Устройство для заряда накопительного конденсатора, используемого для питания осветительных импульсных ламп Советский патент 1960 года по МПК H05B41/34 

Применение секционированного источника для заряда накоиительного конденсатора, используемого для питания осветительных импульсных ламп, известно.

Чтобы сократить расход энергии этого источника предлагается его секции присоединить к конденсатору параллельно через элементы с униполярной проводимостью, например полупроводниковые диоды, и соответствующие активные сопротивления.

В каждую зарядную цепь последовательно с элементом с униполярной проводимостью может быть включена обмотка соответствующего электромагнитного реле, контакты которого включены в цепь следующей более высоковольтной секции.

На фиг. 1-5 показаны различные варианты предлагаемого устройства.

В варианте на фиг. 1 секции батареи Б присоединены к накопительному конденсатору С параллельно через элементы с униполярной проводимостью Si, В- ...В„ (в качестве которых могут быть использованы, например, полупроводниковые диоды) и соответствующие активные сопротивления RI, R-2 ....

Известно, что в такой схеме при условии ...Rn и одинаковом напряжении всех секций к. п. д. т JTI где п - число секций батареи Б, от которых заряжается конденсатор С. С увеличением числа секций п к. п. д. повыщается. Это объясняется тем, что в начале заряда конденсатора зарядный ток протекает, главным образом, лищь через часть секций батареи, подключенных к конденсатору с помощью сравнительно небольщих сопротивлений. Так как суммарное напряжение этих секций составляет лищь долю полного напряжения батареи, то для накопления заряда на, конденсаторе требуется меньший расход

№ 134341 - 2 -

энергии источника питания. По мере накопления заряда на конденсаторе напряжение на кем постепенно возрастает и, когда оно становится равным напряжению первой секции батареи, ток через ветвь, состоящую из сопротивления Ri и элемента 5i, прекращается и заряд конденсатора продолжается в основном через ветвь R - В. Такой последовательный процесс перераспределения тока секций происходит автоматически в течение всего времени, пока заряд конденсатора С становится равным полному напряжению батареи Б.

Очевидно, что в системе, представленной на фиг. 1, различные секции батареи расходзют различное количество энергии; наибольщий расход приходится на долю первой секции, полный ток через которую протекает в течение всего зарядного, цикла, наименьший - на долю последней секции. Для обеспечения одинакового срока службы в этих условиях всех секций БЬ Бг ...Бп соединение их следует производить по одному, из вариантов, приведенных на фиг. 2 и 3. Для каждого из этих вариантов при заданном числе секций можно рассчитать, сколько элементов должно быть в каждой секции, чтобы обеспечить одинаковый срок службы всех секций. Принципиально работа схем, приведенных на фиг. 2 и 3, ничем не отличается от работы схемы на фиг. 1.

Практически в предлагаемых схемах редко бывает больще трех секций, что соответствует максимально возможному к. п. д. (75%). Ограничение числа секций вызывается в первую очередь увеличением времени заряда конденсатора через высокоомные сопротивления последних высоковольтных секций. Чтобы сократить время заряда и тем самым повысить к. п. д. устройства и расширить область его применения, предлагается в качестве элементов с униполярной проводимостью использовать управляемые диоды, например кремниевые диоды типа р-п-р-п.

Один из возможных вариантов схемы с использованием управляемых диодов приведен на фиг. 4. Перед зарядкой напряжение на всех конденсаторах схемы равно нулю, а управляемые диоды находятся в непроводящем состоянии. Накопительный конденсатор С начинает заряжаться от секции БО батареи через сопротивление R и неуправляемый диод В. Когда напряжение на конденсаторе С становится равным потенциалу зажигания разрядника Яз последний зажигается, вследствие чего через сопротивление Rl и индуктивность LI проходит импульс зарядного тока конденсатора Ci, амплитуда и длительность которого определяются параметрами этой цепи. Па сопротивлении Rl и индуктивности LI между эмиттером и управляющим электродом управляемого диода ВУх возникает импульс напряжения. Под действием этого импульса диод ВУ отпирается и конденсатор С начинает дополнительно заряжаться от секции Б батареи. По мере нарастания напряжения на конденсаторе С аналогично подключаются остальные секции батареи.

Очевидно, что для правильной работы схемы разрядники П, П... должны иметь последовательно возрастающие потенциалы зажигания, соответствующие выбранному секционированию источника питания. Для упрощения схема может быть выполнена на разрядникаходного типа, соединенных между собой последовательно. Изменяя число последовательно включенных разрядников в отдельных секциях, можно легко осуществить последовательное подключение секций источника питания.

Система управления выпрямителями с помощью разрядников является лищь одним из вариантов использования управляемых диодов для экономичной секционированной зарядки накопительного конденсатора. Для получения высокого к. п. д. без чрезмерного увеличения времени заряда накопительного конденсатора воспользоваться также описаннОй выше системой секционированной зарядки через обычные неуправляемые диоды, включая последовательно с этими диодами обмотки электромагнитных реле.

На фиг. 5 показана схема, позволяющая производить заряд конденсатора через низкоомные сопротивления. В начале зарядного цикла зарядный ток первой секции источника питания, протекающий через обмотку реле Р, шунтированную конденсатором Ci, достаточно велик, чтобы разомкнуть контакты этого реле и тем самым разорвать зарядный ток остальных секций батареи. По мере нарастания напряжения на конденсаторе С зарядный ток экспоненциально надает и, наконец, становится недостаточным для удержания якоря реле PI. Поэтому контакты этого реле замыкаются и начинается заряд конденсатора от следующей секции Б-2 батареи через обмотку реле Ро, шунтированную конденсатором С-2. В дальнейшем процесс коммутации нротекает аналогично описанному.

Предмет изобретения

1.Устройство для заряда накопительного конденсатора, используемого для питания осветительных импульсных ламп от секцнонированного источника, отличающееся тем, что, с целью сокращения расхода энергии указанного источника, его секции прпсоединены к конденсатору параллельно через элементы с униполярной проводимостью, например полупроводниковые диоды, и соответствующие активные сопротивления.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в каждую зарядную цепь последовательно с элементом с униполярной проводимостью включена обмотка соответствующего электромагнитного реле, контакты которого включены в цепь следующей более высоковольтной секции.

5п

tT

62

11

-ТБп

Огт Т

. Ф--«. 4

,

с эNс It:

RZ В, с зИR, В,

с И-С ИЦч±)- TTTV / g 5

+

, +

r

Rj ц/ДЧ- т,-.

Д 2.

5,

60

Фиг.4