Устройство для зарядки накопительного конденсатора — SU 1765881 (original) (raw)
СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 8 9) 1)5 Н 03 КЗ/5 ОСУДАР СТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВТО МУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) УСТР ТЕЛЬНО (57) Изоб ке. Цель стабилиз копител содержи ния, дио конденса ры 6,10 буферны гласующ нический инс в и Ю.В.Голи(56) Авторское свидетельст М 1277358, кл. Н.ОЗ Н 3/59Маршан И,С. Импуль света, М.: Энергия, 1978, с 1987.ные источник55. Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для питания импульсных газоразряднь 1 х ламп и других потребителей импульсной мощно- сти Известно устроиство для зарядки накопительного, конденсатора, содержащее источник постоянного напряжения, токоограничивающий элемент, между выводом которого и отрицательным выводом источни-.ка напряжения включена последовательная цепь из дросселя с выведенной средней точкой, тиристора и конденсатора, параллельно которому включена нагрузка, содержащая коммутатор, дополнительный конденсатор, положительная обкладка которого подсоединена к выводу средней точки дросселя, а отрицательная - через дополнительный диод, включенный в обратном направлении и зашунтированный дополнительным тиристором, подключена к отрицательному выводу источника напряжения.Недостатком этого устройства является зависимость частоты следования разрядных импульсов от параметров элементов зарядногоконтура. ОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДКИ НАКОПИГО КОНДЕНСАТОРАретение относится к электротехниизобретения - повышение точности ации выходного напряжения наьного. конденсатора. Устройство т источник 1 постоянного напряжеды 4, 9, 12, 14, 18, накопительный тор 8, дроссели 5, 11, 15, тиристо- , 16, дозирующий конденсатор 7, й конденсатор 3, повышающий соий трансформатор 13. 3 ил,Известен также источник питания электроразрядных импульсных лазеров, содержащий источник постоянного напряжения, подключенный к нему параллельно буферный конденсатор, дроссель-трансформатор с двумя встречно-включенными обмотками, причем начало первичной и конец вторичной обмоток соединены в общую точку с положительной клеммой источника напряжения, зарядный диод, анод которого соединен с концом первичной обмотки дроссель-трансформатора, а катод - с обкладкой накопительного конденсатора, другая обкладка которого соединена с общей шиной источника напряжения, первый тиристор, соединенйый катодом с началом вторичной обмотки дроссель-трансформатора, а анодом - с общей шиной источника напряжения, параллельно накопительному конденсатору включены последовательно соединенные второй тиристор и первичная обмотка выходного импульсного трансформатора, вторичная обмотка которого соединена с нагрузкой.Однако известное устройство не обеспечивает стабилизацию выходного напря1765881 Сдоз Одоз Сн О + Ь О СнО2 2 24 где Сдоз - величина емкости дозирующего конденсатора;Сн - величина емкости накопительного конденсатора;О - напряжение накопительного конденсатора в начале интервала зарядки;Ь О - приращение напряжения накопи тельного конденсатора на интервале зарядки.гПреобразуя (1) и пренебрегая величи ной ЛО ввиду малости большего порядка, получим относительную величину приращения напряжения накопительного конденсатора на интервале зарядки 2) жения источника питания в диапазоне 0 ОвыхОсети иэ-за резонансного заряда накопительного конденсатора.Этого недостатка в известной мере лишено устройство для зарядки накопительного конденсатора, выбранное в качестве прототипа, содержащее источник постоянного напряжения, первый диод, анод которого через первый дроссель соединен с положительной клеммой источника напряжения, а катод соединен с анодом первого тиристора и одной из обкладок дозирующего конденсатора, другая обкладка которого соединена с общей шиной источника напряжения, накопительный конденсатор, одна из обкладок которого через второй дроссель соединена с катодом первого тиристора и катодом второго диода, анод которого и другая обкладка накопительного конденсатора соединены с общей шиной источника наи ряже н ия.Недостатком известного устройства является невысокая точность стабилизации выходного напряжения накопительного конденсатора.Действительно, выходное напряжение Озых в известном устройстве изменяется дискретно при передаче энергии дозирующего конденсатора в накопительный.Уравнение энергетического балланса при полной передаче энергии дозирующего конденсатора в накопительный конденса Одозтор (ОВых2 где Одоз напряжение зарядки дозирующего конденсатора), запишется следующим образом;-1 Сдоз Одоз Из полученного выражения (2) видно,что относительное приращение напряжения накопительного конденсатора, а следовательно и точность зарядки зависит от 5 уровня выходного напряжения.Целью изобретения является повышение точности стабилизации выходного напряжения накопительного конденсатора.Цель достигается тем, что в устройство 10 для зарядки накопительного конденсатора,содержащее источник постоянного напряжения, первый диод, анод которого через первый дроссель соединен с положительной клеммой источника напряжения, а ка тод соединен с анодом первого тиристора иодной из обкладок дозирующего конденсатора, другая обкладка которого соединена с общей шиной источника напряжения, накопительный конденсатор, одна из обкла док которого через второй дроссельсоединена с катодом первого тиристора и катодом второго диода, анод которого и другая обкладка накопительного конденсатора соединены с общей шиной источни ка напряжения, введены третий диод,включенный согласно между вторым дросселем и накопительным конденсатором, второй тиристор, анод которого соединен с анодом третьего диода, буферный конден сатор, включенный параллельно источникунапряжения, повышающий согласующий трансформатор, первичная обмотка которого одним выводом соединена с общей шиной источника напряжения и анодом 35 четвертого диода, а другим выводом черезтретий дроссель соединена с катодом четвертого диода и катодом третьего тиристора, анод которого соединен с катодом второго тиристора и одной из обкладок до полнительного конденсатора, другая обкладка которого соединена с общей шиной источника напряжения, вторичная обмотка согласующего трансформатора через пятый диод подключена параллельно буферному 5 конденсатору.Технические решения, имеющие признаки, эквивалентные отличительным признакам предлагаемого технического решения, не выявлены, Следовательно, по следнее соответствует критерию "существенные отличия".На фиг.1 приведена принципиальнаяэлектрическая схема предлагаемого устройства, На фиг,2 приведена принципиальная 55 электрическая схема генератора управляющих импульсов, На фиг.З приведены временные диаграммы работы предлагаемого устройства.Устройство содержит источник 1 постоянного напряжения, генератор 2 управляю1765881щих импульсов, буферный конденсатор 3, ного конденсатора, Выход компаратора 27 включенный параллельно источнику 1 на- соединен со свободным входом элемента пряжения, первый диод 4, анод которого И - НЕ 22 иоднимизвходовэлемента И - НЕ через первый дроссель 5 соединен с поло, выход которого соединен с входом кажжительной клеммой источника напряжения 5 дого одновибратора 29, 30, выполненных 1 , а катод соединен с анодом первого тири- аналогично оДновибратору 21. Выход одностора 6 и одной из обкладок дозирующего вибратора 29 через последовательно соедиконденсатора 7, другая обкладка которого ненные элемент И-НЕ 31 и резистор 32 соединена с общей шиной источника напря- подключен к импульсному усилителю, сожения 1, накопительный конденсатор 8, од бранному на транзисторе 33, в коллекторна из обкладок которого соединена с общей ную цепь которого включена первичная шиной источника напряжения 1, другая об- обмотка согласующего трансформатора 34, кладка накопительного конденсатора 8 со- вторичная обмотка которого через резистор единена с катодом третьего диода 9, анод 35 подключена к управляющему переходу которого соединен с анодом второго тири тиристора 10. Выход одновибратора 30 пос ора 10, а также через второй дроссель 11 ключен ко входу одновибратора 36, выполтП Д- с катодом первого тиристора 6 и катодом ненного аналогично одновибратору 21, второго диода 12, анод которого соединен с Выход одновибратора 36 через последоваобщей шиной источника напряжения 1, по- тельно соединенные элемент И-НЕ 37 и вышающий согласующий трансформатор 20 резистор 38 соединен с импульснымусили, первичная обмотка которого одним вы- телем, выполненном на транзисторе 39, в водом соединена с общей шиной источника коллекторную цепь которого включена пернапряжения 1 и анодом четвертого диода вичная обмотка согласующего трансформа , а другим выводом через третий дроссель тора 40, вторичная обмотка которого через 15 соединена с катодом четвертого диода 14 25 резистор 41 подключена к управляющему и катодом третьего тиристора 16, анод кото- переходу тиристора 16.рого соединен с катодом второго тиристора Устройство работает следующим обра и одной из обкладок дополнительного зом.конденсатора 17, другая обкладка которого При напряжении накопительного коисоединена с общей шиной источника напря денсатора 8 ОныхОзд, генератор управляжения 1, вторичная обмотка согласующего ющих импульсов 2 генерирует импульсы трансформатора 13 через пятый диод 18 управлениятиристору 6.Тиристорботпираподключена параллельно буферному кон- ется и энергия конденсатора 7 коротким имденсатору 3. пульсом токаз передается в конденсатор 8Генератор управляющих импульсов 2 35 черезтиристорб,дроссель 11,диод 9. Когда может содержать, например, релаксацион- тиристор 6 выключается, энергия, накопленный ВС-генераторнаоднопереходномтран- ная в дросселе 11, передается в конденсазисторе 19, выход которого присоединен к тор 8 по цепи: диод 12, дроссель 11, диод 9, счетному входуК-триггера 20 интегральной конденсатор 8, При передаче п-й дозы энерсхемы типа К 155 ТВ 1, инверсный выход ко ги в накопительный конденсатор 8 в момент торого поступает на вход одновибратора 21, времени 11 напряжение накопительного построенного на элементах типа К 155 ЛАЗ, конденсатора 8 становится Овых = Озд, Выход одновибратора 21 соединен с одним Выходной сигнал компаратора 27 перехоиз входов элемента И-НЕ 22, выходкоторо- дит из "1" в "0", что прекращает по ач гоч ерез резистор 23 присоединен к импуль импульсов управления тиристору 6, В этот- д чу сному усилителю, собранному на же момент времени одновибратор 29 фортранзисторе 24, в коллекторную цепь кото- мирует управляющий импульс тиристору рого включена первичная обмотка раздели, тиристор 10 отпирается и ток зарядки тельного импульсного трансформатора 25, накопительного конденсатора 8 переводится вторичная обмотка которого через резистор 50 в конденсатор 17. Таким образом энергия 26 подключена к управляющему переходу дозирующего конденсатора 7 и дросселя 11 тиристора 6. Кроме того, генератор управля- выводится в дополнительный конденсатор, ющих импульсов содержит компаратор 27 В момент времени тз, определяемый задертипа К 553 САЗ, на прямой вход которого жкой времени, обеспечиваемой одновибраподается опорное напряжение Оол, прапор тором 30, одновибратор 36 формирует циональное заданному напряжению стаби- управляющий импульс тиристору 16. Тирилизации Озад, а на инверсный вход стор 16 отпирается и вся энергия дополнипоступает аналоговый сигнал обратной свя- тельного конденсатора 17 выводится в зи по напряжению Оо, пропорциональный буферный конденсаторЗ. При снижении навыходному напряжению Ов накопитель- пряжения накопительного конденсатора 8на величину, определяемую гистерезисом компаратора 27, генератор управляющих импульсов 2 формирует управляющий импульс тиристору 6, тиристор 6 отпирается, энергия конденсатора 7 передается в конденсатор 8, Далее процессы. повторяются аналогично описанным выше, Т.о, происходит стабилизация выходного напряжения накопительного конденсатора.Точность стабилизации выходного напряжения накопительного конденсатора в предлагаемом устройстве зависит только от величины гистерезиса компаратора, что и определяет повышение точности стабилизации выходного напряжения в сравнении с прототипом.Для обеспечения описанных выше режимов работы необходимо, чтобы при включении тиристора 10 энергия конденсатора 7 и дросселя 11 полностю выводилась в конденсатор 17, Уравнение энергетического баланса в соответствии с (4) будет Сдоз Одоз22(3) где Сдоп - величина емкости дополнительного конденсатора.Из выражения (3) определяется соотношение емкостей дозирующего и дополнительного конденсаторов до доп 4 Для вывода энергии из дополнительного конденсатора в буферный конденсатор необходимо, чтобы напряжение дополнительного конденсатора, приведенное ко вторичной обмотке трансформатора 13, было больше напряжения буферного конденсатора 3.Для уменьшения пульсаций напряжения Л Обуф величина емкости буферного конденсатора выбирается в 10,20 раз больше емкости дополнительного конденсатора,приведенной к вторичной обмотке трансформатора. Формула изобретения 5 Устройство для зарядки накопительного конденсатора, содержащее источник постоянного напряжения, первый диод, анод которого через первый дроссель соединен с положительной клеммой источника посто янного напряжения, а катод - с анодом первого тиристора и одной из обкладок дозирующего конденсатора, другая обкладка которого соединена с общей шиной источника напряжения, накопительный 15 конденсатор, первый вывод второго дросселя соединен с катодом первого тиристора и катодом второгодиода, анод которого и первая обкладка накопительного конденсатора соединены с общей шиной источника напря жения,отличающееся тем,что,сцельюповышения точности стабилизации выходного напряжения накопительного конденсатора, в устройство введены третий, четвертый и пятый диоды, второй и третий 25 тиристоры, буферный и дополнительныйконденсаторы, повышающий согласующий трансформатор, третий дроссель, причем третий диод включен согласно между вторым дросселем и второй обкладкой накопи тельного конденсатора, анод второготиристора соединен с анодом третьего диода, буферный конденсатор включен параллельно источнику напряжения, первичная обмотка повышающего согласующего 35 трансформатора одним выводом соединенас общей шиной источника напряжения и анодом четвертого диода и катодом третьего тиристора, а другим выводом через третий дроссель соединена с катодом 40 четвертого диода, анод которого соединен скатодом второго тиристора и одной из обкладокдополнительного конденсатора,другая обкладка которого соединена с общей шиной источника напряжения, вторичная 45 обмотка согласующего трансформатора через пятый диод подключена параллельно буферному конденсатору.1765881 оставитель Л. Симоновахред М.Моргентал Корректор П. Гереш едактор роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Заказ 3388 Тираж ВНИИПИ Государственного ком 113035, МосПодписноеитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССРва, Ж, Раушская наб., 4/5