Устройство для заряда емкостного накопителя Советский патент 1990 года по МПК H03K3/53 

1

(21)44СШ62У24-2

(22)05.04.88

(46) 28.02.90. Бюл. 8 (72) Б.В.Нилов

(53)621.373 (088.8)

(56)Булатов О.Г. Полупроводниковые зарядные устройства емкостных накопителей энергии. М.: Радио и связь, 1986, с. 48, рис. 3.4а.

Авторское свидетельство СССР № 1304178, кл. Н 05 В 41/30, 1987.

(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА ЕМКОСТНОГО НАКОПИТЕЛЯ

(57)Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах, в которых для питания нагрузки постоянным током используетиотся заряжаемый от.сети переменного тока накопительный конденсатор. Устройство для заряда емкостного накопителя содержит трансформатор 1 с тремя обмотками, входные шины 2 и 3 источника переменного тока, дозирующие конденсаторы 4 и 5, диодный мост 6, накопительный конденсатор 7, выходные шины 8 и 9, тиристор 10. Введение тиристоров 11 - 33, диодов 14-21, стабилитронов 22, 23 и резисторов 24-29 позволяет двухкратно уменьшить время заряда накопителя путем использования для этого каждого полупериода напряжения переменного тока и повышенного суммарного перепада напряжений. 1 ил.

§

(Л

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах, в которых для питания нагрузки постоянным током используется заряжаемый от сети переменного тока накопительный конденсатор. Устройство для заряда емкостного накопителя содержит трансформатор 1 с тремя обмотками, входные шины 2 и 3 источника переменного тока, дозирующие конденсаторы 4 и 5, диодный мост 6, накопительный конденсатор 7, выходные шины 8 и 9, тиристор 10. Введение тиристоров 11-13, диодов 14-21, стабилитронов 22, 23 и резисторов 24-29 позволяет двухкратно уменьшить время заряда накопителя путем использования для этого каждого полупериода напряжения переменного тока и повышенного суммарного перепада напряжений. 1 ил.

fi

И «U ;ЖЗГ| p:/ffj р#

L-7/r:Ј -

Н

/

S2L

г

ГР

-м

2

ч|

:Ј

K-

ГР

-м

2L

3/ Н

г

Ј

ГлИО

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах, в которых для питания нагрузки постоянным током используется заряжаемый от сети переменного то ка конденсаторный накопитель.

Цель изобретения - уменьшение зре меии заряда накопителя.

На чертеже изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит трансформатор 1 с тремя обмоткамиs первый и второй выводы первой обмотки которого под- |ключены к соответствующим входным шинам 2 и 3 источника переменного тока, а первый и зторой выводы второй об-- мотки трансформатора 1 соединены -через соответствующие дозирующие конденсаторы 4 и 5 с соответствующими ходами диодного моста 6, первый выход которого подключен к первой об- {кладке накопительного конденсатора 7 и первой выходной шнне 8, вторая вы- Ходная шина 9 соединена со второй об- Клацкой накопительного конденсатора 7s первый 10, второй 11, третий 12 и четвертый 13 тиристоры,, первый 14, второй J5, третий J6, четвертый 17, ятый 18, шестой 1 9 седьмой 20 и Восьмой 21 диоды, первый 22 и второй 23 стабилитроны,, первый 24, второй 25, третий 26, четвертый 27, (пятый 28 и шестой 29 резисторы, четвертую обмотку трансформатора, причем Первые обкладки первого 4 и второго 5 дозирующих конденсаторов, через катод-анод соответствующего тиристора 10 и 11 подключены ко вторым обклад- tcaM соответственно второго 4 и первого 5 дозирующих конденсаторов, первый тиристор 10 шунтирован последовательно включенными в обратном направлении Первым диодом 14 и треть-ям тиристором 12, второй тиристор 11 шунтирован последовательно включенными в обратном Направлении вторым диодом 15 и четвертым тиристором 13, третья обмотка трансформатора 1 шунтирована последо- Вательно включенными третьим диодом

16,первым резистором 24 и первым , стабилитроном 22, четвертая обмотка трансформатора 1 шунтирована последовательно включенными четвертым циодом

17,вторым резистором 25 и вторым стабилитроном 23, анод тоетьего диода 16 соединен через согласованно Включенные пятый 18 и ШРСТОЙ 19 дио

0

5

0

5

0

5

0

5

ды с катодами соответственно первого iO и четвертого 13 тиристоров, анод четвертого диода 17 соединен через согласованно включенные седьмой 22 и восьмой 2 диоды с катодами соответственно второго 1 и третьего 1 2 тиристоров s анод первого стабилитрона 22 подключен через соответственно третий 26 и четвертый 27 резисторы к управляющим электродам соответственно первого 10 и четвертого 13 тиристоров, анод второго стабилитрона 23 подключен через соответственно пятый 28 и шестой 29 резисторы к управляющим электродам второго 1 1 итретьего 1 2 тиристоров,, вторая обкладка накопительного конденсатора 7 соединена со вторым выходом диодного ггоста 6.

Устройство работает следующим образом.

Входное напряжение шин 2 и 3 источника переменного тока через трансформатор 3 и первую обмотку (в соответствии с коэффициентами трансформации) наводит во второй, третьей и четвертой обмотках напряжение переменного тока заданных номиналов. Начала обмоток обозначены на схеме точками. Под действием напряжения переменного тока второй обмотки трансформатора 1 образуется импульс тока по направлению сплошной стрелки в цепи: дозирующий конденсатор 5, первый диод 30 диодного моста 6, накопительный конденсатор 7, второй диод 31 диодного моста 6, дозирующий конденсатор 4 в положительный лолупериод напряжения, и в направлении пунктирной стрелки при отрицательном полупериоде напряжения по цепи: дозирующий конденсатор 4, третий диод 32 диодного моста 6, накопительный конденсатор 7, четвертьй диод 33, диодного моста 6 дозирующий конденсатор 5. Импульс тока от положительной полувлп- ны напряжения переменного тока в третьей обмотке заряжает дозирующие конденсаторы 4 и 5 до напряжения постоянного тока, полярность которого обозначена на схеме без скобок, и от отрицательной полуволны во второй обмотке - до напряжения постоянного тока, полярность которого обозначена на схеме в скобках. Номинал напряжения третьей и четвертой обмоток мень- ше номинала второй обмотки и обусловлен параметрами входных целей тиристоров 10 -.13, Напряжение третьей и четвертой обмоток прикладывается к эле ментам 16, 22, 24 и 17, 23, 25 соответственно, где формируются остроконечные импульсы для включения тиристоров 10-13. причем на резисторе 24 формируется импульс только в положительную полуволну, а на резисторе 25 - только в отрицательную полуволну (благодаря отсекающему действию диодов 16 и 17 соответственно).

Величины напряжения третьей и четвертой обмоток и номинала стабилитронов 22 и 23 выбраны из расчета формирования остроконечных импульсов в момент достижения напряжением перемен-- ного тока значения, близкого к амплитудному. При положительной полуволне напряжения начинается заряд (перезаряд) дозирующих конденсаторов 4 и 5 проходящим через них импульсом тока, заряжающего накопительный конден са- тор 7 (емкость накопителя много больше дозирующей емкости конденсаторов 4 и 5). Зарядившись (перезарядившись) до напряжения, близкого по величине к половине амплитуды напряжения второй обмотки трансформатора 1, дозирующие конденсаторы 4 и 5 (эти конденсаторы имеют одинаковую емкость) дозарядятся до значения около амплитуды напряжения второй обмотки, но уже через тиристоры 10 и 13 и диод 15, так как тиристоры JO и 13 получают включающий остроконечный импульс по цепям: стабилитрон 22, резистор 26, вход тиристора 10, диод 18 и диод 16; и стабилитрон 22, резистор 27, вход тиристора 13, диод 19 и диод 16

соответственно. При уменьшении напря- й

жения переменного тока от амплитуды до нуля через заряженные дозирующие конденсаторы 4 и 5 прекращается ток и тиристоры 10, 13 самовыключаются. С изменением знака напряжения переменного тока начинается действие отрицательной полуволны напряжения, в результате чего происходит перезаряд дозирующих конденсаторов 4 и 5 в обратном направлении (полярность обозначена на схеме в скобках) сначала до почти половины амплитудного значения, а затем (так же как и при положительной полуволне) до значения около амплитудного через тиристор 11 и тиристор 12 и диод 14, так как тиристоры 11 и 12 получают включающий остроконечный импульс по цепям: стаби

10

47041 6

литрон 23, резистор 28, вход тиристора II, диод 20 и диод 17 и стабилитрон 23, резистор 29, вход тиристора 2, диод 21 и диод 17 соответственно. При уменьшении напряжения переменного тока от амплитуды отрицательной полуволны до нуля через заряженные дози-. рующие конденсаторы 4 и 5 опять прекращается ток и тиристоры 11 и 12 самовыключаются. Затем за.отрицательной полуволной опять следует положительная полуволна напряжения переменного тока второй обмотки трансформатора 1

15 и вышеописанный процесс повторяется до тех пор, пока накопительный конденсатор 7 не зарядится до заданного значения напряжения, при котором его энергия отдается в шины 8 и 9 нагруз20 ки (электроэлементы, обеспечивающие разряд накопительного конденсатора 7 на нагрузку, на схеме не показаны).

Ввиду того, что накопление энергии в накопителе протекает при каждом по25 лупериоде напряжения переменного тока и при повышенном суммарном перепаде напряжений в цепи формирования зарядных импульсов тока, процесс нарастания напряжения постоянного тока на

30 накопительном конденсаторе 7 ускоряется. Это ускорение (по сравнению с прототипом) оценивается почти как двухкратное, ибо почти двойной перепад напряжений на дозирующих конденсаторах обусловливает формирование соответствующих зарядных импульсов тока в накопителе. Ускорение заряда накопительного конденсатора позволяет интенсифицировать режим питания импульсной нагрузки. Так, питание импульсного источника света в базовом объекте - Маячной безлинзовой системе МБС-82 при двойном ускорении заряда накопительного конденсатора (заряд конденсатора емкостью 300 мкФ за

35

40

45

50

55

0,3 с, вместо 0Г6 с) позволяет вдвое увеличить энергию каждой вспышки (за счет увеличения емкости накопительного конденсатора до 600 мкФ) и сократить количество блоков световых импульсных излучателей, участвующих в формировании составного проблеска светового сигнала заданной суммарной силы света.

Формула изобретения

«

Устройство лля заряда емкостного накопителя, содержащее трансформатор с тремя обмотками, первый и второй

выводы первой обмотки которого подключены к соответствующим входным шинам источника переменного тока, а первый и второй выводы второй обмотки трансформатора соединены через соответствующие дозирующие конденсаторы с соответствующими входами диодного моста, первый выход которого подключен к первой обкЛадке накопительного конденсатора и первой выходной шине, |вторая выходная шина соединена с второй обкладкой накопительного конденсатора, первый тиристор, отличающееся тем, что, с целью уменьшения времени заряда накопителя, в него введены второй, третий, четвертый тиристоры, с первого по восьмой диоды, первый и второй стабилитроны, с первого по шестой резисторы ,и четвертая обмотка трансформатора, Причем первые обкладки первого и второго дозирующих конденсаторов через катод-анод соответствующего тиристора подключены к вторым обкладкам соответственно второго и первого дозирующих конденсаторов, первый тиристор шунтирован последовательно вклю ченными в обратном направлении первым диодом и третьим тиристором, вто

0

5

0

рой тиристор шунтирован последовательно включенньми в обратном направлении вторым диодов и четвертьм тиристором, третья обмотка трансформатора шунтирована последовательно включенными третьим диодом, первьм резистором и первым стабилитроном, четвертая обмотка трансформатора шунтирована последовательно включенными четвертьм диодом, вторым резистором и вторым стабилитроном, анод третьего диода соединен через согласованно включенные пятый, шестой диоды с катодами соответственно первого и четвертого тиристоров, анод четвертого диода соединен через согласованно включенные седьмой и восьмой диоды с катодами соответственно второго и третьего тиристоров, анод первого стабилитрона подключен через третий и четвертьй резисторы к управляющим электродам соответственно первого и четвертого тиристоров, анод второго стабилитрона подключен через пятый и шестой резисторы к управляющим электродам соответственно второго и третьего тиристоров, вторая обкладка накопительного конденсатора соединена с вторым выходом диодного моста.