Стабилизированный импульсный источник питания — SU 1330729 (original) (raw)
Д 11 э;.-1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Московский энергетический институт и Институт высоких температурАН СССР(56) Патент США Мф 4034222,кл. Н 02 М 2/00, 1978.Авторское свидетельство СССРР 510773, кл, Н 03 С 11/00, 1973.(54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ИМПУЛЬСНЫЙИСТОЧНИК ПИТАНИЯ(57) Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к созданиювысоковольтных импульсных источниковпитания, работающих от индуктивногонакопителя энергии. Цель изобретения - повышение коэффициента использования индуктивного накопителя и уменьшение массогабаритных показателей. В источнике питания, содержащемисточник 1 постоянного тока, переключатель 2, индуктивный накопитель 3,нагрузку 4, трансформаторы 5 тока,конденсаторы 6, первый диод 7, длядостижения цели индуктивный накопитель выполнен многоступенчатым. Кроме того, источник содержит датчик 10напряжения, элемент 11 сравнения,формирователь 12 импульсов с управляющими входами ключей 8. Существенный выигрыш устройства достигаетсяза счет отсутствия в предлагаемом источнике конденсаторов и индуктивности выходного С.-С-фильтра. Конденсаторы, обеспечиваюп(ие искусственную коммутацию тиристоров предлагаемой схемы, имеют габариты и массузначительно меньшие по сравнению сконденсаторами выходного фильтра прототипа 1 ил..Цель изобретения - повышение коэффициента использования энергии индуктивного накопителя и уменьшение массогабаритных показателей. 10На чертеже представлена электрическая принципиальная схема устройства.Стабилизированный импульсный источник питания содержит источник 1 посто янного тока, который через переключатель 2 подсоединен к индуктивномунакопителю 3, вход переключателя 2соединен с первым выводом нагрузки 4,трансформаторы 5 тока, конденсаторы б, первый диод 7,Индуктивный накопитель выполненмногоступенчатым, последняя высшаяступень его соединена через последовательно соединенные анод-катод ключа 8 (выполненного на тиристоре) ипервичную обмотку трансформатора 5тока с вторым выводом нагрузки 4,каждая более низшая ступень индуктивного накопителя 3 соединена через последовательно соединенные анод-катодключа 8, конденсатор 6, юунтированный переходом анод-катод первого диода 7 и последовательной цепью вторичной обмотки трансформатора 5 тока свключенным в том же направлении, чтои первый, вторым диодом 9, первичнуюобмотку предыдущей более низшей ступени трансформатора 5 тока с вторымвыводом нагрузки 4, которая подключена через последовательно соединенныедатчик 10 напряжения, элемент 11сравнения и формирователь 12 импульсов с управляющими входами ключей 8.Устройство работает следующим образом.Индуктивный накопитель предварительно заряжается от источника 1 постоянного тока. При разрыве цепи источник 1 постоянного тока - индуктив 50ный накопитель 3 с помощью переключателя 2 и включении ключа 8-1 ток индуктивного накопителя 3 проходит через нагрузку 4, При этом через трансформатор 5-1 тока и второй диод 9-155заряжается конденсатор 6-1,При уменьшении тока нагрузки 4 дозаданного значения сигнал, пропорциональный току нагрузки 4 с выхода дат 92чика 10 напряжения, сравнивается с током уставки на элементе 11 сравнения. При этом выходной сигнал его поступает в формирователь 12 импульсов, который подает импульс управления на включение ключа 8-2 более низшейступени, при включении которого конденсатор 6-1 разряжается через контур тиристор 8-1 - обмотка А-В - тиристор 8-2 - конденсатор 6-1. Ток в тиристоре 8-1 уменьшается до О, и при этом происходит запирание этого тиристора, В течение интервала времени, когда ток этого тиристора 8-1 быстро уменьшается, происходит передача электромагнитной энергии из контура обмотки индуктивного накопителя энергии между точками А и В в контур остальной части обмотки между точками В-Е. При этом ток в обмотке В-Е возрастает. После того, как тиристор 8-1запирается, ток индуктивного накопителя поступает в нагрузку через тиристор 8-2, диод 7-1 и первичную обмотку трансформатора 5-2 тока, При этом заряжается через второй диод 9- 2 конденсатор 6-2. После снижения тока в нагрузке 4 до заданного значения открывается тиристор 8-и. При этом конденсатор 6-2 разряжается через контур: тиристор 8-и - обмотка В-С - тиристор 8-2 - конденсатор 6- 1 - конденсатор 6-2. При уменьшении тока в тиристоре 8-2 до нуля происходит запирание этого тиристора. Электромагнитная энергия части обмотки ВС при уменьшении в ней тока передается в обмотку С-Е индуктивного накопителя. Ток в обмотке С-Е при этом увеличивается. Аналогичным образом после уменьшения тока нагрузки до заданного значения включается тиристор 8-(и+1), при включении которого происходит разряд конденсатора б-и, предварительно заряженного от вторичной обмотки трансформатора 5-и тока через второй диод 6-и и запирание тиристора 8-и, Ток в нагрузку 4 после запирания тиристора 8-и поступает через тиристор 8-(и+1) и первый диод 7-и, шунтирующий конденсатор б-и, При последовательном, поочередном включении тиристорных ключей 8-1, 8-2 8-(и+ 1) в моменты времени, соответствующие уменьшению тока нагрузки 4 до заданного значения, происходит возрастание тока нагрузки в течение интервалов времени, соответствующих1330729 спаду тока в отключаемых частяхобмотки индуктивного накопите -ля 3. Составитель В.ЧижиковРедактор Н,Киштулинец Техред И.Верес Корректор А.Тяско Заказ 3591/55 Тираж 901 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4 По сравнению с прототипом предла 5 гаемый источник обладает рядом преимуществ. Если принять одинаковой начальную энергию индуктивных накопителей энергии предлагаемого источника энергии и прототипа и допустить энергии накопителей, остающиеся неиспользованными, равными 257. начальной энергии, то начальный ток накопителя 3 прототипа в 2 раза больше тока нагрузки. В предлагаемом источнике ток накопителя 3 и ток нагрузки 4 равны друг другу, При равной амплитуде пульсаций выходного напряжения тиристорные ключи предлагаемого источника имеют массогабаритные показатели примерно в 1,5 раза меньше по сравнению с прототипом. Кроме того, существенный выигрьпп достигается за счет отсутствия в предлагаемом источ 5 нике конденсаторов и индуктивности выходного С-Е-С фильтра. Конденсаторы, обеспечивающие икусственную коммутацию тиристоров предлагаемой схемы, имеют габариты и массу значительно меньшие по сравнению с конденсаторами выходного фильтра прототипа, которые для источников мощностью порядка 100 10 Вт в импульсе имеют6массу в несколько сотен килограмм. Формула изобретенияСтабилизированный импульсный источник питания, содержащий источник постоянного тока, который через выключатель подсоединен к индуктивному накопителю, вход ключа соединен с первым выводом нагрузки, трансформаторы тока, конденсаторы, первый диод, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппения коэффициента использования энергии индуктивного накопителя и уменьшения массогабаритных показателей, в нем индуктивный накопитель выполнен многоступенчатым, последняя высшая ступень его соединена через последовательно соединенные анод-катод ключа и первичную обмотку трансформатора тока с вторым выводом нагрузки, каждая более низшая ступень индуктивного накопителя соединена через последовательно соединенные анод- катод соответствующего ключа, конденсатор, шунтированный переходом анод- катод первого диода и последовательной цепью вторичной обмотки трансформатора тока с включенным в том же направлении, что и первый, вторым диодом, первичную обмотку трансформатора тока предыдущей более низшей ступени с вторым выводом нагрузки, которая подключена через последовательно соединенные датчик напряжения, эле" мент сравнения и формирователь импульсов с управляющим входом ключей.