Устройство заряда емкостного накопителя энергии Советский патент 1993 года по МПК H02M7/02 

Изобретение относится к импульсной технике, а именно к устройствам заряда емкостных накопителей энергии, и может быть использовано при создании блоков питания твердотельных лазеров.

Цель изобретения повышение КПД и надежности работы устройства.

На чертеже представлена функциональная схема зарядного устройства: на фиг.2 - один из вариантов выполнения схемы управления; на фиг.З - эпюры напряжения.

Устройство содержит каскадно соединенные источник питания 1, преобразователь 2, колебательный контур LC-контур З, трансформатор 4 с первичной и двумя вторичными обмотками, первый выпрямитель

5. подключенный к одной вторичной обмотке трансформатора 4 и второй выпрямитель

6. подключенный к другой вторичной обмот ке трансформатора Л. тиристор 7. подключенный катодом к отрицательному выводу первого выпрямителя В и анодом к попожи- тельному пьтоду выпрямителя 6. первый диод 8, подключенный катодом к положительному выводу первого выпрямителя 5 и анодом к положительному выводу выпрямителя 6, второй диод 9, подключенный катодом к отрицательному выводу выпрямителя 5 и анодом к отрицательному выводу выпр ями- теля 6, накопительный конденсатор 10, подключенный одной обкладкой к положительному выводу выпрямителя 5, а другой обкладкой к отрицательному выводу выпрямителя 6. Параллельно накопительному конденсатору 10 включен датчик напряжения 11, связанный через схему управления с управляющим входом преобразователя 2 и управляющим электродом тиристора 7.

При включении источника питания 1. начинает работать преобразователь напряжения 2, колебательный LC-контур З задает величину тока первичной обмотке транс- Форматора 4, токи вторичных обмоток трансформатора 4. пройдя выпрями- гели 5 и 6 и прямосещеннме диоды 8 и 9.

ел С

00

о ел ел

GJ СП

суммируются в накопительном конденсаторе 10.

По мере роста напряжения на накопительном конденсаторе 10 доля реактивной энергии колебательного контура 3 падает до нуля в момент, когда

исп«и2 и6-е-я/2а(1)

где JCn - приведённое напряжение накопительного конденсатора;

1)б-напряжениеисточника питания 11;

U2 - напряжение вторичной обмотки трансформатора 4, приведенное к первичной обмотке;

Q - добротность колебательного LC- контура 3

В этот момент схема управления 12 вырабатывает положительный импульс, поступающий на управляющий электрод тиристора 7, при этом диоды 8 и 9 оказываются под обратным напряжением и ток через них прекращается, а выпрямители 5 и 6 оказываются последовательно согласно включенными. Зарядный ток уменьшается в два раза и далее процесс заряда продолжается до выданного значения напряжения накопительного конденсатора 10, после чего схема управления 12 вырабатывает сигнал запрета работы преобразователя 2 напряжения.

Схема управления 12 может быть, выполнена, например, по функциональной, схеме, приведенной на фиг.2. Сигнал от датчика напряжения 11 поступает на входы компараторов 13 и 14, на другие входы компаратора 8 подаются соответственно опорные напряжения Uo.ni и U0n2.

Порог срабатывания компаратора 13 выбирается из условия (1); при этом формирователь 15 вырабатывает импульс, поступающий на управляющий электрод тиристора 7. Порог срабатывания компаратора 14 определяет напряжение накопительного конденсатора, при срабатывании компаратора 14 на преобразователь 2 поступает уровень О, запрещающий его работу. Датчик напряжения 11 может быть выполнен в виде делителя напряжения.

Таким образом, не изменяя параметров колебательного LC-контура, достигается удвоение зарядного тока на начальном участке, что повышает общий КПД устройства. Формула изобретения Устройство заряда емкостного накопителя энергии, содержащее каскадно соединенные источник питания, преобразователь

напряжения с последовательным колебательным LC-контуром и последовательно с ним включенным повышающим трансформатором с двумя одинаковыми вторичными обмотками, к одной из которых подключен

первый мостовой выпрямитель, а к.другой - второй мостовой выпрямитель, накопительный конденсатор, подключенный одной обкладкой к положительному выводу первого выпрямителя, а другой обкладкой - к отрицательному выводу второго выпрямителя, отличающееся тем, что, с целью повышения КПД, в него дополнительно введены тиристор, подключенный катодом к отрицательному выводу первого

выпрямителя, а анодом - к положительно- му выводу второго выпрямителя, первый и. второй диоды, катоды которых соединены соответственно, с положительным и отрицательным выводами второго выпрямителя, а

также подключенный параллельно накопительному конденсатору датчик напряжения, выход которого через дополнительно введенную схему управления соединен суправ- ляющим входом преобразователя

напряжения и управляющим электродом тиристора.

Фш.2

Использование: при создании блоков питания твердотельных лазеров. Сущность изобретения: устройство содержит каскад- но соединенные источник питания 1,преобразователь напряжения 2, колебательный контур 3 и выходной трансформатор, к вторичным обмоткам которого подключены выпрямители, нагруженные на накопительный конденсатор. Между выходными диагоналями выпрямителей включен тиристор, а между их одноименными выходами - диоды. Такое выполнение устройства позволило сократить время прохождения начального участка, на котором достигается удвоение, зарядного тока без изменения параметров колебательного контура. 3 ил.

зар.ср.

Uynp. преад.

фцг.3