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

(5) УСТРОЙСТВО для ЗАРЯДА НАКОПИТЕЛЬНОГО

1 . .

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для питания генераторов мощных импульсов, газоразрядных ламп и других устройств.

Известно устройство для заряда накопительного конденсатора, содержащее силовой трансформатор, выпрямитель, подключенный через зарядный тиристор к накопительному конденсатору, блок коммутации, управляющий вход которого подключен к резистивному делителю напряжения накопительного конденсатора 1 .

Недостатком этого устройства является его низкая точность.

Известно устройство для заряда накопительного конденсатора, содержащее трехфазный силовой трансформатор, вторичные обмотки которого соединены звездой и через выпрямител( подключены к первым выводам накопительного конденсатора и разрядного элемента, вторые выводы которых соединены с КОНДЕНСАТОРА

общей ШИНОЙ, а управляющий вход разрядного элемента соединен с первым выходом формирователя запускающих импульсов, вход которого соединен с шиной запускающего сигнала, а второй выход соединен через элемент задержки с первым входом триггера, второй вход которого соединен с выходом порогового элемента, вход которого соединен с первым выводом накопительно10го конденсатора и с первым управляющим входом генератора фазосдвигающих синхроимпульсов, второй управляющий вход которого соединен с выходом триггера, силовые входы соединены с

15 соответствующими фазными шинами и первыми выводами первичных обмоток силового трансформатора, включенных через ключи в треугольник, а ;оответствуЮщие выходы соединены с уп20равляющими входами ключей, каждый из которых состоит из двух тиристоров, управляющие выводы которых соединены с управляющими входами ключей, a катод первого тиристора соединен с анодом второго тиристора и с соответствующей фазной шиной С2. Недостатком этого устройства также является низкая точность. Цель изобретения - повышение точности. Поставленная цель достигается тем что в устройство, содержащее трехфазный силовой трансформатор, вторичные обмотки которого соединены звездой и через выпрямитель подключены к первому выводу накопительного конденсатора и разрядного элемента, вторые выводы которых соединены с об щей шиной, а управляющий вход разряд ного элемента соединен с первым выходом формирователя запускающих импульсов, вход которого соединен с ши ной запускающего сигнала, а второй выход соединен- через элемент задержк с первым входом триггера, второй вхо которого соединен с выходом порогового элемента, вход которого соединен с первым выводом накопительного конденсатора и с первым управляющим входом гене ратора фазосдвигающих син хроимпульсов, второй управляющий вхо которого соединен с выходом- триггера силовые входы соединены с соответствующими фазными шинами и первыми выводами первичных обмоток силового трансформатора, включенных через клю чи в треугольник, а соответствующие выходы соединены с управляющими входами трех ключей, каждый из которых, состоит из двух тиристоров, управляющие выводы которых соединены с уп равляющими входами устройства, а катод первого тиристора соединен с ано дом второго тиристора и с соответствующей фазной шиной, введены формирователь стоп-импульсов, импульсный трансформатор с одной первичной и тремя вторичными обмотками и в каждый ключ введена последовательная RC-цёпочка, причем вход формирователя стоп-импульсов соединен с выходом порогового элемента, а выходные выводы подключены к выводам первичной обмотки импульсного трансформатора, средние выводы вторичных обмоток импульсного трансформатора соединены с вторыми выводами соответствующих первичньЛ обмоток силового трансформатора включая их по схеме треугольника,и через последовательные RC-цепочки с силовыми входами соответствующих ключей , анод первого тиристора каждого ключа соединен с концом соответствующей вторичной обмотки импульсного трансформатора, начало которой соединено с катодом второго тиристора этого же ключа. На чертеже представлена,блок-схема устройства для заряда накопителных конденсаторов. Устройство для заряда накопительного конденсатора содержит трехфазный силовой трансформатор 1, вторичные обмотки 2 которого соединены звездой и через выпрямитель 3 подключены к первым выводам накопительного конденсатора k и разрядного элемента 5, вторые выводы которых соединены с общей шиной, а управляющий вход элемента 5 соединен с первым выходом формирователя 6 запускающих импульсов, вход которого соединен с шиной 7 запускающего сигнала, а второй выход соединен через элемент 8 задержки с первым входом триггера 9, второй вход которого соединен с выходом порогового элемента 10, вход которого соединен с первым выводом накопиГельного конденсатора и с первым управляющим входом генератора 11 фазосдвигающих синхроимпульсов, второй управляющий вход которого соединен с выходом триггера Э, силовые .входы соединены с соответствующими фазным шинами 12 и первыми выводами первичных обмоток 13 силового трансформатора, включенных через ключи Ik в треугольник, а соответствующие выходы соединены с управляющими входами ключей 14, каждый из которых состоит из тиристоров 15, 16, управляющие выводы которых соединены с управляющими входами ключей 1, а катод тиристора 15 соединен с анодом тиристора 16 и с соответствующей фазной шиной 12, вход формирователя 17 стоп-импульсов соединен с выходом порогового элемента 10, а выходные выводы подключены к выводам первичной обмотки 18 импульсного трансформатора 19, средние выводы вторичных обмоток 20 импульсного трансформатора 19 соединены с соответствующими вторыми выводами обмоток 13 и через последовательные RC-цепочки 21 с соответствующими шинами 12, анод тиристора 15 каждого ключа соединен с концом соответствующей обмотки 20, начало которой соединено с катодом тиристора 16. Устройство работает следующим образом. Вначале при подаче на шины 12 переменного напряжения тиристоры 15 и 16 ключей k закрыты и ток через о мотки 13 не проходит. При этом производится синхронный с началом полупериодов напряжения на шинах 12 запуск генератора 11, с выходов которого на управляющие электроды тиристоров 15 и 1б подаются управляющие импульсы, под влиянием которых тиристоры поочередно открываются (в за висимости от полярности приложенного к ним сетевого напряжения). Через обмотки силового трансформатора 1 проходит ток, который после выпрямле ния производит заряд накопител1 ного конденсатора k. В начальный момент цикла заряда при отсутствии напряжения на конденсаторе фаза поджига тиристоров 15, 16 максимально удалена от начала полупериода сетевого напряжения. Поэтому заряд начинается с минимальног напряжения на первичной обмотке сило вого трансформатора 1. По мере заряда конденсатора k под влиянием роста напряжения на нем фаза открывания тиристоров смещается к началу полупериода сетевого напряжения, обеспечивая постепенный заряд конденсатора 4. В момент, когда напряжение заряда достигнет необходимого уровня, срабатывает элемент 10, в результате чего триггер 9 срабатывает второй вход генератора 11 подается потенциальный сигнал, запрещающий работу генератора 11. В результате тиристоры 15 и 16 закрываются и дальнейший заряд конденсатора k прекращается. Повторный цикл заряда может начаться после включения с помощью выходного импульса формирователя 6 разрядного элемента 5 и разряда конденсатора k. При этом задержанный с помощью элемента 8 импульс формирователя 6 переводит триггер 9 в исходное состояние и генератор 11 импульсов поджига тиристоров 15 и 16 получает разрешение на работу. Отличительной особенностью предлагаемого устройства является наличие в нем быстродействующего отключения тиристоров 15 1б. Поскольку для получения быстродействующего отключения указанных тиристоров только одного прекращения генерации импульсов в генераторе 11 недостаточно, так как при открывании тиристора, например. в начале положительного полупериода сетевого напряжения тиристор сможет закрыться только после окончания полупериода сетевого напряжения, и это приводит к дополнительному (уже после сигнала на отключение) подзаряда конденсатора 4, т.е. к неточности установления требуемого напряжения заряда накопительного конденсатора (особенно это проявляется в случае, когда частота циклов заряда достаточно соизмерима с частотой питающей сети.). Генератор 11 запускается импульсом элемента Э, срабатывающего в момент окончания заряда конденсатора . Генератор 11 через импульсный трансформатор 19 выдает на электроды открытых тиристоров 15, 16 достаточно мощный короткий импульс тока, превышающий по амплитуде максимальный рабочий ток открытого тиристора и обратный по направлению. В результате тиристоры закрываются еще до окончания положительного полупериода сетевого напряжения и ток заряда конденсатора k мгновенно прекращается, что обеспечивает высокую точность установления необходимого напряжения на конденсаторе 4. Формула изобретения Устройство для заряда накопительного конденсатора, содержащее трехфазный силовой трансформатор, вторичные обмотки которого соединены звездой и через выпрямитель подключены к первому выводу накопительного конденсатора и разрядного элемента, вторые выводы которых соединены с общей шиной, а управляющий вход разрядного элемента соединен с первым выходом формирователя запускающих импульсов, вход которого соединен с шиной запускающего сигнала, а второй выход соединен через элемент задержки с первым входом триггера, второй вход которого соединен с выходом порогового элемента, вход которого соединен с первым выводом накопительного конденсатора и с первым управляющим входом генератора фазосдвигающих синхроимпульсов, второй управляющий вход которого соединен с выходом триггера, силовые входы соединены с соответствующими фазными шинами и первыми выводами первичных обмоток силового

трансформатора, включенных через ключи в треугольник, а соответствующие выходы соединены с управляющими входами ключей,-каждый изкоторых со-, стоит из двух тиристоров, управляющие выводы которых соединены с управляющими входами устройства, а катод первого тиристора соединен с анодом второго тиристора и с соответствующей . фазной шиной, от л и чающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены формирователь стопимпульсов, импульсный трансформатор с одной первичной и тремя вторичными обмотками и в каждый ключ сведена последовательная RC-цепочка, причем вход формирователя стоп-импульсов соединен с выходом порогового элемента, а выходные выводы подключены к выводам первичной обмотки импульсного

трансформатора, средние выводы вторичных обмоток импульсного трансформатора соединены с вторыми выводами соответствующих первичных обмоток силового трансформатора, включая их по схеме треугольника, и через последовательные RC-цепочки с силовыми входами соответствующих ключей, анод первого тиристора каждого ключа соединен с концом соответствующей вторичной обмотки импульсного трансформатора, начало которой соединено с катодом второго тиристора этого «е ключа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

№ 495761, кл. Н 03 К 3/53, 11.07.74.

2.Приборы и техника эксперимента, 1972, № 5, с. 153.