Устройство для заряда батареи накопительных конденсаторов Советский патент 1982 года по МПК H05B41/30 H03K3/53 

Изобретение относится к области импульсной техники и может быть использовано для заряда накопительных конденсаторов в Устройствах, питающих лампы накачки лазеров.

Известно устройство для з.аряда накопительного конденсатора, содержащее трансформатор, выпрямитель с умножением напряжения, накопительный конденсатор, делитель напряжения сравнивающее устройство, триггер, генератор тактовых импульсов, реле управления. Выпрямитель подключен к вторичной обмотке трансформатора и содержит тиристор, посредством которого осуществляется управление зарядом« К выходу выпрямителя подключены параллельно накопительный конденсатор и делитель напряжения. Выход делителя через сравниваюtojse устройство соединен с одним входом триггера, другой вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а выход триггера через реле управления подключен к,управляющему электроду тиристора 1J.

Это зарядное устройство имеет низкий КПД из-за того, что первичная обмотка трансформатора ,постоянйо подключена к источнику питания.

Известно также зарядное устройство, содержащее трансформатор, выпрямитель, батарею накопительных конденсаторов, управляеквлй коммутатор, индуктивный накопитель, причем вход выпрямителя соединен с вторичной обмоткой трансформатора, последовательно соединенные коммутатор и индуктивный накопитель под10ключены к выходу выпрямителя и параллельно батарее накопительных конденсаторов t - }.

Однако и это зар5шное устройство имеет низкий КПД потерь мощ-

15 ности в первичной обмотке трансформатора, постоянно подключенной к источнику питания.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является

20 устройство для з-аряда накопительных конденсаторов, содержащее зарядный коммутатор, трансформатор, выпрямитель, делитель напряжения, накопительный конденсатор, форкшрователь, 25 схему совпгшений, расширитель, генератор тактовых импульсов, триг-г гер, сравнивающее устройство и электронное реле. Зарядный коммутатор, состоящий из двух тиристоров, включенных встречно-параллельно, соединен

30

последовательно с первичной обмэткой трансформатора, к вторичной обмотке которого через выпрямитель поключен накопительный конденсатор .и делитель напряжения. Выход делителя через сравнивающее устройство, на которое подается опорное напряжение, соединен с одним входом триггера, другой вход триггера соединен с выходом схемы совпадения, а его выход электрически связан через электронное реле с управляющими электродами зарядного коммутатора. Первый вход схемы совпадения, соединен с выходом формирователя, синхронизированного напряжением источника питания, а другой ее вход через расширитель связан с генератором тактовых импульсов 31.

Недостатком данного устройства является потеря мощности из-за подмагничивания сердечника трансформатора в начале зарядного цикла, если в предыдущем цикле заряда последняя полуволна переменного напряжения приложенного к первичной обмотке трансформатора, имела положительную полярность, поскольку цикл заряда всегда начинается с полуволНЕЛ положительной полярности. Потери мощности из-за подмагничивания сердечника трансформатора обуславливают сравнительно низкий КПД устрой-. ства.

Цель изобретения - повышение КПД

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для заряда бата:реи накопительных конденсаторов содержащее зарядный кбммутатор, состоящий из двух тиристоров,. включенных встречно-параллельно, один вывод которого подключен к первой вхоной клемме, а другой через первичну обмотку трансформатора - к второй входной клемме, выпрямитель, вход которого соединен с вторичной обмоткой трансформатора, а выход - с/ батареей накопительных конденсаторо и шунтирующим ее делителем напряжения, выход которого связан с одним входом Сравнивающего устройства, а к другому входу подключен источник опорного напряжения, первый формирователь, вход которого соединен с первой клеммой, электронное реле, два выхода которого соединены с управляющими электродами зарядного коммутатора, а также первую схему совпадения, выход которой соединен с первым входом триггера, и расширитель, дополнительно введены распределитель, вторая схема совпадения и второй формирователь, причём вход распределителя соединен с выходом первого- формирователя, ег выходы - соответственно с первыми входами первой и второй схеккл совпадения, вторые входы которьк объединены между собой и выходом сравнивающего устройства, а выход второй схемы совпадения соединен с вторым входом триггера, выхрд которого через соединенные последовательно второй формирователь и расширитель связан с входом электронного, реле.

На фиг. 1 приведена схема устройства для заряда батареи накопительных конденсаторов; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство для заряда содержит зарядный коммутатор 1, один вывод которого подключен к пер1вой входной клемме, а другой через первичную обмотку трансформатора 2 - к второй входной клемме, выпрямитель 3, вход которого соединен с вторичной обмоткой трансформатора 2, а выход - с батареей накопительных конденсато- . ов 4 и шунтирующим ее делителем 5 напряжения. Выход делителя 5 напряжения связан с одним входом сравнивающего устройства 6, к другому его входу подключен источник опорного напряжения. Первая входная клемма напряжения питания соединена с входом первого формирователя 7. К управляющим входам зарядного коммутатора 1 подключены, соответственно выходы электронного реле 8. йлход , первого формирователя 7 соединен с входом распределителя 9, выходы которого подключены соответственно к первым входам первой 10 и второй 11 схем совпадения. Вторые выходы первой 10 и второй 11 схем совпадения объединены между собой и выходом сравнивающего устройства 6. Выходы первой 10 И второй 11 схем совпадения электрически связаны с входами триггера 12. Выход триггера 12 через соединенные последовтельно второй формирователь 13 и расширитель 14 соединен с входом электронного реле 8.

Устройство для заряда батареи накопительных конденсаторов работает следующим образом.

i При наличии на одном входе сравнивающего устройства 6 опорного напряжения, и при отсутствии на его другом входе напряжения с выхода делителя 5, напряжения, пропорционального зарядному напряжению батареи конденсаторов 4, сравнивающее устройство б подает на вторые входы перюй 10 и второй 11 схем совпадения сигнал (фиг. 23). На первую и вторую входные кле,ммы устройства подается переменное напряжение питания (фиг. 2Q), Это же напряжение подается на вход .первого формирователя 7, который формирует последовательность импульсов, соответствующих нулевым значениям переменного напряжения питания (фиг. 2 ),

Распределитель-9 .разделяет эту последовательность на последовательность нечетных импульсов, соответствующих отрицательным полуволнам напряжения питания (фиг. 2 ), которая поступает на первый вход схемы 10 совпадения, и последовательность четных импульсов, соответствукицих положительным полуволнам напряжения питания (фиг. 2 ), которая поступает на первьй вход второй схеMtu 11 совпадения.

При наличии на вторых входах схем 10 и 11 совпадения сигнала от сравнивающего устройства б (фиг. 2Э появление которого определяет начало зарядного цикла, а пропадание, конец зарядного цикла, импульсы с выходов схем 10 и 11 совпадения (фиг. ,ж) проходят на входы триг:гера 12. Триггер.12 формирует им- . пульсы (фиг. 29), йередние фронты кторых совпадают с.импульсами нечетной последовательности, а задние с импульсагш четной последовательности. Второй формирователь 13 фррмирует и подает на расширитель 14 , „импульсы (фиг. 21(-), соответствующие передним и задним фронтги« выходных импульсов триггера 12. расширитель 14 увеличивает их по длительности (фиг. 2к)-/ а электронное реле подает их поочередно на входы зарядного коммутатора 1. Зарядный коммутатор 1 при подаче на него импульсов подключает переменное напряжение питания (фиг. 2 ) к первичнойобмотке трансформатора 2, при этом происходит заряд батареи конденсаторов (фиг. 2 АЛ).

в зависимости от момента, в который, закончился заряд батареи конденсаторов и отключился выходной сигнал, сравнивающего устройства б, триггер 12 остается в том устойчивом положении, в которое его привел последний входной импульс нечетной или четной последовательности, соответствующий положительной или отрицательной полуволне напряжения питания. Если последний импульс принадлежал нечетной последовател| ности, то изменить состояние триггера независимо от времени последующей подачи сигнала от сравнивающего устройства 6 может только импульс, принадлежащий к четной последовательности, а это значит, что если,заряд батареи конденсатора закончился, когда через зарядный коммутатор 1 к первичной обмотке трансформатора была приложена отрицательная полувона напряжения, то последующий цикл заряда будет всегда начинаться с положительной полуволны и наоборот.

Таким образом, исключается подмагни ивание трансформатора в начале зарядщого цикла, что уменьшает потери мощности в нем и, следовательно, увеличивает КПД устройства в целом.

Если в ожидании разряда зарядное напряжение батареи коадэнсато ров уменьшается за счет токов утечки по сравнению с уровнем, задань;лм

o пороговым напряжением, то на выходе сравниваницего устройства появляется сигнал, который обеспечивает подзаряд батареи до нужного уровня.

Формула изобретения

5 Уст ойство для заряда батареи накопительных конденсаторов, содержащее зарядный коммутатор, состоя- щий из двух тиристоров, включенных встречно-параллельно, О}щн вывод ко0торого подключен к первой входной клемме, а другой через первичную обмотку трансформатора - к второй входной клемме, выпрямитель, вход которого соединен с вторичной обмот5кой трансформатора, а выход - с батареей накопительных конденсаторов и шунтирующим ее делителем напряжения, выход которого связан с одним входом сравнивающего устройства, а к дру0гому входу подключен источник опорного напряжения, первый формирователь, вход которого соединен с первой входной клеммой, электронное реле , два выхода которого соединены с

5 управляквдими электродами зарядного коммутатора, а также первую схему . совпадения, выход которой соединен с первым входом триггера, и расширитель, отл и Дающееся тем, что, с целью повышения его КПД путем

0 устранения подмагничивания сердечника трансформатора, в него допол;нительно введены распределитель, вторая схема совпадения и второй формирователь, причем вход распре5делителя соединен с выходом первого формирователя, его выходы - соответственно с первыми входами первой и второй схем совпадения, вторые входы которых объединены между

0 собой и выходом сравнивающего устройства, а выход второй схемы совпадения соединен с вторым входом триггера, выход которого через соединенные последовательно второй форми5рователь и расширитель соединен с входом электронного реле.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

0 379956, кл. Н 02 М 7/12, 1973.

2.Авторское свидетельство СССР 538627, кл. Н 05В 41/30, 1978.

3.Авторское свидетельство СССР 336779, кл. Н 03 К 3/282, 1972 (прототип).

5