Регулятор для заряда накопительного конденсатора Советский патент 1987 года по МПК H03K3/53 

Изобретение относится к электротехнике. Регулятор может быть использован для заряда высоковольтных накопителей генераторов импульсных напряжений или токов и является до- полнительным к основному авт.св. № 686023.

Цель изобретения - обеспечение заданной точности стабилизации напряжения в более широком диапазоне и улучшение динамических характеристик.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - электрическая принципиальная схема блока управления импульсным сбросом; на фиг. 3 - электрическая принципиальная схема блока импульсного сброса энергии

Регулятор для заряда накопительного конденсатора содержит орган 1 стабилизации тока, управляемые ключи 2, блок 3 управления ключами, фиксатор 4 уровня напряжения, задатчик 5 уровня напряжения, задатчик 6 уровня тока, датчик 7 тока, согласующий трансформатор 8, выпрямитель 9, измеритель 10 напряжения, накопительный конденсатор 11, разрядник 12, причем входы органа 1 стабилизации тока соединены с входными шинами ре- гулятора для заряда накопительного конденсатора, выходы через последовательно соединенные датчик 7 тока, согласующий трансформатор 8 и выпрямитель 9 подключены к параллельно включенным накопительному конденсатору 11, разряднику 12 и измерителю 10 напряжения. Орган 1 стабилизации тока выполнен в виде дросселей насыщения с совмещеиньми обмотками, клю- чи 2 включены в цепи подмагничивання этих дросселей насыщения, а блок 3 управления ключами через датчик 7 тока и задатчик 6 уровня тока подключен к входу фиксатора 4 уровня напряже- ния, один вход которого через измеритель 10 напряжения соединен с выходом задатчика 5 уровня напряжения, а другой управляющий вход непосредственно - с входом задатчика 5 уровня Iнапряжения. Причем датчик 7 тока включен последовательно с дросселями насыщения. В устройство введены блок 13 импульсного сброса энергиь- с накопительного конденсатора 11 и блок 14 управления импульсным сбросом энер-. гии, при этом блок 13 импульсного сброса энерги включен параллельно накопительному конденсатору 11, первьм вход блока 14 управления импульсным сбросом энергии соединен с входом задатчика 5 уровня напряжения, второй вход - соединен с входом измерителя 10 напряжения, а входы блока 14 управления соединены с первым и вторым входами блока 13 импульсного сброса энергии.

Блок 13 Импульсного сброса выполнен на первом и втором тиристорах 15, 16,катоды которых соединены и через резистор 17 подключены к первой входной шине, вторая входная шина которого соединена с анодом первого тиристора 15 и через источник 18 заряда, шунтированный конденсатором 19, подключена к аноду второго тиристора 16,управляющие входы первого и второго-тиристоров 15 и 16 являются входами блока 13 импульсног сброса энергии.

Блок 14 управления импульсным сбросом выполн 1Н на компараторе 20, .первый и-второй входы которого являются входами блока 14 управления, а первый выход соединен через первый усилитель-формирователь 21 с первой входной шиной блока 14 управления, второй выход компаратора 20 через второй усилитель-формирователь 22 соединен с второй входной шиной блока управления, компаратор 20 выполнен на операционном усилителе 23,инвертирующий вход которого через первый и второй резисторы 24 и 25 соединен соответственно с первой и второй входными шинами блока 14 управления, неинвертирующий вход операционного усилителя 23 соединен с общей шиной устройства, а выход операционного усилителя 23 соединен через последовательно подключенные третий резистор 26, анод-катод первого диода 27, конденсатор 28 и анод-катод второго диода 29 с первой выходной шиной компаратора 20, вторая выходная шина которого соединена через анод-катод третьего диода 30 с анодом второго диода 29, подключенного через четвертый резистор 31 к общей шине устройст ва.

При срабатывании разрядника 12 накопительный конденсатор 11 практически мгновенно разряжается до нуля, на выходе регулятора развивается режим ударного короткого замыкания.Вследствие то-го, что орган 1 стабилизации тока на базе импульсно-управляемых

3-1307545

росселей насмцения с совмещенными бмотками обладает естественным войством токоограничения как в сташн и т в с т л в о т д н то вк эт ре пи об ст ле

тических, так и в динамических режимах, ток в первый момент не воз- растает до аварийной величины, а устанавливается несколько большим номинального. При этом становится равной нулю величина напряжения обратной связи по напряжению, снимаемого с из мерителя 10, и на вход фиксатора 4 подается напряжение,снимаемое с зада тчика 5, который значительно вьппе уровня, установленного на фиксаторе 4, действие которого заключается в том, что его выходное напряжение не может превысить заданный уровень, В этом случае действие обратной связи по напряжению не сказывается на состоянии цепи управления. В то же время при возрастании тока нагрузки увеличивается сигнал, снимаемый с датчика 7. Когда этот сигнал превысит опорное напряжение задатчика 6 уров-- ня тока, вступает в действие обрат- нал связь по току нагрузки, осуществляя его стабилизацию на заданном уровне . Напряжение на конденсаторе при этом возрастает по линейному закону.

По мере заряда накопительного конденсатора 11 возрастает сигнал обратной связи по напряжению с измерителя напряжения 10. Однако до определенной величины этого сигнала, пока разность напряжений, снимаемых с за- датчика 5 уровня напряжения и измерителя напряжения 10, превьппает уровень задаваемый фиксатором 4, обратная связь по напряжению по-прежнему не действует.

При уменьшении этой разности ниже уровня напряжения, задаваемого фиксатором 4, обратная связь по напряжению вступает в действие. Ток наг рузкй постепенно уменьшается, и сигнал, снимаемый с датчика тока 7, становится меньше опорного напряжения задатчика 6 уровня тока. В результате обратная связь по току отключает- ся и регулятор автоматически переходит из режима стабилизации тока в режим стабилизации напряжения, поддерживая его на заданном уровне вплоть до срабатывания разрядника 12.

Однако при возникновениг перенапряжения в сети происходит постепенный подзаряд конденсатора 11. Компаратор 20 блока 14 управления осуществляет

сравнение напряжения с выхода измерителя 10 напряжения (вход I) с напряжением с выхода задатчика 5 уровня напряжения (вход II). При превышении напряжением на входе (I) уровня срабатывания компаратора 20 срабатывает операционный усилитель 23 и на его выходе формируется положительный перепад напряжения, который дифференцируется цепочкой конденсатора 28 и второго диода 27 и через диод 25 поступает на вход усилителя- формирователя 21. На выходе усилителя формирователя 21 формируется импульс упра вления, который поступает на вход (ИГ) блока 13 импульсного сброса. Тиристор 15 включается, накопитель 11 начинает разряжаться. При уменьшении напряжения на нем ниже уровня отпускания операционного усилителя 23 компаратора 20 он срабатывает и на его выходе формируется отрицательный перепад напряжения, который дифференцируется цепочкой конденсатора 28 и четвертого резистора 31, и через третий диод 30 поступает на вход усилителя-формирователя 22. На выходе усилителя-формирователя 22 формируется импульс управления, который поступает на вход (1У) блока 13 импульсного сброса. Тиристор 16 включается, запирая тиристор 15. При этом начинает действовать основной регулятор, обеспечивая подзаряд накопителя до заданного значения, чем и обеспечивается необходимая точность стабилизации напряжения на накопителе при воздействии всех возмущающих факторов.

Формула изобретения

1.Регулятор для заряда накопительного конденсатора по авт.св. №686023 отличающийся тем, что, с целью повышения точности стабилизации напряжения заряда канденсато- ра и улучшения динамических характеристик, в регулятор введены блок импульсного сброса энергии и бло управления импульсным сбросом, при этом блок импульсного сброса энергии включен параллельно накопительному конденсатору, первый вход блока уп- равления импульсным сбросом соединен с выходом задатчика уровня -напряжен- ния, второй вход - соединен с выхо- дом измерителя напряжения, а выходы блока управления импульсным сбросом

соединены с первым и .вторым; входами блока импульсного сброса энергии.

2.Регулятор по П.1, отличающийся тем, что блок импульсного сброса энергии выполнен на первом и втором тиристорах,катоды которых соединены и через резистор подключены к первой выходной шине, вторая выходная шина соединена с анодом первого тиристора и через источник заряда, шунтированный конденсатором, подключена к аноду второго тиристора, управляющие входы первого и второго тиристоров являются входами блока импульсного сброса.

3.Регулятор по П.1, о т л и ч а- ю щ и и с я тем,что блок управления импульсным сбросом выполнен на компараторе, первый и второй входы которого являются входами блока управления, а первый выход соединен через первый усилитель-формирователь с пер

0

вой выходной шиной блока управления импульсным сбросом, а второй выход компаратора через второй усилитель- формирователь соединен с второй выходной шиной блока управления импульсным сбросом, причем компаратор выполнен на операционном усилителе, инвертирующий вход которого через первый и второй резисторы соединен соответственно с первой и второй входными шинами блока управления, неинвертирующий вход операционного усилителя соединен с общей шиной устройства, а выход операционного усилителя соединен через последовательно подключенные третий резистор, анод-катод первого диода, конденсатор, и анод- катод второго диода с первой выходной шиной компаратора, вторая шина которого соединена через анод-катод третьего диода с анодом второго диода, подключенного через четвертый резистор к общей шине устройства.

Фиг. г

Редактор А.Долинич

Составитель В.Чижиков

Техред М.Ходанич Корректор л.Патай

Заказ 1640/53 Тираж 902Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Фиг.З

Изобретение относится к области электротехники. Может быть использовано для заряда высоковольтных накопителей генераторов импульсных напряжений или токов. Оно является усовершенствованием известного устройства по авт. св. № 686023. Цель изобретения - обеспечение заданной точности стабилизации напряжения в более широком диапазоне и улучшение динамических характеристик. Для достижения поставленной цели в устройство введены блок 13 импульсного сброса энергии и блок 14 управления импульсным сбросом. Устройство также содержит орган 1 стабилизации тока, управляемые ключи 2, блок 3 управления ключами, фиксатор 4 уровня напряжения, датчик 5 уровня напряжения, задатчик 6 уровня тока, датчик 7 тока, согласующий трансформатор 8, выпрямитель 9, измеритель 10 напряжения, накопительный конденсатор 11, разрядник 12. В описании изобретения также приведены электрические принципиальные схемы блоков 13 и 14. Устройство позволяет автоматически переходить из режима стабилизации тока в режим стабилизации напряжений. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. i (Л 1, СлЭ О ел 4 СП N)