Регулятор напряжения заряда емкостного накопителя Советский патент 1980 года по МПК H03K3/53 

1

Изобретение относится к импульсной технике и может бьлть использовано в устройствах заряда емкостных накопитепей энергии.

Известны регуляторы напряжения заряда емкостного накопителя, содержащие подключенную к источнику питания цепь из зарядного дроссепя, параллельно которому присоединены последовательно соединенные разделительный вентиль н емкостный накопитель, и основного ког мутатора, в качестве которого может быть использован триодный тиристор с узлом емкостндй искусственной коммутации 11,112.

Однако известные устройства имеют недостаточно высокий КПД заряда, так как они работают по принципу многократного дозирования энергии источника пи- тдоня.

Известен также регулятор напряжения заряда емкостиого накопителя з, сод жеошв подключенный к источнику штаввя зарядный дроссель, параядвльно

которому присоединены последовательно соединенные разделительный вентиль и екжостный накопитель, основной тирнсгор, включенный последовательно с зарядным дросселем, узел емкостной исскуственной KOMK-ijTauHii, включающий коммутирующий конденсатор и вспомогательные тиристоры, и блок управления.

Недостатком устройстваявляется пониженное значение коэффициента полезного

10 действия, обусловленное холостым перезарядом коммутирующего конденсатора ц процессом рекуперации остаточной энергии зарядного дроссепя в источник питания, что сопровождается дополнитель15ными потерями энергии.

Целью НС-обретения является повышение КПД устройства.

Эта цель достигается тем, что в регулятор напряжения заряда емкостного на2Qкопнтеля, содержащий подключенный к нсточнйку Питания зарядный дроссель, параллельно которому присоединены последовательно соединенные разделительный вентиль и емкостный накопитель основной тиристор, включенный последоватвпьа© с зарядным дросселем, узел емкостной исс1сусствбнной коммутацииз включающий коммутирующий конденсатор и вспомогательные тиристорыг и блок. управл9Ш1я., параллельно зарядному дросселю, присоединена цепь из согласно В1шюченньрс, вспо могатбдьных. тиристоров, причем комщ тирующий конденсатор включен между общей точкой вспомогательных тиристоров и средним выводом обмотки зарядного дросселя. На чертеже представлена прш- Ц1ши« . апьная схема регулятора. Регулятор напряжения заряда емкост ного накопителя содержит источник, пита-- ния Ij к которому подключена цепь из зарядного дросселя 2 и основного ткристора 3, параллельно зарядному дросселю 2 присоединены цепи из последовательно собдйненнык разделительного венгидя 4 и еьшостЕого накопителя 5, и согласно включенных вспомогательных тиристоров 6 и 7 При этом, между обжей точкой вспомогательньк тиристоров 6 н 7 н средним вьюодом обмотки зарядвш о дрос селя 2 включен коммутирующий ковденса тор 8. Управление тиристорами осущест. вляетсн блоком управления 9, Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии коммутирующий конденсатор 8 заряжен с полярностьЮа указанной на черт, без скобок, до .напряжения U fcK Р включении рсновнозго тиристора 3 напряжение источника Пйтания В прикладывается к зарядному . дросселю 2, Когда ток зарядного дроссв ля достигает определенной величины, блок управления 9 вьадае - импульсы на запуск вспомогательных тиристоров, 6 и 7 Тиристор 7, находящийся под прямым напряжениеМе вхшючается, .и напряжение коммутирующего конденсатора 8 прикладьшается к полуобмотке зарядного дросселя На основном тиристоре 3 появляется обратное напряжение и CSH запирается Ток зарядного дросселя замыкается по цепи: псяуоб лотки ,т зарядного дросселя 2, тирнстор 7; коммутирующий конденсатор 8, перезаряжая последний В момент,равенства напряжения ка обмотке дросселя .1 ач иьноь напряконию на емкостном накопителе 5, отпирается разделительный вентиль 4, а часть тока зарядного дросселя замыкается через него и емкостный накопитель 5 7 14 В дшььнейшем емкостный накопитель 5 и кoмl лyтиpyюший конденсатор 8 заряжаются одновременно. Процесс заряда заканчивается, когда .вся энергия, запасенна.я в зарядном дросселе, перейдет в емкостный накопитель 5 и коммутирующий конЛенсатор 8. Токи в зарядных цепях и напряжение на обмотке зарядного дросселя 2 11адают до , а раз- дитительный вентил: 4 и вспомогательный тиристор 7 запираются обратным наг1р.яжением При этом полярность напряжений и,-,г к;а коьа.1утирующем конденсаторе 8 соответствует показанной на чертеже в скобках.. Амплитуда наГ1рян;.ек.ия на емкостном ншсопитйлв определяется запасом энергии в зарядном дроссепе 2 (т.е. величиной тока через обмотку) к моменту ком- 1 утации основного jч{ристора 3« По окончании процесса заряда eNOtocTвый накопитель 5 разряжается на нагрузку. . В следующем цикле заряда при подаче защскающи.х импульсов на вспомогательные тиристорь 6 и 7 включается тиристора на.ходяшийся под прямым напряKeiraeNi, и коммутирующий конденсатор 8 пос.ла запирания основного тиристора 3 перезаряжается через полуобмотку W зарядного дросселя 2, Полярность напряжения на коммутирующем конденсаторе 8 после этого цикла соответствует исход- ной (на чертеже баз скобок). Затем описанные процессы повторяются, Первоначальщз й заряд коммутирующего конденсатора 8 можно осуществитьа включив между общей точкой вспомогательных тиристоров 6 и 7 и минусом источника питания резистор большой величины. Следует отметить, что цепи разделительного вентйля 4 и емкостного накопителя 5, и вспомогательных тиристоров 6 н 7 с коммутирующим конденсатором 8 могут подключаться к дополнительным обмоткам, выполненным на зарядном дросселе 2, При этом напряжение на тиристорах и коммутирующем конденсаторе могут быть выбраны оптимальными, что осо.бен- но важно при получении высокого (U(-,) напряжения на накопитвлэо Кроме того, разделительный вентиль 4 может быть управляемым (напримерз Тиристором), что позводяет ограничить амплитуду напряжэния на комкгутирующем конденсаторе 8. Действительно, при включении раздели тельншх вентиля 4 в момент достижения напряжения из перезарядившемся комму™ тирующем ковденсаторе 8 необходимой - величины (2 (J должно быть больше UQ ), напряжение на обмотке заряд ного дросселя падает до (J , в резуль тате чего к вспомогательному тиристору прикладывается обратное напряжение, и он запирается, фиксируя UTCS Оставшаяся энергия зарядного дросселя полностью передается емкостному накопителю. Описанная схема регулятора заряда емкостного накопителя обладает повышенным значением КПД по сравнению с известными устройстваки. Действительно коммутирующий конденсатор в заявляемом устройстве работает без .холостых перезарядов, причем частота его работы вдвое меньше рабочей частоты основного тиристора. Это обуславливает меньшие псугери энергии в узле коммутации предложенного регулятора по сравнению с известным. Кроме того, в заявляемом объекте нет цепей рекуперации энергии, поскольку вся энергия, запасенная в зарядном дросселе, передается в накопитель, т.е, используется полезно. Формула изобретения Регулятор напряжения заряда емкост- ного накопителя, содержащий подключенqный к источнику питания зарядный дросcaib, параллельно которому присоединены последовательно соединенные разделительный вентиль и емкостный накопитель, основной тиристор, включенный последовательно с зарядным дросселем, узел емкостной искусственной коммутации, включаюищй коммутирующий конденсатор и вспомогательные тиристоры, н блок управления, отличающийся , что, с целью повышения КГЩ, параллельно зарядному дросселю присоединена цепь из согласно включенных вспомога- гельных тиристоров, причем коммутирующий конденсатор вкгаочен между общей точкой вспомогательных тиристоров и средним вьшодом обмотки зарядного . дросселя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Бертинов А. И. и др. Импульсные источники вторичного питания с дозаторами энергии, Электротехника,№ 11, 1976, с. 17, рис. 1. 2с Булатов О. Г. и др., Тиристорные схемы включения высокоинтенсивных источников света, М., 1975, с. 137, рис. 5-13в. 3. Авторское свидетельство СССР № 515218, кл. Н02 АЛ 3/04, 1976 (прототип). 4