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

Изобретение относится к импульсной техни- ке и может быть использовано для заряда ем. костных накопителей, периодически разряжаемых на импульсную нагрузку.

Известйо устройство для заряда емкостных j накопителей, содержащее однофазный источник переменного тока, два вентиля и два промежуточных накопительных конденсатора, которые соединены по мостовой схеме, причем конденсаторы включены в противоположные: плечи мое- |п та, одна из диагоналей которого соединена со. входными зажимами источника, а Другая с цепочкой, составленной из накопительного конденсатора и диода. Напряжение заряженного накопительйого конденсатора при его заряде от jj такого устройства не превосходит утроенного амплитудного значения напряжения источника 1

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для заряда накопительного конденсатора, содержащее трехфазн источ1 ик переменного тока с отдельно выведенными фазными обмотками, вентильно-конденсаторный мостовой выпpямнтeлvумножитель напряжения, образованный двумя цепоч ками, каждая из состоит из послеДо-. вательно соедине1тых яиода и конденсатора, причем анод диода одной и катод диода другой цепочек ооещнены через первую фазную обмотку трехфазного источ1шка переменного тока, и накопительный конденсатор, подсоединенный через диод к вентильно-конденсаторному мостовому выпрямителньумножителю напряжения. Вторая и третья фазные обмотки упомянутого источника включены между крайними выводами цепочек, а накопительный конденсатор через даод подключен параллельно одной из цепочек dfToro выпрямителя 2.

Однако зто устройство отличается недостаточно высокой величиной выходного зарядного напряжения на накопительном конденсаторе и несколько завышенными массо-габаритными показателями.

Цель I изобретения - повыиюние величины выходного напряжения и улучше те массо-габаритных показателей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в .уст| ойстве для заряда накопительного конденсатора, содержащем трехфазный источник перемениого тока с отдельно выведенными фазными обмотками, вентилыю-конденсаторный мосто вой выпрямитель-умножитель напряжения, образованный двумя цепочками, каждая иа которых состоит из последовательно соединенных диода и конденсатора, причем анод ;шода одной и катод диода другой цепочек соединены через первую фазную обмотку трехфазного источника переменного тока, и накопительный конденсатор, подсоединенный через диод к вентильноконденсаторному мостовому выпрямителю-умножителю, вторая и третья фазные обмотки трехфазного источника переменного тока включены в накрестлежащие плечи вентилыю-конденсаторного мостового выпрямителя - умножителя напряжения между свободными обкладками конденсаторов цепочек и выводами первой фазной обмотки, при этом вторая и третья фазные обмотки соединены встречно по отношению к первой обмотке, а накопительный конденсатор подсоединен через диод к точкам соединения диодов и конденсаторов обеих цеНа чертеже представлена принципиальная злектрическая схема предлагаемого устройства. Устройство содержит трехфазный источник переменного тока, фазные обмотки 1-3 которого выполнены с отдельными выводами, и две диодно-конденсаторные цепочки. При этом в цепочке 4, 5 одна из обкладок конденсатора 5 связана с катодом диода 4 через обмотку 3 источника, а в цепочке 6, 7 одна из обкладок конденсатора 7 связана с анодом диода 6 через обмотку 1 источника. Обмотка 2 источника вкл чена между катодом диода 4 и анодом диода 6 Для получения максимальной величины напряэкения на накопительном конденсаторе 8 фазные обмотки 1 и 3 соединены встречно по отношению к обмотке 2. Это приводит к тому, что вектора фазных напряжений U друг относитель но друга сдвинуты на 120 эл.град. При этом вектор линейного напряжения фаз 2 и 3 сдвипут относительно вектора линейного напряжения фаз 1 и 2 на 120 эл.град., а вектор суммарного напряжения фаз 1-3 отстает от вектора отнейного напряжения фаз 2 и 3 на 30 эл.град. Такое многоканальное вентильное устройство позволяет, не изменяя массы устройства, заря5кать накопительный конденсатор до более высокого значения выходного напряжения, которое в 5,46 раза превышает амплитудное значение фазного напряжения источника. Работает это многоканальное зарядное устройство следующим образом. При рассмртренин работы устройства ходе заряда накопительного конденсатора, в целях упрощения, будем считать, что этот конденсатор заряжен полностью и не влияет на процессы в устройстве, т.е. его можно отключить от вы- прямителя-умножителя напряжения. Если принять, что в некоторый момент времени линейное напряжение фаз 1 и 2 равно нулю, а линейное 1гапряже гие фаз 2 и 3 и суммарное напряжение фазных обмоток источника отрицательно, тогда через 90 эл. град, конденсатор 7 заряжен (через диод 4) до линейного напряжения фаз J и 2. Через 120 эл. град, от начала отсчета - до линейного напряже1гая фаз 2 и 3 (через даод 6) заряжается конденсатор 5, а еще через 30 эл. град, суммарное напряжение фазных обмоток равно удвоенному значению фазного напряже1шя. В этом случае суммарное напряжение конденсаторов 5 и 7 и обмоток источника равно 2U + 2 . 1,73иф 5,46 . Такая величина суммарного напряжения и определяет максимальное значение выходного напряжения устройства для заряда накопительного конденсатора. Прк подключении к выходным клеммам устройства полностью разряженного накопительного конденсатора 8 промежуточные накопительные конденсаторы 5 и 7 отдают ему энергию, запасенную ими ранее от источника. В процессе передачи энергии от трехфазного источника в накопительный конденсатор структура каналов передачи этой энергии многократно изменяется. В общем случае, который соответствует начальному периоду заряда, энергия источника в накопительный конденсатор может передаваться по следующим четырем каналам 1) 2-6-8-9-4; 2) 7-1-6-8-9; 3) 3-5-8-9-4; 4) 7-1-2-3-5-8-9, Перечисленные каналы осуществляют передачу энергии в соответствующие части периода изменения питающего напряжен, когда напряжение этих каналов превышает напряжение накопитель конденсатора. По мере заряда накопительного ковденсатора число кангшов передачи энергни соответственно уменьшается. Тадс, первый канал обеспечивает передачу энергий до тех пор, ока напряжение на накопителе не превышает тлитудного значения фазного напряжения источннка, второй и третий каналы - до напряжения, равного 2,73 Цф , а по четвертому каналу - до напряжения 5,46 Уф . При этом элементы 5 и 7 устройства передают в накопительный конденсатор энергию, запасенную ими предварительно от соответствующих фазных обмоток источника. Во время этой передачи они оказываются соединенными последовательно с фазными обмотками источника и выполняют роль вольтодобавочнЫх устройств, в результате такого суммирования напряжения источника и промежуточных накопителей энергии 5 и 7 напряжение на накопительном конденсаторе в конце