Стабилизированный импульсный источник питания Советский патент 1993 года по МПК H03K3/53 

Изобретение относится к области электроэнергетики, в частности связано с созда- нием высоковольтных импульсных источников питания, которые обеспечивают при разряде увеличение мгновенного значения мощности на 5-6 порядков по сравнению с мощностью заряжающего источника.

Целью изобретения является повышение стабильности амплитуды формируемой серии импульсов, уменьшение массы и габаритов устройства при повышении степени использования энергии, запасенной в накопителе.

Изобретение поясняется чертежом, на котором приведена электрическая схема устройства.

Стабилизированный импульсный источник питания содержит индуктивный накопитель 1. нагрузку 2, дополнительные силовые ключи 3, 4. 5. 6, шунтирующие ключи 7, 8, 9. 10. 11. силовой управляемый ключ 12. подключенный к нагрузке узел коммутации шунтирующего ключа, состоящий из конденсатора 13. шунтированного индуктивностью 14 и диодом 15. ключ 16 в цепи зарядки индуктивного источника, индуктивность 17 и емкость нагрузки 18. цепь обратной связи, состоящей из датчика 19 схемы 20 сравнения и схемы 21 распределения импульсов.

Устройство работает следующим образом.

Индуктивный накопитель 1 предварительно заряжается от источника постоянного тока. При разрыве контакта ключа 16 в цепи источник питания накопитель и включении тиристорных кл.очей 3 и 11 предварительно заряженный конденсатор 13 разряжается через ключ 16, уменьшая ток в нем, благодаря чему улучшаются условия дугогашения. Напряжение на конденсаторе 13 меняет свою полярность при заряде током индуктивного накопителя 1, После достижения напряжения уставки на конденсаторе 13 включается силовой ключ 12 и на нагрузку 2 подается импульс напряжения. За счет энергии, накопленной в индуктивности 17, напряжение на конденсаторе 13 будет больше напряжения на нагрузке. Поэтому конденсатор 13 разряжается на нагрузку через обратный диод шунтирующего силового ключа 11, Ток в ключе 11 спадает до нуля и тиристор при этом запирается, В момент окончания времени импульса подается управляющий сигнал на шунтирующий ключ 7, шунтирующий обмотку индуктивного накопителя между первым регулировочным выводом и общей точкой. Напряжение на нагрузке 2 быстро

спадает до нуля (начало первой паузы на выходе источника). R начальный период паузы происходит переполяризация напряжения на конденсаторе 13 через цепы

индуктивность 14 -диод 15. Напряжение на конденсаторе 13 будет той же полярности, что и в начальный момент после зарядки этой емкости во время подготовительного периода. После окончания первой паузы одновременно включаются ключи 3 и 11, Конденсатор 13 перезаряжается и через эти ключи и через обратный диод шунтирующего ключа 7, ток в котором спадает до нуля и он запирается Конденсатор 13 заряжается

током накопителя. При достижении напряжения на нем, равного напряжению уставки, включается ключ 12 и начинается формирование второго импульса на нагрузке. В конце этого импульса замыкается ключ

7 (начало второй паузы). Работа на первом отводе обмотки индуктивного накопителя продолжается до тех пор. пока ток не уменьшится до определенного значения. При этом в конце импульса, получаемого на первом отводе, подается управляющий сигнал на ключ 8, шунтирующий часть обмотки индуктивного накопителя между вторым отводом и общей точкой. Энергия индуктивности рассеяния отключаемой части обмотки отдается на нагрузку через ключи 3, 12 и 8. Остальная энергия этой секции передается электромагнитным путем в обмотку, шунтированную ключом 8. Ток в этой обмотке возрастает и превышает значение

тока в обмотке накопителя в момент включения ключа 8 (начало паузы на выходе источника), В начальный период паузы происходит переполяризация напряжения на конденсаторе 13 через цепь: индуктивность 14 - диод 15. Напряжение на конденсаторе 13 будет той же полярности, что и в начальный момент после зарядки конденсатора во время подготовительного периода. После окончания паузы одновременно

включаются ключи 4 и 11. Конденсатор 13 перезаряжается через эти ключи, а также через шунтирующий ключ 8. При спаде тока в тиристоре ключа 8 до нуля он запирается. Конденсатор 13 заряжается током накопителя. При достижении на ней напряжения уставки включается ключ 12 и начинается формирование нового импульса на нагрузке В конце импульса замыкается ключ 8.

(56) Патент США Г 4034222. кл 363 60. опублик, 1978

Авторское свидетельство СССР Г 510773, кл Н 03 G 11/00,1973

Формула изобретения

СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ИМПУЛЬСНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ, содержащий индуктивный накопитель, силовой управляемый ключ в цепи нагрузки, шунтирующий ключ, состоящий из )равляемого вентиля, параллельно которому встречно включен диод, блок коммутации шунтирующего ключа, содержащий конденсатор с источником заряда, шунтированный последовательной цепочкой из индуктивности и диода, подключенный через шунтирующий ключ к индуктивности, второй вывод которого подключен к силовому управляемому ключу, отличающийся тем, что. с целью повышения стабильности амплитуды формируемой серии импульсов, уменьшения массы и габаритов устройства при повышении степени использования энергии, запасенной в накопителе, в него введены дополнительные силовые и шунтирующие ключи.

Редактор

Составитель С.Шитов Техред М.Моргентал

Заказ 3243

ТиражПодписное

НПО Поиск Роспатента 113035. Москва. Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Производственно-издательский комби нат атент, г. Ужгород. ул.Гагарина. 101

0

цепь обратной связи, состоящая ил соеди ненных последовательно датчика напряжения, схем сравнения и распрелр- ителя импульсов, а индуктивный накопителе выполнен секционированным с отводами, при этом каждый дополнительный силовой ключ одним выводом подключен к точке соединения силового управляемого ключа и индуктивности, а другим - к одному из шунтирующих ключей, второй вывод которых подключен к общей точке индуктивных накопителей, каждый отвод индуктивного

5 накопителя подключен к точке соединения одной из пар дополнительного силового и шунтирующего ключей, управляюи1ие элек троды которых подключены к соответствующимвыходамраспределителя

0 импульсов, а вход датчику напряжения подключен к накопительному конденсато- РУКорректор Д. Козориз

Изобретение относится к облааи электроэнергетики. Может быть использовано при создании высоковольтных импульсных источников литания, работающих до индуктивного накопителя энергии, которые обеспечивают при разряде увеличе ме мгновенного значения мощности на пять - шесть порядков по фавнению с мощностью заряжающего источника Целью изобетения является повышение стабильнопи амплитуды формируемой серии им- лульсов. уменьшение массы и габарит ов устройства лри повышении степени использования энергии, запасенной в накопителе. Устройство содержит ин- дуктив 1й накопитель 1. нагрузку 2, силовой управляемый ключ 12. узел коммутации состоящий из конденсатора 13. индуктивности 14 и диода 15, ключ 16 в цепи зарядки индуктивного накопителя индуктивноаь 17 и емкоаь 18 нагрузки Для достижения поставленной цели в устройство дополнительно введены аетовые ключи 3-6. шунтирующие ключи 7-11, цепь обратной связи, состоящая из датчика 19. схемы 20 фавнения и схемы 21 распределения импульсоа 1 ил.