Устройство для заряда накопительного конденсатора Советский патент 1980 года по МПК H03K3/53 

изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах импульсной сварки, оптических квантовых генераторов и т.д. По основному авт.св. № 660205 известно устройство для заряда накопительного конденсатора, содержащее две вентильно-конденсаторные ветви, каходая из которых состоит из трех соединенных последовательно согласно вентилей, зашунтированных двумя умно жающими конденсаторами, причем один умножающий конденсатор включен между анодом первого и катодом второго вен тилей ветви, а второй умножающий кон денсатор - между анодом второго и ка тодом третьего вентилей ветви, источ ни переменного тока, выводы которога включены между катодом и анодом второго вентиля первой и второй ветв.ей соответственно. Однако это устройство обладает ни ким коэффициентом умножения напряжения. Цель изобретения - увеличение коэффициента умножения напряжения. Поставленная цель достигается тем что в устройство для заряда накопительного конденсатора, содержащее дв вентильно-конденсаторные ветви, каикдая из которых состоит из трех соединенных последовательно-согласно вентилей, зашунтированных двумя умножающими конденсаторами, причем один умножающий конденсатор включен между анодом первого и .катодом второго вентилей ветви, а второй умножакндий конденсатор - между анодом второго и катодом третьего вентилей ветви, источник переменного тока, выводы которого включены между катодом и анодом второго вентиля первой и второй ветвей соответственно, введены третья и четвертая дополнительные .вентильноконденсаторные ветви, соединенные последовательно-согласно соответственно с первой и второй ветвями устройства, а источник переменного тока выполнен трехфазным, при этом анод вентиля катодной группы третьей дополнительной ветви и катод вентиля анодной группы четвертой дополнительной ветви соединены с выводами второй фазы источника, а третья фаза одним выводом подк.гпочена к точке соединения первой и третьей дополнительной ветвей, а другим - к точке соединения второй и четвертой дополнительной ветвей, причем накопительный конденсатор подк.лючен к

вободным концам ветвей через дополнительный вентиль.

Схема устройства изображена на ертеже.

Устройство содержит трехфазный сточник переменного тока с фазами 1, 2 и 3, два однофазных двухполуериодных вентильно-конденсаторных ыпрямителя-умножителя напряжения, ентили которых образуют две, включенные параллельно накопительному кон- . енсатору 4, ячейки из шести после- овательно включенных вентилей (5-10 и 11-16) каждая. Вентили в каждой из ячеек соединены последовательно-согласно и зашунтированы умножающими кон/1енсаторами: параллельно вентилям 15 5 и 6 включен конденсатор 17, вентилям б и 7 - конденсатор 18, вентилям 8 и 9 - конденсатор 19, вентилям 9 и 10 - конденсатор 20, вентилям 11 и 12 - конденсатор 21, вентилям 12 20 и 13 - конденсатор 22, вентилям 14 и 15 - конденсатор 23, а вентилям 15 и 16 - конденсатор 24.

Обмотка фазы 1 источника .клеммой 25 подключена к аноду вентиля 5, «с а клеммой 26 - к катоду вентиля 13. Обмотка фазы 2 клеммой 27 подключена к аноду вентиля 7, а клеммой 28- к аноду вентиля 13. Обмотка фазы 3 клеммой 29 подключена к аноду вентиля 8, а, клеммой 30 - к катоду вентиля 16. 30 Накопительный конденсатор 4 подключен к вентильно-конденсаторному выпрямителю через вентиль 31.

Устройство для заряда накопительного конденсатора работает следующим 35 образом.

В течение первой четверти периода линейное напряжение возрастает и под положительным потенциалом находится клемма 25, а под отрицательным - 40 клемма 27. При этом будет происходить заряд конденсатора 18 до напряжения, равного амплитудному значению линейного напряжения фаз 1 и 2, а конденсатора 21 до амплитудного значения 45 напряжения фазы 1 со сдвигом по фазе относительно линейного напряжения. Конденсатор 18 заряжается по цепи клемма 25 конденсатор 18, обмотка 2 диод 13, обмотка 1, а конденсатор 21 JQ йо цепи клемма 25, диод 5, конденсатор 21, обмотка 1. По окончании заряда диоды 5 и 13 запираются и предотвращают разряд конденсаторов на источHt K. В течение второй четверти перио- напряжения фаз 1 и 2 убывают до нуля, а на конденсаторах 18 и 21 остаю;гся чеизменньми. Начиная с мсмента изменения полярности напряхсения, т.е. в течение третьей четверти периода, при положительном напряжении на клем- 60 ме 27 и отрицательном на клемме 25 будет происходить заряд конденсаторов 17 и 22. Конденсатор 22 заряжается , суммарным напряжением источника (линейным напряжением фаз 1 и 2) и кон- 65

денсатора 18 по цепи клемма 26, диод 12,конденсатор 22, фаза 2, конденсатор- 18. Конденсатор 17 заряжается суммарным напряжением фазы 1 и конденсатора 21 по цепи клемма 26, конденсатор 21, конденсатор 17, диод 6, клемма 25. в четвертой четверти периода напряжение источника убывает, а на конденсаторах остается неизменным

В последующие моменты времени, когда к клемме 25 будет приложен положительный потенциал, а к клемме 27 - отрицательный , заряд конденсаторов 18 и 21 будет происходить уже по другим цепям, так как наличие напряжения на конденсаторах 17 и 22 закроет диоды 5 и 13.

За несколько периодов напряжения источника питания напряжение на конденсаторах 21 и 22 достигает значения , на конде.нсаторе 17 - , а на конденсаторе 18-2,27 UTC . Выходное напряжение будет формироватьс путем суммирования напряжений фазы 2 конденсатора 18, фазы 1 и конденсатора 21. Аналогичные процессы протекают в других вентильно-конденсаторных устройствах.При этом напряжениена конденсаторах 19 и 20 достигает значения , на конденсаторе 24 - 31(-гд , а на конденсаторе 23 - 2,27U-r где и-гф - амплитуда фазного напряхсения источника питания; - амплитуда линейнного напряжения источника питания.

Выходное напряжение устройства для заряда накопительного конденсатора будет формироваться путем суммирования следующих напряжений: конденсатора 20,фазы 3, конденсатора 23 фазы 2, конденсатора 18, фазы 1, конденсатора 21 и будет равно 14,5Uo

Конденсаторы 17-24, заряжаясь от, источника в -соответствующие полупериды, одновременно отдают энергию в накопительный конденсатор.4, повышая его напряжение до 14,5U(. Энергия, получаемая умножающими конденсаторами в течение одной четверти периода, в течение другого полупериода будет передаваться в накопительный конденсатор 4.

Формула изобретения

Устройство для заряда накопительного конденсатора по авт. св.№ 660205 отличающееся тем, что, с целью увеличения коэффициента умножения напряжения, в него введены третья и четверта,я дополнительные вентильноконденсаторные ветви, соединенные последовательно-согласно соответственно с первой и второй ветвями устройства, а источник переменного тока выполнен трехфазным, при. этом анод вентиля катодной группы третьей дополнительной ветви и катод вентиля анодной группы четвертой дополнительной ветви соединены с выводами второй фазы источника, третья фаза одним выводом подключена к точке соединения первой и третьей дополнительной ветвей, а другим - к точке соединения второй и четвертой дополнительной ветвей, причем накопительный конденсатор подключен-к свободным концам ветвей через дополнительный диод.