пбступает на управляющий вход дополнительного к.,1ючевого элемента 14. Далее (в случае аварийной ситуации) происходит разрыв питания и блокировка импульсов управления описанным образом.

При работе устройства с автоматическим контролем как наличия отсечки, так и восстановления диэлектрической прочности разрядного коммутатора 7 с второго выхода элемента 10 задержки на управляющий вход дополнительного ключевого элемента 14 поступает сигнал генератора 9 тактовых импульсов, задержанный на время . Далее (в случае, если диэлектрическая прочность разрядного коммутатора 7 не восстановилась) происходит разрыв питания и блокировка импульсов управления описанным

образом. При этом контроль наличия отсечки происходит аналогично описанному.

По сравнению с известным предлагаемое устройство может иметь в своем составе зарядный преобразователь и импульсную нагрузку практически любого из существующих типов.

Кроме того, предлагаемое устройство предотвращает аварийную перезарядку накопительного конденсатора и не допускает даже кратковременный стационарный режим импульсной нагрузки.

Формула изобретения

1. Устройство для заряда накопительного конденсатора, содержащее щины источника питания, из которых первая через входной ключевой элемент, а вторая непосредственно подключены к входам зарядного преобразователя, первый выход которого через зарядный диод в прямом включении, а второй выход непосредственно подключены к обкладкам накопительного конденсатора, разрядный ком.мутатор н импульсную нагрузку, соединенные последовательно и подсоединенные параллельно накопительному конденсатору, дополнительный источ-ник напряжения, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и расширения области применения за счет возможности работы в условиях, где допускаются кратковременные сквозные токи через импульсную нагрузку, в него введены генератор тактовых импульсов, элемент задержки, блок управления, датчик напряжения, пороговый элемент, дополнительный ключевой элемент, две диодные ячейки, при этом параллельно накопительному конденсатору подключен датчик напряжения, информационный выход которого подключен к управляющему входу блока управления, выход которого подсоединен к управляющему входу зарядного пре0 образователя, а выход генератора тактовых импульсов подключен через последовательно соединенные элемент задержки и первую диодную ячейку к входу блока управления и через вторую диодную ячейку к управляющему входу зарядного коммутатора,

5 при этом первый вывод дополнительного источника напряжения соединен с анодом зарядного диода, второй вывод - с первым входом порогового элемента, второй вывод которого подключен к катоду диода через дополнительный ключевой элемент, первый

информационный выход соединен с управляющим входом входного ключевого элемента, а второй И1н{)ормационный выход подключен к управляющим входам обеих диодных ячеек.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в него введен формирователь импульсов, при этом информационный выход датчика 5

напряжения соединен с входом формирова-3. Устройство но пи. 1 и 2, отличающееся

теля импульсов, выход которого соединентем, что дополните: ьн,1Й выход :)лемента

с управляющим входом дополнительногозадержки подсоединен к управляющему

ключевого элемента.входу донолнительного к;|ючево1о элемента.

1269218

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для построения устройств электропитания мощных импульсных нагрузок. Целью изобретения является новышение надежности и расширение области применения за счет обеспечения возможности работы в условиях, где допускаются кратковременные сквозные токи через импульсную нагрузку. Цель достигнута за счет введения в устройство генератора 9 тактовых импульсов, элемента 10 задержки, блока 11 управления, датчика 6 напряжения, порогового элемента 13, дополнительного ключевого элемента 14, двух диодных ячеек 15, 16. В состав устройства входят также источник 1 питания, входной ключевой элемент 2, зарядный преобразователь 3, зарядный диод 4, наконительный конденсатор 5, разрядный коммутатор 7, импульсная нагрузка 8. Устройство может содержать формирователь 17 импульсов, с помониж) которого обеспечивается контроль предразрядных состояний. Введение дополнительной связи между выходом формирователя 17 импульсов и вторым входом элемента К) | задержки позволяет автоматизировать копт(Л роль предразрядных состояний элементов устройства без донолнительного генератора импульсов. 2 3. п. ф-лы, 1 ил. N3 05 со 00