Устройство для заряда емкостных накопителей Советский патент 1982 года по МПК H03K3/53 

() УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА ЕМКОСТНЫХ НАКОПИТЕЛЕЙ

I

Изобретение относится к электроТ ехнике, в частности ко вторичным источникам, и может быть использовано для питания импульсных оптических квантовых генераторов и импульсных радиотехнических установок.

Известно устройство для заряда емкостных накопителей, в котором используются индуктивно-емкостные преобразователи ГЦ.

Недостатками устройства являются плохое использование трансформатора, низкий коэффициент мощности и большая установленная мощность оборудования.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для заряда емкостных накопителей, по авт. ев/ № 790133

содержащее два мостовых выпрямителя, подсоединенных входными диагоналями к сети переменного тока через согласующие трансформаторы и токоограничивающий реактор, зарядный дроссель

включенный последовательно с входными диагоналями мостовых выпрямителей , и обходной вентиль, подключенный параллельно выходной диагонали одного из мостовых выпрямителей к зарядному дросселю, и емкостной накопитель; зарядный дроссель включен между выходными,диагоналями мостовых выпрямителей, параллельно выходной диагонали второго

10 мостового выпрямителя и зарядному дросселю подключен дополнительно введенный второй обходной вентиль, а ёмкостной накопитель подключен между положительным выводом выходной

15 диагонали первого мостового выпрямителя и отрицательным выводом выходной диагонали второго мостового выпрямителя t2.

Недостатком этого устройства явXляется низкая надежность работы изза значительных колебаний мощности, передаваемой от выпрямителей к накопителям. 39 Цель изобретения - повышение надежности устройства путем снижения колебаний мощности. Для достижения этой цели между выводами мостовых выпрямителей вклю чены последовательно первый дополнительный управляемый вентиль и дополнительный накопитель, параллельно им и последовательно между собой включены дополнительные первый неуправляемый вентиль, разрядный дроссель и второй неуправляемый вентиль, один из выводов которого подключен к точке соединения первого Дополнительного управляемого вен тиля и дополнительного накопителя, а последовательно с основным накопителем и одним из выходов мостовых выпрямителей вкгючен второй дополнительный управляемый веЯтиль. На фиг, 1 изображена принципиаль ная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 показаны временные диаграммы тока и напряжения на накопителе. Устройство для заряда емкостных накопителей содержит мостовые выпря мители 1 и 2, которые своими положи тельными выводами подсоединены соответственно к катоду и аноду обход ного вентиля 3, а отрицательными выводами - соответственно к катоду и аноду второго обходного вентиля k. Зарядный дроссель 5 соединен последовательно с выпрямителями 1 и 2. Трансформаторы 6 и 7 выпрямителей 1 и 2 через токоограничивающий реактор 8 имеют вывод для подключения источника питания переменного тока, Емкостные накопители 9 подключены к выпрямителям 1 и 2 через управляемый вентиль 10. Допол нительный емкостной накопитель 11 подключен к выпрямителям 1 и 2 чере второй управляемый вентиль 12. К вы водам дополнительного емкостного накопителя 11 подключен неуправляем вентиль 13. К выводам управляемого вентиля 12 подключен через вентиль 1 разрядный дроссель 15 На фиг. 2 приняты следующие обоз начения: кривая 16 - временная диаг рамма тока заряда основных накопите лей 9f кривая 17 временная диагра ма напряжения на основных накопител 9,.кривая 18 - временная диаграмма тока заряда и разряда дополнительного накопителя 11, кривая 19 вре менная диаграмма напряжения на дополнительном накопителе 11. Устройство для заряда емкостных накопителей работает следующим образом. При работе емкостные накопители 9 периодически разряжаются на нагрузку. В начале очередного цикла заряда или при пуске схемы ток в зарядном дросселе 5 либр равен нулю, либо имеет величину, которая много меньше тока короткого замыкания выпрямителей 1 и 2, поэтому выпрямители 1 и 2 через обходные вентили 3 и k работают параллельно на емкостные накопители 9- Ток заряда определяется величиной индуктивного сопротивления реактора 8, через который на выпрямители 1 и 2 подается питание от сети переменного тока, и величиной напряжения на накопителях 9- При увеличении напряжения на накопителях 9 их токи, токи выпрямителей 1 и 2 и токи вентилей 3 и 4 уменьшаются, а ток зарядного дросселя 5 который через открытые вентили 3 t и 10 подключен параллельно накопителям, увеличивается. Как только нарастающий ток дросселя 5 сравнивается с убывающими токами выпрямителей 1 и 2, токи обходных вентилей 3 и 4 становятся равными нулю, и вентили 3, закрываются. Выпрямители 1 и 2 подключаются последовательно через зарядный дроссель 5 на. емкостные накопители 9. через которые в момент переключения протекают равные токи. Параллельное соединение выпрямителей 1и 2 заменяется последовательным. Момент переключения схемы определяется величиной индуктивности зарядного дросселя 5 величиной реактивного сопротивления реактора 8 и величиной емкости накопителей 9- После переключения схемы процесс заряда н копителей 9 продолжается, и в конце цикла заряда накопители 9 заряжаются до напряжения, близкого по величине к напряжению холостого хода двух последовательно включенных выпрямителей 1 и 2. При заряде основных накопителей 9 до заданного значения напряжения подается сигнал на включение управляемого вентиля 12. Подключение дополнительного накопителя 11 через вентиль 12 к выпрямителям 1 и 2обеспечивает отключение управляемого вентиля 10 и переключение выпряМигелей 1 и 2 в параллельную схему. После отключения управляемого венти ля 10 и восстановления его управляЮ|цих свойств производится разряд ем костных накопителей 9 на нагрузку. Время отключенного состояния управляемого вентиля 10 определяется вре менем восстановления управляющих свойств управляемого вентиля 10, временем разряда накопителей 9 на нагрузку и временем восстановления управляющих свойств коммутирующих приборов, через которые накопители 9 разряжаются на нагрузку. В течение этого времени выпрямители 1 и 2 рабо тают на дополнительный накопитель 1-1, который заряжается до напряжени превосходящего остаточное напряжени на основных накопителях 9 после раз ряда на нагрузку. Это обеспечивает надежное включение управляемого вентиля 10 при подаче сигнала управления и отключения вентиля 12. Посл1е включения управляемого вентиля 10 дополнительный накопитель 1 Гразряжается через разрядный дроссель 15 вентиль 1 и управляемый вентиль 10 на основные накопители 9. Разрядный дроссель 15 обеспечивает колебательный характер разряда и ограничивает скорость нарастания тока в вентиле 10. После разряда дополнительного накопителя 11 до напряжения, равного нулю, включается вентиль 13, который обеспечивает отвод энергии от разрядного дросселя 15 и препятствует перезаряду дополнительного накопителя 11. Введение в схему зарядного устрой ства управляемых вентилей 10 и 12 обеспечивает надежную работу дуговых импульсных приборов, которые питаются от емкостных накопителей 9Изобретение позволяет работать при более высокой частоте разрядов, при этом импульсные токи в периоды разряда и восстановления сопротивления дуговых приборов после разряда имеют величины, сравйимые с начальным значением тока заряда накопителей. Во время разряда накопителей и во время восстановления управляющих свойств импульсных коммуг тирующих приборов мостовые выпрямители 1 и 2 отключены от накопителей 9. Введение в схему дополнительного накопителя 11 обеспечивает загрузку выпрямителей Т и 2 во время разряда основных накопителей 9 тем самым уменьшает колебания мощности, потребляемой из сети переменного тока. .Так как емкость дополнительного накопителя 11 меньше емкости основного накопителя 9 то напряжение на нем увеличивается быстро, что позволяет приблизить мощность потребления от сети к среднему значению. Введение разрядного дросселя 15 и вентилей 13 и }k обеспечивает ис- . пользование энергии, накопленной в дополнительном накопителе 11, для увеличения скорости заряда основных накопителей при малых напряжениях, что приводит к снижению колебания мощности, потребляемой от сети, и повышению надежности работы устройства. Формула изобретения Устройство для заряда емкостных накопителей по авт. св. N 790133 отличающееся, тем, что, с целью повышения Надежности устройства в работе путем снижения колебаний мощности, между выводами выпрямителей включены последовательно первый дополнительный управляемый вентиль и дополнительный накопитель, па раллел ь но им и пос ледова т ель но между собой включены дополнительные первый неуправляемый вентиль, разрядный дроссель и второй неуправляемый вентиль, один из выводов которого подключен к точке соединения первого дополнительного управляемого вентиля и дополнительного накопителя, а последовательно с основным накопителем и здным из выходов выпрямителей включен второй дополнительный управляемый вентиль. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР Н- 565388, кл. Н 03 К 3/53 1977. 2.Авторское свидетельство СССР № 790133, кл. Н 03 К 3/53, 1971 (прототип).

Л Zl

1

i- 5Z

A 10

i Л/

i