Устройство для заряда конденсатора Советский патент 1981 года по МПК H03K3/53 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА КОНДЕНСАТОРА

1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к импульсной технике, и может использоваться для питания- импульсных оптических квантовых генераторов и импульс ных радиотехнических установок.

Известно устройство для заряда конденсатора, предназначенное для работы в режиме с постоянством мощности, потребляемой от питающей сети и, содержащее два трехфазйых выпрямителя, зарядный дроссель и обходной вентиль, включенный параллельно одному из выпрямителей и дросселю 1.

Недостатком указанного устройства для заряда конденсатора является больщое колебание, мгновенного значения мощности при малых периодах заряда конденсатора, близких по длительности к периоду напряжения питающей сети.

Известны также устройства для заряда конденсатора, содержащие регулирующие элементы, конденсаторы и дроссели и осуП1,ествляк)щие заряд накопителей с постоянной мощностью 2.

К недостаткам таких устройств следует отнести плохое использование тиристоров и

необходимость установки фильтров на входе устройства. Малые колебания мощности, потребляемой от источника питания, обеспечиваются лищь при установке большого числа энергоемких конденсаторов, что снижает надежность устройства.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для заряда конденсатора, содержащее источник постоянного напряжения, регулятор, накопительный конденсатор и импульсную нагрузку, подключенную параллельно накопи10тельному конденсатору 3.

Недостатком этого устройства для заряда конденсатора является наличие емкостных фильтров на входе и выходе регулирующего органа, которые при допустимых по ловиям надежности работы схемы величинах емкости конденсаторов фильтров не обеспечивают постоянства мощности, потребляемой от источника питания.

Цель изобретения - увеличение постоянства мощности, потребляемой от источника постоянного напряжения.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для заряда конденсатора, содержащем источник постоянного напряжения, регулятор, накопительный конденсатор и импульсную нагрузку, подключенную параллельно накопительному конденсатору, регулятор состоит из инвертора тока, трансформатора, первого дросселя, выпрямителя и второго дросселя, причем инвертор тока включен между положительной клеммой источника постоянного напряжения и первой обкладкой накопительного конденсатора, а отрицательная клемма источника постоянного напряжения и вторая обкладка накопительного конденсатора соединены с общей шиной, к которой подключен отрицательный вывод выпрямителя, выводы переменного тока которого соединены через первый дроссель и трансформатор с выводами переменного тока инвертора тока, а положительный вывод выпрямителя через второй дроссель подключен к первой обкладке накопительного конденсатора. На фиг. 1 изображена однолинейная схема устройства для заряда конденсатора; на фиг. 2 - полная схема устройства. К положительному выводу источника постоянного напряжения Л подключен положительный вывод инвертора тока 2, отрицательный вывод инвертора тока 2 подключен к первому выводу накопительного конденсатора 3, параллельно накопительному конденсатору подключена импульсная нагрузка 4, второй вывод накопительного конденсатора 3, импульсная нагрузка 4 и отрицательный вывод источника постоянного напряжения подключены к общей шине. К общей шине подключен также отрицательный вывод выпрямителя 5, положительный вывод которого через второй дроссель 6 соединен с первым выводом накопительного конденсатора 3 выводы переменного тока выпрямителя 5 соединены через первый дроссель 7 со вторичной обмоткой трансформатора 8, первичная обмотка которого соединена с выводами переменного тока инвертора тока 2. На полной схеме устройства для заряда конденсатора с мостовым инвертором тока 2 и трехфазным мостовым выпрямителем 5 (фиг. 2) показаны конденсаторы инвертора тока 9 и дроссель в цепи постоянного тока инвертора тока 10. Устройство для заряда конденсатора работает следующим образом. В момент разряда накопительного конденсатора 3 напряжение на нем снижается до минимал1 ного уровня и практически все напряжение источника постоянного напряжения приложено к выводам постоянного тока инвертора тока 2. При неизменном по величине трка инвертора тока 2 увеличивается мощность, подводимая к выводам постоянного тока инвертора тока и, следовательно, увеличиваются мощность на выводах переменного тока инвертора тока и мощность, подводимая к выпрямителю 5. Мощность от выпрямителя 5 при малом напряжении на накопительном конденсаторе 3 передается к нему при больших токах. С увеличением напряжения на накопительном конденсаторе 3 уменьшается напряжение на входе инвертора тока 2, и при постоянстве его тока уменьшается мощность на входе инвертора тока и на входе и выходе выпрямителя 5. Одновременно с увеличением напряжения на накопительном конденсаторе 3 увеличивается мощность, подводимая непосредственно от источника постоянного напряжения 1. Таким образом, в начальные моменты процесса заряда энергия к накопительному конденсатору подводится в основном через цепь переменного тока, в середине процесса энергия подводится как через цепь переменного тока, так и цепь постоянного тока, а в конце процесса при напряжениях на накопительном конденсаторе, близких к максимальным,-энергия подводится в основном через цепь постоянного тока. В процессе заряда накопительного конденсатора загрузка инвертора тока меняется от максимальной до минимальной. Входное сопротивление инвертора тока при этом изменяется от максимального значения до минимального в конце процесса заряда. Процесс заряда накопительного конденсатора в предлагаемом устройстве близок по характеру к процессу заряда накопительного конденсатора через переменное регулируемое сопротивление. При частоте инвертора тока, превосходящей частоту разрядов накопительного конденсатора в 30- 50 раз, и мостовой трехфазной схеме инвертора тока, стабилизация мощности обеспечивается с точностью До 0,05-0,10 от величины средней мощности. Формула изобретения Устройство для заряда конденсатора, содержащее источник постоянного напряжения регулятор, накопительный конденсатор и импульсную нагрузку, подключенную параллельно накопительному конденсатору, отличающееся тем, что, с целью увеличения постоянства мощности, потребляемой от источника постоянного напряжения, регулятор состоит из инвертора тока, трансформатора, первого дросселя, выпрямителя и второго дросселя, причем инвертор тока включен между положительной клеммой источника постоянного напряжения и первой обкладкой накопительного конденсатрра, а отрицательная клемма источника постоянного напряжения и вторая обкладка накопительного конденсатора соединены с общей шиной, к которой подключен отрицательный вывод выпрямителя, выводы переменного тока которого соединены через первый дроссель и трансформатор с выводами переменного тока инвертора тока, а положительный вывод выпрямителя через вто