Устройство для заряда накопительного конденсатора Советский патент 1978 года по МПК H02M7/10 

1

Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для заряда накопительного конденсатора генераторов мощных импульсов (например, оптических квантовых генераторов, в локационной технике и т. п.).

Известны зарядные устройства, содержащие накопительный конденсатор, источник переменного тока, мостовую выпрямительную схему, блоки ограничения зарядного тока, частотно-индуктивно-емкостные нреоОразователи параметров тока источника.

иднако эти выпрямители имеют малую выходную мощность и низкие энергетические показатели при использовании их конденсаторов в качестве накопителей генераторов мощных импульсов.

Из известных устройств наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для заряда накопительного конденсатора генератора мощных импульсов, содержащее диодно-конденсаторньш мост, в два противополол ных плеча которого включены диоды, а в два других - конденсаторы, входная диагональ диодно-конденсаторного моста подключена к щинам источника переменного тока, а в выходную диагональ включены последовательно соединенные диод и накопительный конденсатор.

Недостатком такого устройства является низкий КПД и неравномерная передача мощ2

ности от источника в нагрузку, в связи с чем ухудшаются энергетические показатели устройства.

Цель изобретения - улучшение удельных энергетических показателей.

Оказанная цель достигается за счет того, что устройство для заряда накопительного конденсатора, содержащее диодно-конденсаторный мост, в два протнвоположных плеча которого включены диоды, а в два других - конденсаторы, входная диагональ диодно-конденсаторного моста подключена к щинам источника переменного тока, а в выходную диагональ включены последовательно соединенные диод и накопительный конденсатор, дополнительно введены дроссель и два диода, первый из которых включен параллельно конденсатору первого плеча днодно-конденсаторного моста, а второй дополнительный диод соединен последовательно с диодом второго плеча днодно-коиденсаторного моста, при этом точка соединения второго донолнительного диода и диода второго плеча диодно-конденсаторного моста подключена через дроссель к одной из шин источника переменного тока.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства.

Устройство для заряда накопительного конденсатора состоит из накопительного конденсатора 1 генератора мощных импульсов, щин

2 и 3 источника переменного тока, диодно-конденсаторного моста на конденсаторах 4 и 5, диодах б и 7, диода- 8, дополнительных диодов У и 10 и дросселя 11.

Работает устройство следующим образом.

При рассмотрении его работы будем полагать, что в нечетные полупериоды изменения напряжения источника переменного тока к шине 2 приложено положителы-юе, а к шине 5 - отрицательное напряжение. 1огда в четные полупериоды полярность напряжения изменяет знак на противоположный. Ьсли подать напряжение на эти шины, то в первый полупериод ток заряда накопительного конденсатора, ограниченный дросселем 11, протекает через диоды 10, У, Ь, а ток, ограниченный конденсатором 5, - через диоды 8 и 9. Следовательно, тик заряда протекает не более, чем через три диода и потери на 257о. меньше, чем в известном устройстве, оа время этого полупериода накопительный конденсатор 1, запасая энергию, повысит свое напряжепие.

Бо втором полунериоде ток заряда накопительного конденсатора 1, ограниченный дросселем 11, протекает через диоды У, б и и, а конденсатор 5 перезарядится через шины 2 и

0источника переменного тока и диод /. одновременно через диод о и дроссель li зарядится конденсатор 4. Иапряжепие па верхних по схеме оокладках этих конденсаторов оудет положительным, на нижних - отрицательным.

ь третьем полунериоде к цени; диод 6, накопительный конденсатор 1 прикладывается суммарное иaиpяxit;ниe шин г и ci источника переменного тока и конденсат оров i, D, в результате чего пакопительиыи конденсатор 1 подзаряжается от этих трех источников, а но мере разряда копденеаторов ч и о и повышения нанряжения на шинах 2 и Ь источннка переменни1-о тока в накопи сльном конденсаторе

1потечет ток заряда через дроссель 1 i и диоды 10, а, о. Далее процесс ловюряется, нока напряжение нах онительного конденсатора 1 не достигнет амплитудного значения напряжепия на шипах h о источника переменно1о тока. Иоеле этого а четных пилупериодах конденсаторы Ч- и о оудуг Зарлжалъся or шип z и 5 источника переменного тока, а в нечетных - разряжаться на наконигельныи конденсатор i. 11роцесс заряда завершится, когда напряжение на накопительном конденсаторе i станет равным утроенному значению амплитуды папряжения на шьнах 2 и 5 источннка неременного тока.

Следует отметить, что при заряде копдеисаторов 4 и 5 в четные нолунериоды напряжения диоды У и 10 закрыты и включены последовательно с запертым диодом Ь. Следовательно, обратное напряжение приложено сразу к двум соединенным носледовательпо диода.м. Ь нечетные полулериоды, когда открыт диод б, обратное напряжение также прикладывается к двум диодам, то есть каждый диод должен быть выбран но обратному напряжепию на 50% напряжения накопительного конденсатора 1. Так как таких диодов в депи заряда накопительного копденсатора 1 включено последовательно всего лишь три, то их эксплуатационная надежность выше, чем в известном устройстве, где последовательно соединено четыре диода. Кроме того, в четные нолупериоды заряд конденсаторов происходит соответственно через один диод (Ь или 7), а в нечетные - разряд нроисходит через один диод 8.

Это уменьшает потери в диодах по сравнению с известным устройством более, чем в два раза.

В связи с тем, что доля тока заряда накопительного конденсатора 1, непосредственно

потребляемого от шин 2 и 5 источника переменного тока, по мере заряда копденсатора уменьшается, а напряжение на конденсаторе о в диапазоне напряжения накопительного конденсатора 1 от нуля до амплитуды нанряжения на шииах 2 и 3 источника переменного тока неизменно и равно амплитуде папряженил па шинах 2 и 3 источника переменного тока, энергия, запасаемая конденсатором 5 постоянная. Мало изменяется и энергия, занаеаемая

конденсатором 4. Поэтому мошность заряда накопительного копденсатора 1 при соответствуюш,ем выборе параметров его элементов будет практически иостоянной, а резонансные напряжения в схеме отсутствуют.

1аким образом, в предлагаемой схеме устройства для накопительпого заряда копденсатора умепьшается потеря энергии и повышается КИД устройства, повышается также и его эксплуатационная надежность, тал как

устраняются перенапряжепия в схеме; вместе с тем, заряд наполнительного конденсатора 1 осуществляется нри малом изменении мощиости, снимаемой с шин 2 и о источника неременного тока, что ограничивает ороски тока

в сети питания.

Формула изобреиения

Устройство для заряда накопительного конденсатора, содержащее диодно-конденсаторнып мост, в два прочивоиоложных нлеча которого включены диоды, а в два других - конденсаторы, входная диагональ диодно-конденсаторного моста подключена к шинам источника переменного тока, а в выходную диагональ вюиочены последовательно соединенные диод и наконительный конденсатор, отличающееся тем, что, с целью улучшения удельных энергетических показателей, в него дополнительно введены дроссель и два диода, первый из которых включен параллельно конденсатору первого плеча диодно-конденсаторного моста, а второй дополпительный диод

соединен последовательно с диодом второго плеча диодно-конденсаторного моста, при этом точка соединения второго дополнительного диода и диода второго плеча диодно-копденсаторного моста подключена через дроссель к

одной из шин источника перемениого тока,