Устройство для зарядки накопительных конденсаторов Советский патент 1987 года по МПК H03K3/53 

Изобретение относится к импульсной электротехнике и может быть использовано для питания импульсных газоразрядных ламп, индукторов противообле- денительпых систем и других потребителей импульсной мощности.

Цель изобрете гия - увеличение энергетических характеристик и уменьшение коэффициента пульсаций.

На чертеже изображена электрическая принципиальная схема устройства.

Устройство для зарядки накопительных конденсаторов содержит последовательно соединенные каскады коммутаторов, каждый из которых содержит последовательно соединенные накопительный конденсатор 1 и тирисгор 2, управляющий вх.од каждого тиристора 2, кроме тиристора 2 первого кас- к;ща, соединен через первый резистор с анодом стабилитрона 4 и первой об- кладко11 конденсатора 5, вторая обкладка которого подключена к первой входной шине 6 устройства, катод стабилитрона 4 соединен с первым выводом второго резистора 7, первый 8 и второй 9 дроссели, первые выводы которых соединены между собой и подключены к второй входной шнне 10 устройства. Л(,|Д1,1 тиристоров 2 нечетных каскадов подключены к второму выводу обмотки первого дросселя 8, аноды тиристоров 2 четных каскадов подключены к второму выводу oil MO 1 lui второго дрос- С11Г1Я 9, вторые оС/ ладки накопительных кондонса , чрон 1 i. .зедииспь с первой входиоГ шиной 6 устройства, первые обк:1ад С11 накопительных конденсаторов 1 1тод1;ли 1ени к второму выводу вто рого резистора 7 последующего каскада (кроме последнего) и катоду тиристора 2 соответствующего каскада.

Кроме того, меж;ду величиной напряжения стаГчишзации стаби.пггронов и ве;п чиной напряжения источ1П1ка питания устройства выбирается следующее соо 1 ноиепие:

и,, (1,1-1,5)Е,

где и - напряжение стабилизации ста-50 времени между моментами начала зарядбилитро1 ов;

Е - напряжение источника питания.

Устройство работает следующим образом.

При подаче отпирающего импульса на управляющий электрод тиристора 2 первого каскада последний отпирается и начинается зарядка накопительного конденсатора I по цепи, включающей

0

15

0

25

40

тиристор 2 и первый дроссель 8. После того, как конденсатор 1 зарядится до напряжения, равного напряжению стабилизации стабилитронов 4, пробивается стабилитрон 4 и осуществляется быстрая зарядка конденсатора 5, так как величина его емкости выбирается значительно меньшей, чем величина емкости накопительного конденсатора 1 . Конденсатор 5 является источником в цепи управления тиристора 2, отпирание которого приводит к началу зарядки накопительного конденсатора 1 следующего каскада по цепи, включающей элементы этого каскада: тиристор 2 и второй дроссель 9. Таким образом, зарядка конденсаторов 1 первого и второго каскадов в течение некоторого времени идет одновременно. К моменту отпирания тиристора 2 третьего каскада зарядка конденсатора 1 первого каскада закончена и дроссель 8 обесточен, что позволяет начать зарядку накопительного конденсатора 1 третьего каскада через тот же дроссель 8. При этом в течение некоторого времени идет одновременная зарядка накопительных конденсаторов 1 второго и третьего каскадов. Процесс заканчивается зарядкой накопительного конденсатора последнего каскада, В результате все накопительные конденсаторы 1 оказываются заряженными с высоким КПД, обеспечиваемым колебательной зарядкой, до напряжения одной вельгчины.

В зависимости от величины добротности колебательного контура форма тока зарядки несколько меняется. С этим обстоятельством связан тот факт, что напряжение стабилизации стабилитронов рекомендуется выбирать равным (1,1-1,5) от напряжения питания уст- 45 ройства. В этом случае большее значение коэффициента соответствует контуру с добротностью порядка 10 и выше, а меньшее - контуру с величиной добротности 2-4. При этом сдвиг во

30

35

ки двух соседних накопительных конденсаторов 1 соответствует минимальному значению коэффициента пульсаций результирующего тока потребления уст- ройства. Устройство может иметь любое необходимое число накопительных конденсаторов.

Из принципа действия следует, что каждые два соседних накопительных

конденсатора 1 (из четной и нечетной цепей ряда) периодически на определенный промежуток времени подключаются на зарядку одновременно, что обеспечивает низкую величину пульсации входного тока. Несложные расчеты показывают, что для близкого к идеальному колебательного контура () задержка во времени на включение ком мутирующего тиристора соседнего ряда составляет величину, равную 21Г/3 (при этом напряжение на накопительном конденсаторе предыдущей цепи ряда достигает значения 1,5 Е). Исклю- чается воз.можность одновременного отпирания двух или более тиристоров (четных или нечетных цепей ряда), а следовательно, и необходимость подборки параметров схемы. Все цепи индикации могут быть выполнены полностью идентичными, а задержка или опережение момента включения (относительно расчетного момента) коммутирующего тиристора каждой следующей цепи ряда сведена к минимуму. Это исключает искажения в форме тока потребления, в результате чего модуляция напряжения первичной сети может быть снижена, что и определяет повы- шение качества ее электроэнергии по сравнению с прототипом.

Формула изобретения

1. -Устройство для зарядки накопительных конденсаторов, содержащее последовательно соединенные каскады коммутаторов, каждый из которых содержит последовательно соединенные накопительный конденсатор и тиристор, упСоставитель В. Чижиков Редактор Н. Киштулинец Техред В.Кадар Корректор Л. Бескид

- -- - - - -- . - ----.....,.. -.«. .

Заказ 4142/53Тираж 901Подписное

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

5 0 5 Q

5

равляющий вход каждого тиристора, кроме тиристора первого каскада, соединен через первый резистор с анодом стабилитрона и первой обкладкой конденсатора, вторая обкладка которого подключена к первой входной шине устройства, катод стабилитрона соединен с первым выводом второго резистора, первый и второй дроссели, первые выводы которых соединены между собой и подключены к второй входной шине устройства, отличающееся тем, что, с целью увеличения энергетических характеристик и уменьшения коэффициента пульсаций, аноды тиристоров нечетных каскадов подключены к второму выводу обмотки первого дрос- селя, аноды тиристоров четных каскадов подключены к второму выводу об- мот ки второго дросселя, вторые обкладки накопительных конденсаторов соединены с первой входной шиной устройства, первый обкладки накопительных конденсаторов подключены к второму выводу второго резистора последующего каскада (кроме последнего) и катоду тиристора соответствующего каскада.

2. Устройство по п. I, отличающееся тем, что между величиной напряжения стабилизации стабилитронов и величиной напряжения источника питания устройства выбирается следующее соотношение: и, (1,1-1,5)Е,

где Uj.,. - напряжение стабилизации стабилитронов;

Е - напряжение источника питания.

Изобретение относится к области импульсной техники и может быть использовано для питания импульсных газоразрядных ламп, индукторов, про- тивообледенительных систем и других потребителей импульсной мощности. Цель изобретения - увеличение энергетических характеристик и уменьшение коэффициента пульсаций достигается путем введения в устройство нозых функциональных связей и предложенной принципиальной схемы его построения. Устройство содержит последовательно соединенные каскады коммутаторов, в каждый из которых входят накопительный конденсатор 1 и тиристор 2. Управляющий вход каждого тиристора 2, кроме тиристора первого каскада, соединен через резистор 3 с анодом стабилитрона Д и конденсатором 5. При этом каждые два соседних конденсатора 1 (из четной и нечетной цепей ряда) периодически подключаются на зарядку одновременно, что обеспечивает низкую величину пульсации выходного токи, В устройстве исключается возможность одновременного отпирания двух или более тиристоров четных или нечетных цепей ряда и необходимость подборки параметров схемы, исключаются также искажения формы потребляемого тока, что по сравнению с прото- .типом повышает качество выходной электрической энергии. 1 с.п. ф-лы, 2 ил. с (Л со оо 00