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

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при построении многоканальных генераторов импульсного тока.

Цель изобретения - повышение точности дозирования напряжения на накопительных конденсаторах с одновременным повышением качества потребляемого тока за счет снижения времени ожидания разряда накопительных конденсаторов с одновременным увеличением тока заряда еще заряжающихся конденсаторов при неизменности суммарного тока зарядки.

На фиг.1 приведена структурная электрическая схема устройства; на фиг о 2 - эпгоры, поясняющие его работу.

Устройство заряда накопительных конденсаторов содержит источник 1 переменного тока, подключенный к входу стабилизатора 2 тока, выход которого соединен с входом зарядного коммутатора 3, выходом соединенного

с входбм выпрямителя 4, выход которо- 25 ниям на накопительных конденсаторах

го соединен с входом делителя 5 напряжения, входом первого, второго, и третьего высоковольтных коммутаторов 6-8, выход каждого из которых соответственно соединен с первой обкладкой первого, второго и третьего накопительных конденсаторов 9-11, вторая обкладка которых соединена с общей шиной устройства, первый, второй и третий источники 12 - 14 эталонных напряжений,- генератор 15 пусковых импульсов, первый триггер 16, элемент ИЛИ 17, формирователь 18 синхроимпульсов, первый элемент 19 сравнения, элемент И 20, второй и третий элементы 21 и 22 сравнения, второй, третий и четвертьй триггеры 23 - 25, первый, второй и третий формирователи 26 - 28 импульсов, выход каждого из которых соединен соот- 45 конденсаторы 9-11 подключаются

50

к выпрямителю 4. Одновременно им- пульс запуска от генератора 15 поступает на вход триггера 25, на его выходе сигнал исчезает, зарядный коммутатор 3 отпирается. Ток источника переменного тока через стабилизатор 2 тока, зарядный коммутатор 3, повьшдающий трансформатор 29, диодный мост 30 и коммутаторы 6-8 заряжа- с выходом первого, второго и третьего gg конденсаторы 9 - 11. На первые элементов 19,21 и 22 сравнения, входы элементов 19, 21 и 22 сравнения

через делитель 5 поступает напряжение, величина которого пропорциональветственно с первым, вторым и третьим входами элемента ИЛИ 17, вход - с первым, вторым и третьим входами элемента И 20, с yпpaвляюш м входом первого, второго и третьего высоковольтных коммутаторов 6 - 8, выходом первого, второго и третьего триггеров 16,23 и 24, первый вход каждого из которых соединен соответственно

вый вход каждого из которых соединен с выходом первого, второго и третьего источников 12 - 14 эталонного нана напряже нию на выходе выпрямителш

пряжения, а вторые входы объединены и подключены к выходу делителя 5 напряжения, выход генератора I5 пусковых импульсов соединен с объединенными вторыми входами первого, второго и третьего триггеров 16,23 и 24, первым входом четвертого триггера 25, второй вход которого соединен с выходом элемента И 20, а вы-г ход - с входом формирователя 18 синхроимпульсов , четвертым входом элемента ИЛИ 17, выходом соединенного с управляющим входом зарядного коммутатора 3. Выпрямитель 4 построен на трансформаторе 29 и диодном мосте 30.

Устройство работает следующим образом.

I В зависимости от требуемых вели- чин напряжения на накопительных

конденсаторах 9 - 11 на выходе соответствующих источников 12 - 14 эталонного напряжения устанавливают напряжения , пропорциональные напряже9-11.

Рассмотрим случай, когда напряже- ние источника 12 меньше, чем источника 13, а напряжение источника 13 0 меньше, чем источника 14. При включении питания на выходах триггеров 16, 23 и 24 сигнала нет. На выходе элемента И 20 появляется сигнал, уста-, навливающий триггер 25 в состояние, когда на его выходе сигнал есть, который поступает через элемент ИЛИ 17 на управляющий вход зарядного коммутатора 3. Зарядный коммутатор 3 заперт, зарядка накопительных конденса - торов 9 - 11 не происходит. При по-, ступлении импульса запуска от генератора 15 на триггеры 16,23 и 24 на их выходах появляются сигналы, которые включают коммутаторы 6-8, при этом

5

0

на напряже нию на выходе выпрямителш

3

4 и соответственно на конденсаторах 9-11. При достижении напряжения, равного напряжению источника 12, элемент 19 сравнения выдает сигнал, который возвращает триггер 16 в ис- ходное состояние. При этом исчезает сигнал на управляющем входе коммутатора 6, а на выходе формирователя 2 появляется короткий импульс, которы через элемент ИЛИ 17 запирает на вр мя импульса зарядный коммутатор 3 и прекращает зарядку конденсаторов 9 - 11. За это время запирается коммутатор 6 и конденсатор 9 отключает от выпрямителя 4.

При исчезновении импульса на выхде формирователя 26 зарядный коммуттор отпирается и зарядка конденсаторов 10 и 11 продолжается. При достижении напряжения на выходе делителя 5, равного напряжению источника 13, элемент 21 сравнения выдает сигнал, который возвращает триггер 23 в исходное состояние. При этом исчезает сигнал на управляющем входе коммутатора 7, а на выходе формирователя 27 появляется импульс, который чере элемент ИЛИ 17 запирает зарядный коммутатор 3 и прекращает зарядку конденсаторов 10 и 11. Коммутатор 7 запирается и конденсатор 10 отключается от выпрямителя 4. После окончания импульса на выходе формирователя 27 зарядный коммутатор 3 отпирается и зарядка конденсатора 11 продолжается.

При достижении напряжения на выходе делителя 5, равного напряжению источника 14, элемент 22 сравнения выдает сигнал, который возвращает триггер 24 в исходное состояние. При этом исчезает сигнал на управляющем входе Коммутатора 8, а на выходе формирователя 28 появляется импульс, который через элемент ИЛИ 17 запирает зарядный коммутатор 3 и прекращае зарядку конденсатора 11. Коммутатор 8 запирается, конденсатор 11 отключается от выпрямителя 4. Одновременн на выходе элемента И 20 формируется

ное состояние триггер 25. Сигнал с выхода триггера 25 через элемент ИЛИ 17 подается на управляющий вход зарядного коммутатора 3 и запрещает зарядку. Си1 нал с выхода триггера 25 поступает также на вход формирователя 18 синхроимпульсов, который вы50 5

0

5

0

5

рабатывает сигнал, указывающий конец зарядки конденсаторов. Сигналов формирователя 18 может использоваться как сигнал управления устройством сброса энергии конденсаторов. После разряда конденсаторов устройство готово к следующему циклу зарядки, который начинается после появления импульса запуска на выходе генератора 15 пусковых импульсов. Эпюры зарядного тока и напряжения на конденсаторах 9-11 приведены на фиг.2а, .6,в соответственно, ток потребления - на фиг., 2г.

По указанному принципу можно создавать устройства для одновремен- . ной зарядки любого числа конденсаторов . Причем различные конденсаторы могут заряжаться до различных напряжений .

Устройство повышает точность дозирования энергии накопительных конденсаторов, так как все конденсаторы г подключаются к источнику одновременно, что приводит к сокращению времени Ожидания для уже заряженных конденсаторов и как следствие к уменьшению их разряда за счет токов утечки. Устройство обеспечивает более благоприятный режим потребления энергии, так как пиковые значения тока и мощности наступают всего один раз за Ьикл зарядки группы конденсаторов.

Формула изобретения

Устройство заряда накопительных конденсаторов, содержащее источник

входу стабилизатора тока, выход которого соединен с входом зарядного кoм ryтaтopa, выход которого соединен с входом выпрямителя, выход которого соединен с входами делителя напряжения, входами первого, второго и третьего высоковольтных коммутаторов выходы которых соединены с первыми обкладками соответствующих накопи-е тельных конденсаторов, вторые обкладки которых -соединены с общей шиной устройства, первый, второй и третий источники эталонных напряжений, генератор пусковых импульсов, первый триггер, элемент ИЛИ, формирователь синхроимпульсов, первьш элемент сравнения, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности дозирования напряжения на накопительных конденсаторах с одновременным повышением качества потребляемого тока, в него введены элемент И, второй и третий элементы сравнения, второй, третий и четвертый триггеры, первый, второй и третий формирователи импульсов, выходы каждого из которьк соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, а входы - с первым, вторым и третьим входами элемента И, с управляющими входами первого, второго и третьего высоковольтных коммутаторов, выходами первого, второго и третьего триггеров, первые входы которых соединены соответственно с выходами первого, второго и третьего элементов сравнения, первые входы которых соединены с выходами первого, второго и третьего источников эталонного напряжения, а i втуэрые входы объединены и подключены к выходу делителя напряжения, выход генератора пусковых импульсов соединен с объединенными вторыми входами первого, второго и третьего тригге- ров, первым входом четвертого триггера, второй вход которого соединен с J выходом элемента И, а выход - с входом формирователя синхроимпульсов, четвертым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом зарядного коммутатора.

ta)

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при построении многоканальных генераторов импульсного тока. Цель изобретения - повьшение точности дозирования напряжения на накопительныхо конденсаторах с одновременным повышением качества потребляемого тока. Цель достигается за счет снижения времени ожидания разряда накопительных конденсаторов с одновременным увеличением тока заряда еще заряжающихся конденсаторов при неизменности суммарного тока зарядки. Для этого в устройство, содержащее источник 1 переменного тока, стабилизатор 2 тока, зарядный коммутатор 3, вьтрями- тель 4, делитель 5 напряжения, высоковольтные коммутаторы 6,7 и 8, накопительные конденсаторы 9,10 и 11, источники 12513 и 14 эталонных напряжений, генератор 15 пусковых импульсов, первый триггер 16, элемент ИЛИ 17, формирователь 18 синхроимпульсов, первый элемент 19 сравнения, дополнительно введены элемент И 20, элементы 21 и 22 Сравнения, триггеры 23, 24 и 25, формирователи 26, 27 и 28 импульсов. Вьтрямитель 4 выполнен на трансформаторе 29 и диодном мосте 30. Устройство обеспечивает оптимальный режим потребления энергии, т.к. пиковые значения тока и мощности наступают всего один раз за цикл зарядки группы конденсаторов .2 ил. i (Л СА5 01 сх со а фиг.

Составитель А.Горбачев Редактор В Данко Техред М.ДиДык Корректор В.Бутяга

6007/55

Тираж 900Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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