Пристрій заряджання накопичувального конденсатора
Винахід відноситься до імпульсної техніки і може бути використане для живлення пристроїв з імпульсним відбором потужності від мережі живлення. Метою винаходу є зменшення часу заряду накопичувального конденсатора при незмінній настановної та миттєвої споживаної потужності статичного інвертора. Пристрій зарядки накопичувального конденсатора містить статичний інвертор 1, що має позитивну, негативну і загальну клеми для з'єднання з джерелом живлення, перший індуктивно-ємнісний перетворювач (ІЕП) 2, перший трансформатор 3, перший і другий випрямлячі 4, 5, накопичувальний конденсатор 6, другий третій ІЕП 7, 8, другий, третій, четвертий трансформатори 9-11, третій і четвертий випрямлячі 12, 13, перший і другий діоди 14, 15. Введення другого і третього ІЕП, четвертого трансформатора, включеного послідовно з входом другого ІЄП, розбиття всього зарядного циклу на окремі ділянки дозволяє досягти мети винаходу. 1 з.п. ф-ли, 4 іл.
РЕСПУБЛІК (51)5 Н 02 М 7 02
Н А ВТОРСКОМУ СВІДЧЕННЯМ
ПО ВИНАХОДАМ І ВІДБУВАННЯМ
1 (21) 4318532/24-21 (22) 20.10.87 (46) 23.09.90. Бюп. 11 35 (71) Інститут фізики АН БРСР (72) В.В.Попов .і В.І.Долгов (53) 621.373(088.8) (56) Авторське свідоцтво СРСР
Р 1336177, кл. Н 02 М 7/02, 1985.
Пацевнч В.Е. Особливості заряду накопичувальних конденсаторів великої ємності постійною потужністю. - У СБ: .Вісник академії наук БРСР, сер.
Фізико-енергетичних наук, вип.2, Мінськ, 1983, с.95, рис.2. (54) ПРИСТРІЙ ЗАРЯДКИ НАКОПИЧУВАЛЬНОГО КОНДЕНСАТОРА (57) Винахід відноситься до .імпульсної техніки і може бути використане для живлення пристроїв з імпульсним відбором потужності від мережі живлення. Метою винаходу є зменшення часу зарядунакопичувач„.,SU„„159466? А 1
2 но1о конденсатора при незмінній настановної та миттєвої споживаної потужності статичного інвертора.
Пристрій зарядки накопичувального конденсатора містить статичний ін-. вертор I, що має позитивну, негативну та загальну клеми для з'єднання з джерелом живлення, перший індуктивно-ємнісний перетворювач. вач (ІЕП) 2, перший трансформатор 3, перший і другий випрямлячі
4,5, накопичувальний конденсатор 6, другий і третій ІЕП 7 і 8, третій, четвертий трансформатори 9-11, третій і чверть випрямлячі 12 і 13, перший і другий діоди 14 і 15. Введення другого і третього ІЕП, четвертого трансформатора, включеного послідовно із входом другого
ІЄП, а також розбиття всього зарядного циклу на окремі ділянки дозволяє досягти мети винаходу.
Винахід відноситься до імпульсної електротехніки і може бути використане для живлення пристроїв з імпульсним відбором потужності від мережі живлення.
Білизною винаходу є зменшення часу заряду накопичувального конденсатора при незмінній настановній та миттєвій споживаній потужності інветора.
На Фіг. 1 представлена схема пристрою зарядки накопичувального конденсатора, Фіг. 2 вЂ" тимчасові зміни амплітуд вхідних струмів індуктивно-ємнісних перетворювачів (ІЕП); на Фіг. 3 вЂ" тимчасові діаграми вихтових струмів кожного з ІЄП, на Фіг. 4 вЂ" тимчасові діаграми напруги на накопичувальному конденсаторі та на виходах ІЕП.
На Фіг. 2 позначені залежності:
I вЂ" для третього ІЕП, ІТ. вЂ" для другого ИГП, Ш вЂ" цля першого ИГП, .Т7вЂ" сумарного вхідного струму, рівного ви- 25 ходному струму статичного інвертора.
На Фіг. 3 позначені залежності: третього ІЕП (штрихпунктирною лінією показано змінувихіднсгD товЂ" ка третього ІЕП без другого і першого ІЕП), ТТ вЂ" другого ІЕП (штриховою лінією показано зміну вихідного струму другого ІЕП, якби не було третього і першого ІЕП), IIIâ€" для другого ІЕП, IV вЂ" зарядного струму при заряді постійною потужністю.
На Фіг. 4 позначені залежності:
I вЂ" на виході третього ІЄП, II вЂ" на виході другого ІЄП, III вЂ" ня виході . першого ІЕП, IV вЂ" напруги на boy»-, 4g денсаторі при заряді пропонованим пристроєм, U вЂ" при заряді постійною потужністю.
Пристрій містить статичний інвертор 1, що має позитивну, негативну 45 і загальну клеми pJIEI co єднання з джерелом живлення, виходом підключений через перший ІЕП 2 до первинної обмотки. першого трансформатора 3, перший 4 і другий 5 випрямлячі, накопичувальний конденсатор б, другий 7 і третій 8 ІЄП, другий - четвертий трансформатори 9-11, третій 12 і четвертий 13 випрямлячі, перший 14 і другий 15 діоди, при цьому ІЕП 7 і четвертий трансформатор 11, з'єднані послідовно, підключені до виходу статичного інвертрра 1 і входу третього ІЄП 8, до виходів другого та третього ІЄП 7 і
8 підключені первинні обмотки соот. ветственно другого 9 і третього 10 трансформаторів, вторинні обмотки трансформаторів 3,9 і 10 підключені відповідно до першого, другого і третього випрямлячів, виходи яких, з'єднані послідовно, підключені паралельно накопичувальному конденсатору 6, при цьому паралельно виходів першого і другого другий діоди 15, а вторинна обмотка четвертого трансформатора 11 через четвертий випрямляч 13 підключена паралельно конденсатору б, ИЕП містить два дроселя, включені між входом і виходом і з'єднані послідовно, а точка їх з'єднання через конденсаторпідключена до загальної клеми, при цьому конденсатор першого 2і третього 8 ІЄП утворений двома послідовно з'єднаними конденсаторами, включеними послідовно, а точки їх з'єднання підключені до першого 16 і другого блоків 17 вихідної напруги ІЕП, що містять розв'язував дросель 18 і додаткові діоди
Пристрій працює наступним про-, разом.
Статичний інвертор 1 напруги перетворює постійну напругу джерела живлення в змінну підвищеної частоти. Перший ІЕП 2-виконаний за Т-подібною схемою і забезпечує підйом напруги на накопичувальному конденсаторі б в кінці зарядного циклу до заданого рівня, який визначений першим блоком 16 обмеження вихідної напруги. У цей момент ІЄП 2 споживає практично весь струм, що віддається статичним інвертором 1. Блок обмеження вихідної напруги складається з розв'язуючого дроселя 18, який через додаткові діоди 19 і 20 підключений до позитивної та негативної клем, причому діоди включені у зворотному напрямку. на його конденсаторі зростає. Як тільки воно досягне величини напруги живлення. (F.„), діоди 19 і 20 відкриваються і вся енергія, що залишилася, передається в джерело живлення.
10 торів, можна регулювати вихідну напругу ІЄПу. Очевидно, що сумарна ємність послідовно з'єднаних конденсаторів має бути рівною резонансної ємності ІЄП. Вихід РЕПа 2 через перший трансформатор 3 підключений до входу першого 4 випрямляча, наприклад, виконаного за мостовою схемою. Паралельно виходу першого випрямляча 4 підключений зворотному напрямку перший діод
14. Діоди випрямляча 4 повинні бути високочастотними, але можуть бути слаботочними, так як в кінці зарядного циклу зарядний струм у кілька разів меншийна початку. Для того, щоб не застосовувати мошних високочастотних діодів у випрямлячі 4, і встановлений потужний діод 14, що шунтує, який служить для обходу випрямляча
4 зарядним струмом на початковій ділянці зарядного циклу. Так як він не бере участі в процесі випрямлення високочастотного напруги, що надходить з виходу ІЕЛ 2, він може бути низькочастотним. Застосування цього діода покращує масогабаритні показники випрямляча 4.
Другий ІЕП 7 виконаний за Т-подібною схемою і через другий трансформатор 9 підключений до входу випрямляча
5, вихід якого шунтований другим діодом 15, подкгюченним у зворотній полярності щодо виходу випрямляча 5. Призначення шунтуючого . діода 15 аналогічно призначенню шунтуючого діода 14.
ИЕП 7 забезпечує основний зарядний струм накопичувального конденсатора 6 у середній частині зарядного циклу. Для того, щоб у середній частині зарядного циклу від статичного інвертора 1 споживалася постійна мошність (рівна максимально допустимою), необхідний пристрій, який на цьому проміжку циклу споживав би тбк, амплітуда якого змінювалася б з часом.
Для отримання напруги на виході ІЄПу вище Г„ необхідно блок захисту. вихідної напруги підключити до частини конденсатора, Наприклад, якщо конденсатор ІЄПа скласти з двох послідовно з'єднаних конденсаторів, дросель блоку 18 обмеження вихідної напруги підключити K їх точці з'єднання, то змінюючи співвідношення ємностей конденсввою. Такий характер зміни амплітуди споживаного струму ІЄП 7 від інвертора 1 необхідний тому, що в середині зарядного циклу ІЄП 8 вже перестає споживати більшу частину вихідного струму інвертора 1, а ІЄП 2 ще не почав споживати скільки-небудь помітний струм. З метоюформування такої кривої зміни амплітуди споживаного струму ІЕП 7 забезпечений трансформатором 11, первинна обмотка якого включена послідовно з входом ІЕП 7, а вторинна через випрямляч 13 підключена згідно-паралельно накопичувального конденсатора 6 °
Третій ІЕП 8 виконаний за Т-подібною схемою та забезпечує заряд накопичувального конденсатора б на початковій ділянці зарядного циклу. Вихід
ІЕП через 8 трансформатор 10 підключений до входу випрямляча -2. Даний
HEII 8 на початковій ділянці зарядного циклу споживає практично весь вихідний струм інвертора 1 ° Щоб цей струм не перевищив максимально допустимого для інвертора 1, HFII 8 забезпечений блоком 17 обмеження вихідного на-. напруги, підключеним до конденсатора,ИЕП 8. Блок 17 обмеження вихідної напруги аналогічний блоку 16.
Весь зарядний цикл розбитий на три ділянки На першому to вЂ" t, (фіг.2-4)
35 накопичувальний конденсатор 6 розряджений (до кінця першої ділянки напруга на ньому збільшується приблизно до 0,15 свого максимального значення) і є практично коротким замиканням для зарядного струму. У цей момент ІЄП 2 та ? вироджуються в паралельні контури, які через дроселі підключені до виходу інвертора 1. Маючи в такому стані великий вхідний опір, вони практично споживають дуже малий струм (в ідеальному випадку споживаний струм дорівнює нулю). На цій ділянці основний вихідний струм інвертора 1 споживає ІЕП 8. Для отримання хороших енергетичних показників дроселі ІЄП необхідно робити якомога високодобротнішими.
Для того, щоб вхідний струм ІЕП 8 не перевищив допустимого струму інвертора 1, ІЕП 8 забезпечений блоком 17.orранічення вихідної напруги, який, обмежуючи напругу на конденсаторі ІЕП, не дозволяєзбільшити1594667 ся вхідного струму ИЕП 8 більше, ніж гранично допустимої вихідний струм інвертора 1, тобто. блок 17 обмеження вихідної напруги працює як блок 8 обмеження вихідного гоку
ІЄП. Таким чином, на ділянці зарядного циклу to вЂ" t вихідна напруга ІЕП 7 різко зменшується практично до нуля (до напруги, рівного падіння напруги на відкритому діоді) і залишається таким до закінчення зарядного циклу, TBE як щунтуючий діод 15 на інтервалі
t ff oTKpbl7 вихідним струмом ІЕП 2 .
Вихідна напруга ІЕП 2 (Фіг.4, залежність lf1.1 на інтервалі часі-15 чи Т -. t. гра. стічно дорівнює нулю, так як відкритий діод 1ч, з моменту до 1: різко наростає до напряже9
НІЯ, РІВНОГО HBI! PFI;; перекл..чення зарядного струму на проміжку реilr="
HH tg вЂ" Р. ніяк не відбиваєсл . а з-- 25
NeHeHFIII непряження ня н f Kollитель ному конденсаторі 6, Як видно иэ ".ЯВИСІМОСТІ IV На ФІГ. 4, тГ ЕДПЯгар;.ОР пристрій здійснював: зар і па:со:тительного EÎНДО -IC.ßÒOPЯ i Винахід відноситься до електротехніки, - до вторинного електроживлення радіоелектронної апаратури