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

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА НАКОПИТЕЛЬНОГО КОНДЕНСАТОРА ГЕНЕРАТОРА МОЩНЫХ ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к области импульсной техники, в частности к устройствам для заряда накопительных конденсаторов, используемых в качестве импульсного источника питания ламп накачки оптических -квантовых генераторов, в локационной техни ке, в установках электроискровой обработки материалов и т.п. импульсных .потребителей энергии. Известно устройство для заряда накопительного конденсатора от источ ника переменного тока, скорость пер дачи энергии которого в накопительны конденсатор ограничивается дозирующим дросселем, включенным в цепь вы прямленного тока 1 . Устройство характеризуется хорош ми энергетическими показателями, включение дозирующего дроссе ля за выпрямителем приводит к завышению, его массогабаритных показателей . Наиболее близким по технической сущности.к предлагаемому является , устройство для заряда накопительног конденсатора генератора мощных импу сов, содержащее источник переменного тока, дозирующие дроссель и конденсатор, один управляемый и два не управляемых вентиля и накопительный конденсатор, одна обкладка которого соединена с одной клеммой источника переменного тока и с анодом первого неуправляемого вентиля, катод которого подключен к одной обкладке дозирующего конденсатора 2 . Однако это устройство характеризуется однотактным потреблением мощности источника питания переменного тока, что, ухудшая использование его типовой мощности, завышает массогабаритные показатели устройства в целом, Общим недостатком рассмотренных устройств является опасность перезаряда накопительного конденсатора во время срабатывания генератора мощных импульсов. Это приводит к дополнительным потерям энергии в устройстве и к снижению эксплуатационной надежности устройства в целом. Поэтому в такие устройства часто вводят блоки, обеспечивающие нулевые начальные условия заряда накопительного конденсатора, что в свою очередь, ухудшает массогабаритные показатели. Целью изобретения является улучшение массогабаритных показателей устройства для заряда накопительного

конденсатора генератора мощных импульсов .

Поставленная цель достигается тем что устройство для заряда накопительного конденсатора генератора мощных импульсов, содержащее источник переменного тока, дозирующие дроссель и конденсатор, один управляемый и два неуправляемых вентиля и накопительный конденсатор, одна обкладка которого соединена с одной клеммой источника переменного тока и с анодом первого неуправляемого вентиля, катод которого подключен к одной обкладке дозирующего конденсатора, дополнительно снабжено неуправляемым и управляемым вентилями, а обмотка дозирующего дросселя - двумя отводами от части витков, которые подсоединены соответственно к анодам управляемых вентилей, катоды которых подсоединены к общей точке другой обкладки дозирующего конденсатора и другой клеммы источника переменного тока, один вывод дозирующего дросселя соединен с обще точкой одной клеммы источ,ника переменного тока и анода первого неуправляемого вентиля, другой вывод дозирующего дросселя подсоединен через второй неуправляемый вентиль к. другой обкладке накопительного конденсатора и катоду дополнительно введенного неуправляемого вентиля, анод которого соединен с катодом первого неуправляемого вентиля.

На чертеже представлена электрическая схема устройства для заряда накопительного конденсатора генератора мощных импульсов.

Устройство содержит две клеммы 1 и 2 источника 3 постоянного тока, дозирующие дроссель 4 и конденсатор 5, два неуправляемых вентиля б и 7 и два управляемых вентиля 8 и 9, к двум выходным клеммам (положительной 10 и отрицательной 11) подключен накопительный конденсатор 12, отрицательная клемма 11 соединена с входной клеммой 1, а такде с анодом первого неуправляемого вентиля 6,. катод которого подключен к дозирующему кон денсатору 5, положительная клемма 10 соединена с катодом второго неуправляемого вентиля 7, анод которого подключен к одному выводу обмотки дозирующего дросселя 4, второй вывод которой подключенк отрицательной выхорной клемме 11, эта же клемма чере неуправляемый вентиль 6 и дополнительно введенный неуправляемый венти/р 13, включенные последовательно-согласно, соединена с положительной выходной клеммой 10, а отвод от обмотки дозирующего дросселя через управляемый вентиль 8 соединен со входной клеммой 2,

При рассмотрении принципа работы устройства следует условно положить, чтов первый и последующие (третий.

пятый и т.д.) полупериоды изменения тока источника переменного тока 3 его положительное напряжение приложено к клемме 2, а отрицательное - к клемме 1, Тогда в четном (втором, четвертом и т.д.) полупериоде, полярность напряжения на клеммах. 1 и 2 изменяет знак на противоположный.

Если заряд наполнительного конденсатора начинается при нулевых начальных условиях в нечетном полупериоде, ток источника переменного тока зарянсает накопительный конденсатор 12. Этот ток ограничен сопротивлением дозирующего конденсатора 5, который в конце первой четверти периода (т.е. первой половины нечетного полупериода) оказывается заряженным до напряжения, равного разности амплитудного значения ЭДС источника переменного тока и напряжения накопительного конденсатора.

В четном полупериоде, когда управляемый вентиль 8 открыт, ток источ-ника проходит по двум каналам; В первом канале осуществляется перезаряд дозирукадего конденсатора 5 и последний заряжается до амплитудногозначения напряжения источника переменного тока, этот заряд завершается . в конце третьей четверти периода J(в конце первой половины нечетного полупериода). Во втором канале через открытый управляемый вентиль 8 происходит накопление энергии в дозирующем дросселе. Процесс накопления г энергии дросселем завершается во второй половине четного полупериода (в четвертой четверти периода), когда ток источника переменного тока в этой цепи начинает убывать вместе с уменьшением напряжения. В это время под действием ЭДС самоиндукции полярность напряжения на обмотке дозирукядего дросселя изменяется и энергия, запасаемая дросселем от источника переменного тока передается в накопительный конденсатор. Кроме того, эта энергия через управляемый вентиль 8, частично возвращаясь в источник переменного тока, компенсирует емкостную составляющую зарядного т.ока, проходящего в третьей четверти периода. Этот ток вначале разряжает дoзиps oщий конденсатор 5, а затем в следующем нечетном полупериоде перезаряжает дозирующий конденсатор, ограничивающий величину тока в канале с емкостной составляющей. Далее процессы повторяются циклически с частотой источника переменного тока.

Регулируя момент открытия управляемого вентиля 8, можно изменять величину тока в дозирующем дросселе

Коммутируя отводы дозирующего дросселя с помощью управляемых вентилей 8 и 9, можно скачком изменять (увеличивать) коэффициент трансформации в процессе заряда накопительного конденсатора, что Позволяет, наряду с фазовым управлением, регулировать скорость передачи -энергии источника в накопительный конденсатор, т.е. величину зарядной мощности последнего, а также уровень зарядного напряжения накопительного конденсатора.

По окончании заряда накопительный конденсатор подключают к нагрузке и осуществляется его импульсный разряд.

Энергия, запасаемая индуктивностью разрядной цепи, передается в нагрузку через неуправляемые вентили 6 и 13, что предохраняет накопительный конденсатор от перезаряда и обеспечивает его заряд при нулевых начальных условиях.

Формула изобретения

Устройство для заряда накопительного конденсатора генератора мощных импульсов, содержащее источник переменного тока, дозирующие дроссель и конденсатор, один управляемый и два неуправляемых вентиля и накопительный конденсатор, одна обкладка которого соединена с одной клеммой источника переменного тока и с анодом первого неуправляемого вентиля.

катод которого подключен к одной обкладке дозирующего конденсатора, о тличающееся тем, что, с целью улучшения массогабаритных- показателей, бНо дополнительно снабжено неуправляемым и управляемым вентилями, а обмотка дозирующего дросселя - двумя отводами от части витков, которые подсоединены соответственно к анодам управляемых вентилей, катоды которых подсоединены к общей точке

0 другой обкладки дозирующего конденсатора и другой клеммы источника переменного тока, один вывод дозирующего дросселя соединен с общей точкой одной клеммы источника переменного

5 тока и анода первого неуправляемого вентиля, другой вывод дозирующего дросселя подсоединен через второй неуправляемый вентиль к другой обкладке накопительного конденсатора и катоду дополнительно введенного

0 неуправляемого вентиля, анод которого соединен с катодом первого неуправляемого вентиля.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

5

0

с. 156, рис. 5-34 (прототип).