Устройство для заряда накопительного конденсатора Советский патент 1982 года по МПК H03K3/53 

(З) УСТРОЙСТВО для ЗАРЯДА НАКОПИТЕЛЬНОГО КОНДЕНСАТОРА

1

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

Известны устройства для заряда накопительного конденсатора, содержащие тиристоры, дозирующие конденсаторы, дроссели и накопительный конденсатор. Эти устройства осуществляют заряд накопительного конденсатора с постоянной мощностью Щ.

К недостаткам этих устройств относятся плохое использование тиристоров и необходимость установки фильтров на входе устройства. Малые колебания мощности, потребяемой от источника питания, обеспечиваются только при установке большого числа энергоемких конденсаторов, что сни,жает надежность устройства.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является

устройство для заряда конденсатора, которое содержит источник постоянного напряжения, накопительный конденсатор, импульсную нагрузку, подключенную параллельно накопительному конденсатору, и регулятор, который, состоит из инвертора тока с коммутирующими конденсаторами, трансформатора, первого дросселя, выпрямителя и второго дросселя, при10чем инвертор тока включен последовательно со вторым дросселем между положительной шиной источника постоянного напряжения и первой обкладкой накопительного конденсатора, а

15 отрицательная шина источника постоянного напряжения и вторая обкладка накопительного конденсатора объединены, выводы переменного тока выпрямителя через первый дроссель и

10 трансформатор соединены с выводами переменного тока инвертора тока 2,

Недостатком этого устройства явля, ется малая надежность его работы в 3 режимах с низкой.величиной остаточного напряжения на конденсаторе пос ле разряда на импульсную нагрузку. Цель изобретения - повышение надежности устройства для заряда накопительного конденсатора. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для заряда накопительного конденсатора, содержацее источник постоянного напряжения, накопительный конденсатор, импульсную нагрузку, подключенную параллельно накопительному конденсато ру, и регулятор, который состоит из инвертора тока с коммутирующими конденсаторами, трансформатора, пер вого дросселя, выпрямителя и второг дросселя, причем инвертор тока вклю чён последовательно со вторым дросселем между положительной шиной источника постоянного напряжения и первой обкладкой накопительного кон денсатора, а отрицатель.ная шина источника постоянного напряжения и вторая обкладка накопительного конденсатора объединены, выводы переменного тока выпрямителя через Первый дроссель и трансформатор соединены с выводами переменного то ка инвертора тока, отрицательный вывод выпрямителя через дополнитель но введенный третий дроссель подключен ко второй обкладке накопительного конденсатора, положительный вывод выпрямителя подключен к положительной шине источника питания, а к выводам переменного тока выпрямителя подключены дополнительно введенные управляемые вентили, катоды которых объединены и соединены с первой обкладкой накопительного конденсатора. На чертеже приведена электрическая схема устройства для заряда на копительного конденсатора. К положительному выводу источ- . ника 1 постоянного напряжения подключен положительный вывод инвертор 2 тока, отрицательный вывод инвертора 2 тока подключен через второй дроссель 3 к первому выводу накопительного конденсатора k, параллельн накопительному конденсатору подключена импульсная нагрузка 5 и второй вывод накопительного конденсатора 4, импульсная нагрузка 5 и отрицате ный вывод источника 1 постоянного напряжения подключены к отрицатель6ной шине, отрицательный вывод выпрямителя 6 подключен к отрицательной шине через третий дроссель 7, выводы переменного тока выпрямителя 6 через первый дроссель 8 соединены со вторичной обмоткой трансформатора 9 первичная обмотка которого соединена с выводами переменного тока инвертора 2 тока, к выводам переменного тока инвертора 2 тока подключены коммутирующие конденсаторы 10, положительный вывод выпрямителя 6, образованный вентилями 11, подключен к положительному выводу источника 1 постоянного напряжения, к выводам переменного тока выпрямителя 6 подключены управляемь/е вентили 12, катоды которых объединены вместе и соединены с первым выводом накопительного конденсатора. Устройство для заряда накопительного конденсатора работает следующим образом. В момент разряда накопительного конденсатора Ц напряжение на нем снижается до минимального допустимого уровняi и практически все на-. пряжения источника постоянного напряжения приложено к выводам постоянного тока инвертора 2 тока. При неизменной величине тока инвертора тока 2 увеличивается мошность, подводимая к накопительному конденсатору Ц через выпрямитель 6, В этом режиме управяемые вентили 12 открыты. Напряжение на выпрямителе мало, и вентили П закрыты. По мере заряда накопительного конденсатора уменьшается напряжение, подводимое к инвертору тока и уменьшается мощность, пере- , даваемая через инвертор тока и выпрямитель к накопительному конденсатору. Одновременно с увеличением напряжения на накрпитэльном конденсаторе увеличивается мо1 ность, подводимая непосредственно от источника 1 постоянного напряжения. В начальные моменты процесса заряда энергия к накопитальному 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 кон- . денсаторе, близких к максимальным, энергия подводится в основном через цепь постоянного тока. В процессе заряда накопительного конденсатора

загрузка инвертора 2 тока меняется от максимальной до минимальной.

В режимах, в которых напряжение на накопительном конденсаторе после разряда на импульсную нагрузку снижается до значений меньших, чем допустимое по условиям загрузки инвертора 2 тока, управляемые вентили 12 закрыты, и инвертор работает через вентили 11 на источник 1 постоянного напряжения. Накопительный конденсатор заряжается только по цепи постоянного тока. После увеличения напряжения на накопительном конденсаторе Ц до допустимого для нормйльной работы инвертора тока уровня открываются управляемые вентили 12, и устройство работает в обычном режи ме.

В нормальных режимах процесс заряда накопительного конденсатора в описанном устройстве близок по характеру к процессу заряда накопительного конденсатора через Переменное регулируемое сопротивление. Если . частота инвертора тока превосходит частоту заряда накопительного конденсатора в 30-50 раз, а схема инвертора эквивалентна шестифазной схеме, то стабилизация мощности обеспечивается с точностью до О,05-011 от величины средней мощности в режимах, в которых напряжение на накопительном конденсаторе после заряда не падает ниже допустимого уров7 ня. При разряде накопительного конденсатора ниже допустимого уровня обеспечивается надежная работа вентилей инвертора тока и, следовательно, всего устройства. Так при малой начальной величине напряжение накопительного конденсатора меняется с большей с оростью, то интервал, во время которого энергия от инвертора отводится к источнику питания, имеет малую продолжительность, и поэтому этот режим не оказывает влияния на процесс стабилизации мощности.

Формула изобретения

Устройство для заряда накопительного конденсатора, содержащее источник постоянного напряжения, накопительный конденсатор, импульсную нагрузку, подключенную параллельно накопительному конденсатору, и регулятор, который состоит из инвертора тока с коммутирующими конденсаторами, трансформатора, первого дросселя, выпрямителя и второго дросселя, инвертор тока включен последовательно с вторым дросселем

между положительной шиной источника постоянного напряжения и первой обкладкой накопительного конденсатора, а отрицательная шина источника постоянного напряжения и вторая обкладка накопительного конденсатора объединены, выводы переменного тока выпрямителя через первый дроссель и трансформатор соединены с выводами переменного тока инвертора тока,

отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, отрицательный вывод выпрямителя через дополнительно введенный третий дроссель подключен к второй обкладке накопительного конденсатора, положительный вывод выпрямителя подключен к положительной шине источника питания, а к выводам переменного тока выпрямителя подключены

дополнительно введенные управляемые вентили, катоды которых объединены и соединены с первой обкладкой накопительного конденсатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

j: