Устройство для заряда конденсатора Советский патент 1977 года по МПК H03K4/50 

1

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при ностроепии устройств заряда емкостных накопительных конденсаторов, находящих применение в качестве источников импульсной мощности.

Известно устройство для заряда конденсатора, содержащее зарядный дроссель диоднотнристорную схему коммутации, накопительный конденсатор и блок управления {.

Недостатком известного устройства являются большие габариты.

Иаиболее близким по технической сущности является устройство для заряда конденсатора, содержащее источник постоянного напряжения, импульсный регулятор в виде четырехполюсника, входы и выходы последнего защунтированы конденсаторами, а между ними включены последовательно соединенные транзистор и диод, у которых соединены эмиттер и анод, причем база и эмиттерный транзистор подключены к входам устройства управления, его второй вход подключен к вторичной обмотке дросселя,к которой подключены последовательно диод и накопительный конденсатор, а первичная обмотка дросселя включена параллельно и подключена к общей точке соединения транзистора и диода, кроме того, устройство содержит транзисторный конвертор с трансформатором, вторичная обмотка последнего через диоды подключена к ключу источника постоянного напряжения, а средняя точка вторичной обмотки трансформатора подключена к минусу источника постоянного напряжения, источник опорного напряжен)я и щунтирующий элемент 2.

Однако известное устройство имеет также больщие габариты. Цель - уменьшение габаритов и защита от

обрывов нагрузки.

Достигается заданная цель тем, что в устройстве для заряда конденсатора, входы импульсного регулятора подключены к плюсу источника постоянного напряжения непосредственно, а к мннусу - через шунтирующпй элемент, причем первый вход устройства управления соединен с минусом источника постоянного напряжения через источник оиорного напряжения, выход импульсного регулятора соединен со средней точкой нервичной обмотки трансформатора транзисторного конвертора, и общая точка соединения второго входа устройства управления и вторичной обмотки дросселя защунтированы вновь введенной цепочкой

из двух резисторов, выход которой подключен к нервичной обмотке дросселя.

Иа чертеже приведена нринципиальная электрическая схема предлагаемого устройства. Устройство для заряда конденсатора содержнт устройство 1 управления, диод 2, трапзисторный конвертор 3, накопительный конденсатор 4, диод 5, источник 6 постоянного напряжения, источник 7 опорного напряжения, резисторы 8-10, транзистор И, дроссель 12, импульсный регулятор 13.

Устройство работает следующим образом.

Устройство управления вырабатывает импульсы тока, отпирающие на время накопления силовой транзистор и запирающие его на время отдачи энергии. Накопление энергии дросселем осуществляется подключением первичной обмотки через отпертый транзистор к источнику постоянного напряжения, а отдача энергии через разделительный диод импульсного регулятора - в выходную емкость и вторичную обмотку, дополнительный диод 5 - в накопительный конденсатор 4.

По мере накопления энергии дросселем возрастает ток, потребляемый импульсным регулятором от источника постоянного напряжения, что приводит к повышению падения напряжения на резисторе 8. В том случае, когда падение напряжения на резисторе 8 превышает напряжение опорного источника 7, во входной цепи устройства управления изменяется полярность напряжения, что приводит к уменьшению времени накопления и увеличению времени отдачи энергии.

Таким образом поддерживается неизменной величина входного тока.

Так как напряжение источника постоянного напряжения при неизменном токе постоянно, то величина мощности, отбираемой от источника, поддерживается неизменной. По мере роста напряжения на накопительном конденсаторе возрастает величина выходного напряжения импульсного регулятора, и соответственно, величина выходного напряжения транзисторного конвертора.

По достижении выходного напряжения транзисторного конвертора величины напряжения источника постоянного напряжения происходит отпирание двухполупериодного выпрямителя транзисторного конвертора, и энергия, отбираемая импульсным регулятором от источника постоянного напряжения, возвращается через транзисторный конвертор па вход импульсного регулятора. В этом случае, ток источника постоянного напряжения отбирается, мощность лишь на покрытие потерь в импульсном регуляторе и транзисторном конверторе.

Таким образом, устраняется возможность перезаряда накопительного конденсатора и осуществляется защита силового транзистора импульсного регулятора по току.

В процессе заряда накопительного конденсатора транзисторный конвертор работает в режиме холостого хода, то есть коэффициент полезного действия определяется выбором величины мощности, отбираемой от первичного источника и коэффициентом полезного действия импульсного регулятора.

Так как ток дросселя на интервале отдачи энергии разветвляется по цепям первичной и вторичной обмоток, а вторичная обмотка имеf.

554613

ет значительно большее число витков, то величина токов в обмотках неодинакова. Выбирая сопротивление шунтов пропорционально токам в соответствующих обмотках, имеем общее падение напряжения на шунтах, пропорциональное амплитуде импульсов тока через силовой транзистор импульсного регулятора. Когда данное падение превышает напряжение источника опорного напряжения, происходит уменьшение длительности отпирающих и увеличение длительности запирающих импульсов устройства управления при заряде конденсатора до значений 0,1 f/мах. Падение напряжения на последовательно соединенных резистоpax 9, 10 значительно меньше напряжения на резисторе 8, и устройство работает в режиме постоянной мощности.

Формула изобретения

Устройство для заряда конденсатора, содержащее источник постоянного напряжения, импульсный регулятор в виде четырехполюсника, входы и выходы которого зашунтированы конденсаторами, между ними включены последовательно соединенные транзистор и диод, у которых соединены эмиттер и анод, причем база и эмиттер транзистора подключены ко входам устройства управления, его второй вход подключен ко вторичной обмотке дросселя, к которой подключен последовательно диод и накопительный конденсатор, а первичная обмотка дросселя включена параллельно и подключена к общей точке соединения транзистора и диода, транзисторный конвертор с трансформатором, вторичная обмотка которого через диоды подключена к плюсу источника постоянного напряжения, а средняя точка вторичной обмотки трансформатора подключена к минусу источника постоянного напряжения, источник опорного напряжения, шунтирующий элемент, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов и защиты от обрывов нагрузки, входы импульсного регулятора подключены к плюсу источника постоянного напряжения непосредственно, а к минусу - через щунтирующий элемент, причем первый вход устройства управления соединен с минусом источника постоянного напряжения через источник опорного напряжения, выход импульсного регулятора соединен со средней точкой первичной обмотки трансформатора транзисторного конвертора и общая точка соединения второго входа устройства управления и вторичной обмотки дросселя зашунтирована вновь введенной цепочкой из двух резисторов, выход которой подключен к первичной обмотке дросселя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе изобретения:

1.Авторское свидетельство СССР 249791, М. Кл.2 Н 03 К 3/53, 1968 г.

2.Авторское свидетельство СССР 311393, М. Кл.а Н ОЗК 4/50, 1971 (прототип).

Г j.T