Устройство для заряда накопительного конденсатора Советский патент 1975 года по МПК H03K3/53 

Изобретение относится к области электроэнергетики и предназначено для стабилизации периода заряда накопительного конденсатора импульсами тока постоянной амплитуды от источника переменного тока, у которого напряжение изменяется в широких пределах, в тех системах, где отношение периода заряда к периоду напряжения источника питания достаточно велико. По основному авт. св. N° 343343 известно устройство для заряда накопительного конденсатора. Недостатком такого устройства является то, что с изменением напряжения источника переменного тока в широких пределах превышение напряжения источника питания над напряжением конденсатора в момент открытия коммутирующего элемента выпрямителя остается постоянным. Это приводит к нестабильности периода заряда конденсатора. Для повышения стабильности периода заряда накопительного конденсатора предлагаемое устройство снабжено транзисторным ключом, выход которого зашунтирован конденсатором, а вход соединен с выходом дифференцируюш,его элемента, и вспомогательным выпрямителем, выход которого соединен последовательно с источником опорного напряжения основного порогового элемента, а вход через делитель- со входным зажимом, причем выходы вспомогательного выпрямителя и транзисторного ключа соединены параллельно. На чертеже дана функциональная электрическая схема описываемого устройства. Устройство состоит из трансформатора 1 напряжения, делителя 2 напряжения, выпрямителя 3, источника 4 опорного напряжения, вспомогательного выпрямителя 5, конденсатора 6, транзисторного ключа 7, стабилитрона 8, основного 9 и вспомогательного 10 пороговых элементов, дифференцирующего элемента 11, логической схемы «Н 12, резистора 13, диода 14, накопительного конденсатора 15, токоограничивающего резистора 16 и управляемого выпрямителя 17. Устройство работает следующим образом. Наирял ение источника переменного тока подается на первичную обмотку трансформатора 1, выход управляемого выпрямителя 17 и делитель 2 наиряжения. Вторичная обмотка трансформатора подсоединена ко входу выпрямителя 3, к выходу которого последовательно со стабилитроном подключен резистор 13. Напряжение с делителя 2 подается на вход вспомогательного выпрямителя 5. Выпрямители 3, 5 и 17 должны быть собраны по одинаковой схеме выпрямления. Нараллельно стабилитрону 8 подключен сигнальный вход порогового элемента 9 (тнпа спусковой с.хемы).

Пороговый элемент 9 срабатывает, как только напряжение.на его входе превысит порог срабатывания. Напряжение стабилизации стабилитрона 8 на 3-5 В больше напряжения срабатывания порогового элемента 9. Напряжение накопительного конденсатора 15 прикладывается к резистору 13 через диод 14 так, что чем оно больше, тем при большем напряжении на выходе выпрямителя 3 срабатывает пороговый элемент 9.

Импульсы порогового элемента поступают на дифференцируюш,ий элемент 11, где при дифференцировании заднего фронта поступающих импульсов формируются импульсы, которые поступают на один вход схемы «И 12.

Сигнал с выхода логической схемы «И поступает на управляемый выпрямитель 17 и открывает тиристоры. Накопительный конденсатор через сопротивление 16 подзаряжается импульсом тока. Нри этом тиристоры открываются каждый раз при большем напряжении сети по мере повышения напряжения накопительного конденсатора. Амплитуды импульсов зарядного тока остаются постоянными на всем периоде заряда накопительного конденсатора за счет выбора соответствуюш,его коэффициента трансформации повышаюндего трансформатора 1. При стабильном опорном напряжении порогового элемента 9 с уменьшением напряжения источника переменного тока период заряда конденсатора 15 уменьшается, а при увеличении напряжения - увеличивается.

Таким образом, для стабилизации периода заряда накопительного конденсатора необходимо, чтобы опорное напряжение порогового элемента 9 уменьшалось с уменьшением напряжения источника переменного тока и наоборот, увеличивалось с его увеличением. При этом опорное напряжение должно быть равно сумме напряжений, пропорциональной напряжению источника переменного тока и источника постоянного тока стабильного напряжения. В данном устройстве это достигается следуюш,им образом.

Напряжение источника переменного тока, снимаемое с делителя 2 напряжения, заряжает конденсатор 6 до амплитудного значения через выпрямитель 5, у которого постоянная времени разряда велика, если транзисторный ключ 7 закрыт. Напряжение конденсатора 6 в сумме с напряжением источника 4 подается на вход опорного напряжения порогового элемента 9. Для нормальной работы устройства в переходных режимах, когда напряжение источника переменного тока изменяется, параллельно конденсатору 6 включен транзисторный ключ 7. Как только на выходе схемы 12 появляется сигнал, ключ 7 открывается и разряжает конденсатор 6. Следуюш,ая полусинусоида напряжения со вспомогательного выпрямителя 5 заряжает конденсатор 6 до своего амплитудного значения.

При одновременном изменении частоты и напряжения источника переменного тока стабилизация периода заряда конденсатора 15

достигается изменением соотношения напряжения источника 4 постоянного тока и напряжения, снимаемого с делителя 2. Когда напряжение конденсатора 15 достигнет определенного уровня, пороговый элемент 10 выдает

запрешаюший сигнал на другой вход схемы «И 12 и поступление импульсов на управляемый выпрямитель 17 прекращается. Как только накопительный конденсатор разрядится, он автоматически начинает заряжаться.

Формула изобретения

Устройство для заряда накопительного конденсатора по авт. св. ЛЬ 343343, отличающееся тем, что, с целью повышения стабильности периода заряда, оно снабжено транзисторным ключом, выход которого зашунтирован конденсатором, а вход соединен с выходом дифференцирующего элемента, и вспомогательным выпрямителем, выход которого соединен последовательно с источником опорного напряжения основного порогового элемента, а вход через делитель - со входным зажимом, причем выходы вспомогательного выпрямителя и транзисторного ключа соединены параллельно.