Устройство для шаговой зарядки нако-пиТЕльНОгО КОНдЕНСАТОРА Советский патент 1981 года по МПК H03K3/53 

инвертора тока при повьшенном напряжении питания. Это объясняется тем, что моменты очередной коммутации ключей не зависят от величины питающего напряжения, и это приводит к снижению КПД устройства. Цель изобретения - повьпдение КПД при стабилизации формы потребляемого тока от первичного источника питания Поставленная цель достигается тем что устройство для шаговой зарядки накопительного конденсатора, содержащее инвертор тока, подключенный к источнику питания и содержащий датчик потребляемого тока, повьппаюций трансформатор, имеющий К вторичных обмоток К выпрямительных мостов, каждый из ко торых подключен к выводам соответCTByKMUix вторичных обмоток трансформатора, К управляемых ключей, каждый из которых подключен к одному из выходов соответствукяцего выпрямительного моста, К развязьшакщих диодов, включенных в обратном направлении меж ду соответствующим управляемым ключом и другим выходом выпрямительного моста, причем все развязывающие диоды включены между собой последовательно согласно и параллельно им включен накопительный конденсатор, а также распределитель импульсов управления ключами, снабжено пороговым устройст вом, вход которого соединен с выходо датчика потребляемого тока, а выход со входом распределителя импульсов управления ключами. На (iwr, 1 изображена функциональн схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 - эпюры напряжений в основных ее точках. Устройство шаговой зарядки накопи тельного конденсатора состоит из инвертора 1 тока, включающего в свой состав задакщий генератор 2 тока, электрический шунт 3 и усилитель мощ ности, выполненный на транзисторах 4 и 5, повьшающего трансформатора 6, имеющего четыре вторичных обмотки с различным коэффициентом трансфЬрмации, четырех выпрямительных мостов и диодов 7-10, 11-14, 15-18, 19-22, транзисторных ключей 23-26, коммути- рукщих диодов 27-30, накопительного конденсатора 31, распределителя 32 импульсов управления ключами и порогового устройства 33. Работа устройства происходит следуюпщм образом. Задающий генератор 2 токавырабаывает переменное напряжение прямоугольной формы, которое поступает на азы транзисторов 4 и 5, Стабилизация зарядного тока, потребляемого от первичного источника питания, осуествляется при помощи напряжения, которое снимается с электрического унта 3 обратной связи и поступает на регулирующий вход источника тока. Управление процессом переключения вторичных обмоток повышающего трансформатора осуществляется распределителем 32 импульсов с помощью транзисторных ключей 23-26, Работа распределителя 32 импульсов начинается в Момент окончания разрядки накопительного конденсатор-а 31 на нагрузку (на фиг, I разрядный ключ и нагрузка не показаны) или в момент подключения устройства к первичному источнику питания, В первый начальный момент времени распределитель 32 импульсов включает транзистор 26 и при этом с учетом коэффициента трансформации нижней вторичной обмотки трансформатора 6 происходит зарядка накопительного конденсатора 31, При этом зарядный ток вторичной цепи трансформатора протекает через выпрямительный мост 19-22, транзистор 26, диоды 29, 28, 27 и конденсатор 31, В момент времени, при котором напряжение на накопительном конденсаторе равно напряжению первичного источника питания с учетом коэффициента трансформации нижней вторичной обмотки и с учетом потерь напряжения на элементах 4, 5, 6, 19-22, 26, 19-27, срабатывает пороговое устройство 33, Срабатывание порогового устройства вызвано снижением потребляемого тока от первичного источника питания ниже установленной величины из-за перехода транзисторов 4 и 5 в режим насьщения, при котором они не могут выполнять функцию регулятора тока. При этом на его выходе образуется импульс, который поступает на вход распределителя 32 импульсов. При воздействии этого импульса распределитель 32 импульсов отключает транзистор 26 и включает транзистор 25, Включением транзистора 25 заряд накопительного конденсатора происходит через другую вторичную обмотку трансформатора, через диоды 15-18, транзистор 25 и диоды 28, 27, 30. 5847 Для обеспечения требуемого режима работы зарядной цепи во время второго шага коэффициент трансформации этой обмотки выбирается обычно в 2 раза больше по сравнению с первой вторичной обмоткой. При включении в зарядную цепь второй вторичной обмотки транзисторы 4 и 5 автоматически переходят из режима насьпцения в режим 4946 источника тока. После окончания второго зарядного шага аналогичным сбразом прсмсходит дополнительное включение транзистора 26, в результате 5которого одновременное включение двух вторичных обмоток трансформатора вызывает увеличение энергии в накопительном конденсаторе.В таблице показаны все этапы работы транзисторных ключей,

Полный цикл зарядки накопительного конденсатора состоит из 15 шагов. В результате каждого шага работы устройства напряжение на конденсаторе увеличивается на одинаковую величину, при этом длительность каждого последующего зарядного шага возрастает на величину, равную длительности первого зарядного шага. На фиг. 2 представлены эпюры напряжений и токов основных точек . На эпюре 34 показан характер изменения напряжения на одной из обмоток повьш1ающего трансформатора 6, на эгноре 35 - тока в цепи накопительного кочценсатора, а на эпюре 36 - тока в цепи первичного источника питания. Увеличение КПД при использовании изобретения обеспечивается за счет полного использования выходного напряжения преобразователя при всех допустимых изменениях напряжения питания. 7 Формула нзобретения Устройство шаговой зарядки накопительного ко1аденсатора, содержащее инвертор тока, подключенный к источнику питания и содержащий датчик потребляемого тока, повьппакяций трансформатор, имеющий К вторичных обмоток, К выпрямительных мостов, каждый из которых подключен к выводам соответствующих вторичных обмоток трансформатора, К управляемых ключей, каждый из которых подключен к одному из выходов соответствующего выпрямительного моста, К развязывакщих диодов, включенных в обратном направлении между соответствующим управляемым ключом и другим выходом выпрямительного моста, причем все развязывающие 8 48 диоды включены между собой последовательно согласно и параллельно им включен накопительный конденсатор, а также распределитель импульсов управлекия ключами, отличающееся тем, что, с целью повышения КГЩ при стабилизации потребляемого от источника питания тока, оно снабжено пороговым устройством, вход которого соединен с выходом датчика потребляемого тока, а выход - со входом распределителя импульсов управления ключами. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент Великобритации №1.231,500, кл. Н 2 Н, 1972. 2.Патент США № 3.750.005, кл. 321-18, 1973.