Устройство для заряда накопительного конденсатора Советский патент 1978 года по МПК H03K3/53 

1

Изобретение относится к импульсной техннке. Устройство предназначено для заряда накопительного конденсатора генераторов мощных нмпульсов (например, в ра-дно-локационной техннке в оптических квантовых генераторах и т. п.).

Известны устройства для заряда накопнтельного конденсатора, содержащне трехфазный источник, переменного тока с разобщенными обмотками 1. Однако такие устройства имеют малый КПД.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для заряда накопительного конденсатора, со(держащее источник трехфазного переменно р тока в виде группы из трех обмоток н включенные последовательно днодно-емкостные выпрямители-удвонтели напряження, собранные по схеме Латура 2.

При выпрямлении трехфазного переменного тока с помощью мостового выпрямителя ток протекает одновременно через два вентиля; длительность импульсного тока, протекающего через каждый диод, не превышает 120 эл. град., а среднее значенне тока, отдаваемого каждой фазой в нагрузку, не .превыщает (т среднего за полупериод источника (длительность этого им2

пульса равна 60 эл. град..-а его площадь вдвое меньше площади всей полуволны синусоиды) . Искажение формы тока снижает коэффициент мощности н коэффициент использования мощности источника, в результате чего устройство имеет сравнительно невысокие удельные энергетические показатели. Кроме того, в схеме существует опасность перенапряжений.

Цель изобретения - улучщенне удельных энергетических показателей устройства (т. е. повышение КПД, коэффициента мощности, коэффициента использования мощности источника и относительного значения выпрямительного напряжения на диод без увеличения веса устройства).

Указанная цель достигается тем, что в предлагаемое устройство для заряда нако пительного конденсатора введены индуктив но-емкостные ограничители, прнчем обмоткн источника трехфазного переменного тока п§рознь через индуктивно-емкостные ограннчители подключены к входным диагоналям днодно-емкостных выпрямителей-удвонтелейг На фиг. I представлена структурная электрическая схема устройства; на фнр, 2 показаны временные диаграммы, поясняю щие его работу. Устройство содержит источник 1 трехфазного переменного тока, выполненный в виде группы из трех обмоток 2, 3 и 4, включенные последовательно диодно-емкостные выпрямители-удвоители, собранные по схеме Латура, состоящие из диодов 5-10 и конденсаторов П -16, и индуктивно-емкостные ограничители 17, 18 и 19, состоящие из дросселей 20, 21, 22 и конденсаторов 23, 24, 25. Устройство работает следующим образом При подключении источиика I напряжение на выводах фазных обмоток 2, 3 и 4 (сдвинутое на 120 ал. град. соответственно) через индуктивно-емкостные ограничители 17, 18 и 19 прикладывается ж трем однофазным днодно-емкостным выпрямителям-удвоителям (диаграммы напряжений на входах днодно-емкостных выпрямнтелей-удвоителей представлены на фиг. 2а, б и в соответственно). Когда потенциал анода проводящего диода положителен по отношению к потенциалу катода, ток индуктивно-емкостных ограничителей заряжает накопительный конденсатор 26. Так, если ток заряда протекает через диод 10, заряжается конденсатор 16 В интервале от О до 180 эл. град. (см. фиг. 2а)., одновременно через диод 6 заряжается конденсатор 12 в интервале от О до 120 эл. град. (см. фиг. 26, а затем через диод 7 - конденсатор 13) и через диод 8 - конденсатор 14 в интервале, от О до 60 эл. град. (см. фиг. 20, а затем через ДиоД 9 -- конденсатор 15). Изменение знака напряжения на входе диодно-емкостного выпрямителя-удвоителя напряжений вызывает соответствующее изменение направления зарядного тока и заряжаемого конденсатора. Если индуктивно-емкостный ограничи тель стабилизирует зарядный ток, то каждый из конденсаторов II -16 заряжается импульсами тока, имеющими длительность до 180 эл. град, и токи фаз источника I используются максимально, искажения формы тока минимальны, а коэффициент мощности максимален. Среднее значение тока заряда в два раза выше, чем в прототипе. Коэффициент использования мощно 5ти неточника при заряде накопительного конденсатора по предложенной схеме уйеличивается; увеличивается в три раза относительное значение выпрямительного напряжения на диод и почти вдвое уменьшаются потери в диодах. В данном устройство резонансное перенапряжение отсутствует, зарядная мощность имеет практически неизменное значение, если емкостное сопротивление конденсаторов И -16 на частоте источника 1 в два раза больще индуктивного сопротивления дросселей 20, 21, 22, входящих в состав индуктивно-емкостных, ограничителей. Указанное соотнощение сопротивлений реактивных элементов устраняет резонансные перенапряжения и повыщает эксплуатационную надежность зарядного устройства без увеличения его веса. Накопительный; конденсатор 26 подключен к выходным клеммам диодно-емКостных выпрямителей-удвоителей напряжений и заряжается от указанного выпрямителя по мере роста напряжения на конденсаторах диодно-конденсаторных ячеек. Так как повышение энергетических показателей достигается без ввода в схему зарядного устройства каких-либо дополнительных элементов, то увеличиваются удельные энергетические показатели устройства в целом. Этому также способствует возможность почти в шесть раз уменьшить выходное напряжение источника (трансформатора), в результате чего уменьшается вес изоляции и всего зарядного устройства. Формула изобретения Устройство для заряда накопительного конденсатора, содержащее источник трехфазного переменного тока в виде группы из трех обмоток и включенные последовательно диодно-емкостные выпрямители-удвоители напряжения, собранные по схеме Латура, отличающееся тем, что, с целью улучшения удельных энергетических показателей, в него введены индуктивно-емкостные ограничители, причем обмотки источника трехфазного переменного тока порознь через индуктивноемкостные ограничители подключены к входным диагоналям диодно-емкостных выпрямителей. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Малов Н. С. Курс электротехники и радиотехники, 1955, с. 38. 2.Милях А. Н., Кубищин Б. Е. Индуктивно-емкостные преобразователи источников напряжения в источники тока, «Наукова Думка, 1964, с. 256, 257.

IJ

Л./

Я Фиг.г

at