Многоканальный преобразователь для заряда емкостных накопителей Советский патент 1989 года по МПК H02M3/315 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может найти применение в многоканальных системах питания импульсных установок, использующих разряд предварительно заряженных емкостных накопителей.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.

На чертеже приведена схема уст- ройс тва.

Устройство содержит выпрямитель 1, соединенный выходными выводами с последовательно включенными дросселем 2 и конденсатором 3, а также через дроссель 4 - с однофазным мостом на тиристорах 5-8 с коммутирующим конденсаторам 9 в диагонали переменного тока. Параллельно мосту включены последовательно соединенные конденсатор 10 и коммутирующий индуктивный узел, состоящий из параллельно соединенных по первичной стороне трансформаторов 11, каждый из которых входит в соответствующий высоковольтный блок 12. Точка соединения коммутирующего индуктивного узла и конденсатора 10 подключена к общей точке соединения дросселя 2 и конденсатора 3 через диод 13. Магнитная система каждого трансформатора 11 собрана из нескольких разомкнутых магнитопрово- дов, в каждом из которых расположена одна первичная обмотка, при этом первичные обмотки соединены параллельно, а в цепь каждой, кроме первой, включен соответствующий ключ 14. Вторичная обмотка трансформатора 11, охватывающая все магнитоприводы, через

выпрямитель 15 соединена с конденсаторным накопителем 16.

Блок 17 управления тиристорами 5-8 включает триггер 18, соединенный входом с датчиком 19 тока коммутирующего индуктивного узла, и формирователи 20, 21 импульсов, соединенные своими входами с выходами триггера 18. Система управления ключами 14

включает устройство 22 умножения, соединенное входами с датчиками 23, 24 тока и напряжения конденсаторного накопителя, а выходом к сумматору 25. Выход сумматора 25 соединен с первыми входами компараторов 26, второй вход каждого из которых соединен с соответствующим выходом ре- зистивного делителя 27. Выход датчи- ка 24 напряжения через устройство 28 сравнения, второй вход которого предназначен для подсоединения задат- чика напряжения, и диод 29 связан со вторым входом сумматора 25, 30 коммутирующий индуктивный узел.

Устройство работает следующим образом.

При включении какой-либо пары тиристоров 5, 8 или 6, 7 происходит колебательный перезаряд конденсатора 9 через коммутирующие трансформаторы 11, вследствие чего через датчик 19 протекает ток и на выходе датчика формируется импульс, соответствую- 5 щий лог, 1, который по заднему фронту осуществляет переброс триггера 1 8 и тем самым на его выходах прямом и инверсном формируется импульс,

5

который по переднему фронту через фомирователь 20 или 21 импульсов осуществляет включение очередной пары тиристоров 5, 8 или 6, 7. При этом выходное напряжение формируется с минимальной бестоковой паузой независимо от характера нагрузки. В трансформаторе 11 высоковольтных блоков 12 коэффициент трансформации определяется как соотношение витков первичной и вторичной обмоток, а также количеством магнитопроводов, так как магнитные потоки направлены согласно и охватываются вторичной обмоткой. Следовательно, отключая первичные обмотки, можно изменить значение магнитного потока, который проходит через вторичную обмотку и изменяет значение наводимого потенциала на ней. При этом значение, прикладываемого на ключи 14 напряжения, не превышает питающего напряжения, что повышает надежность и позволяет осуществлять дискретно-плавную регулировку выходного напряжения в широком диапазоне. При этом приведенная индуктивность трансформатора максимальна при минимальном выходном напряжении на конденсаторном накопителе 16 и наоборот, что позволяет реализовать максимальный КПД во всем диапазоне регулирования, а также обепечить работу инвертора и трансформатора на высоких частотах, что улучшает массогабаритные показатели устройства.

Стабилизация выходной мощности осуществляется путем измерения тока заряда датчиком 23 и выходного напряжения на конденсаторном накопителе 16 датчиком 24 напряжения, после чего эти величины перемножаются в устройстве 22 и результат через сумматор 25 подается на первые входы компараторов 26, где на второй вход компараторов подается напряжение задания U3QAp, определяющее величину допустимой мощности. Потенциал опорного напряжения, подаваемого с ре- эистивного делителя 27, возрастает дискретно от элемента к элементу и в случае, когда напряжение на первом входе компараторов 26 начинает превышать напряжение на их втором входе в зависимости от значения потребляемой мощности, которая начинает медленно возрастать, происходит поочередный переброс выходного напря10

483563б

жения на выходах компараторов 26. Это вызывает поочередное выключение ключей 14, что понижает выходное напряжение и, как следствие, выходную мощность.

Для ограничения выходного напряжения на конденсаторном накопителе 16 сигнал с датчика 24 напряжения сравнивается в устройстве 28 сравнения с сигналом задания напряжения U3qA. и сигнал превышения через диод 29 подается на второй вход сумматора 25, что вызывает отключение ключей и те# самым ограничивается напряжение на заданном уровне. Ключи 14 могут быть электромехническими или выполнены на тиристорах.

Независимость регулирования выходного напряжения высоковольтных блоков позволяет повысить надежность при разряде конденсаторного накопителя, в результате которого возникает мощный электромагнитный импульс. При этом частичный сбой регулирования выходного напряжения не влияет на качество работы преобразователя.

15

20

25

0

5

0

Формула изобретения

Многоканальный преобразователь для заряда емкостных накопителей-, содержащий тиристорный мост с первым конденсатором в диагонали переменного тока, подключенный к отрицательному входному выводу непосредственно и через первый дроссель - к положительному входному выводу, подключенные к выводам постоянного тока тиристорно- го моста последовательно соединенные второй конденсатор и коммутирующий индуктивный узел, последовательно соединенные второй дроссель и третий конденсатор, один из выводов которого соединен с отрицательным входньм 5 выводом, диод, включенный между точкой соединения второго конденсатора и коммутирующего индуктивного узла и точкой соединения второго дросселя и третьего конденсатора, и блок управления тиристорами моста, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, он дополнительно снабжен датчиком тока коммутирующего индуктивного узла, выпрямителем, конденсаторным накопителем, датчиками тока и на- , пряжения конденсаторного накопителя, узлом умножения, сумматором, узлом сравнения, ш-1 компараторами, т-1

0

5

ключами, диодом и резистивным делителем, причем коммутирующий индуктивный узел выполнен в виде параллельно соединенных п трансформаторов, у которых магнитная система собрана из Ш разомкнутых магнитопроводов, на каждом из которых расположена одна первичная обмотка, при этом первичные обмотки соединены параллельно и согласно, а вторичная обмотка охьаты- рает все магнитопроводы и через выпрямитель подключена к конденсаторному накопителю, у которого датчики тока и напряжения соединены с соответствующими входами узла умножения, выход которого подключен к первому

входу сумматора, датчик напряжения соединен с суммирующим входом узла сравнения, вычитающий вход которого предназначен для подачи задающего напряжения, выход узла сравнения через диод подключен к второму входу сумматора, выход которого соединен с первыми входами т-1 компараторов, а в цепь т-1 первичных обмоток каждого трансформатора введены т-1 ключей, управляющие входы которых соединены с соответствующими выходами компараторов, а вторые входы компараторов связаны с задатчиком мощности через соответствующие выходы ре- зистивного делителя.

Изобретение относится к преобразовательной технике и может найти применение в моногоканальных системах питания импульсных установок, использующих разряд предварительно заряженных емкостных накопителей. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Устройство содержит последовательно включенные дроссель 2, конденсатор 3. Параллельно мосту на тиристорах 5-8 включены последовательно соединенные конденсатор 10 и коммутирующий индуктивный элемент, состоящий из параллельно соединенных по первичной стороне трансформаторов 11, каждый из которых входит в соответствующий высоковольтный блок 12. Магнитная система каждого тр-ра 11 собрана из нескольких разомкнутых магнитопроводов, в каждом из которых расположена одна первичная обмотка . Первичные обмотки соединены параллельно, а в цепь каждой, кроме первой, включен соответствующий ключ 14. Вторичная обмотка, охватывающая все магнитопроводы трансформатора 11, через выпрямитель 15 соединена с конденсаторным накопителем 16. Независимость регулирования выходного напряжения блоков 12 позволяет повысить надежность при разряде конденсаторного накопителя. 1 ил.