Пристрій для заряду ємнісного накопичувача енергії

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА ЕМ-КОСТНОГО НАКОПИТЕЛЯ ЭНЕРГИИ, содержащее выпрямитель с n-кзскадным умножителем напряжения, промежуточный конденсатор, токоограничивающии элемент, тиристор, причем выход выпрямителя с п-каскадным умножителем напряжения подключен к промежуточному конденсатору, другая обкладка которого соединена с общей шиной, и электрически соединен через токоограничивающии элемент, тиристор и емкостной накопитель энергии с общей шиной, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что» с целью увеличения скорости зарядки емкостного накопителя энергии и повышения стабильности выходного напряжения, в устройство введены дополнительные тиристор, токоограничивающии элемент и промежуточный конденсатор, а также введены компаратор, генератор и инвертор, при этом дополнительные токоограничивающии элемент и тиристор включены в последовательную цепь с основным токоограничивающим элементом, а выход дополнительного тиристора соединен с промежуточным конденсатором, причем основной вход компаратора соединен с емкостным накопителем энергии и (п - 1) выходом каскадного умножителя выпрямителя, выход компаратора соединен с входом генератора, выход которого соединен с управляющим входом основного тиристора и через инвертор - с управляющим входом дополнительного тиристора, а выход выпрямителя соединен с дополнительным промежуточным конденсатором, другая обкладка которого соединена с общей шиной. 1 10759Н Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для питания различных устройств, преимущественно входящих Б состав лазерных систем-, работающих с частотой следования световых импульсов в десятые доли - единицы герц. кие известного устройства для автоматической зарядки накопителей энергии до необходимого напряжения с требуемой точностью и скоростью. Целью изобретения является повышение скорости зарядки емкостного накопителя энергии и повышения стабильности поддержания выходного напряжения. Известно устройство для зарядки Поставленная цель достигается тем, емкостного накопителя, содержащее что в устройство для заряда емкостноиндуктивно-емкостный преобразователь, го накопителя энергии, содержащее выподключенный через согласующий транспрямитель с п-каскадным умножителем форматор и выпрямитель к емкостному напряжения, промежуточный конденсатор, накопителю [j]. токоограничивающии элемент и тирисНедостатками известного устройства 5 являются значительные габариты и вес ! тор» причем выход выпрямителя с -п каскадным умножителем напряжения индуктивно-емкостного преобразоватеподключен к промежуточному конденсаля. тору, другая обкладка которого соедиЭти недостатки объясняются тем, нена с обшей шиной, и электрически что при увеличении скорости заряда 20 соединен через токоограничивающии емкостного накопителя рассеиваемая и элемент, тиристор и емкостной накопипотребляемая мощность устройством тель энергии с общей шиной, введены значительно возрастает. дополнительные тиристор, токоограниНаиболее близким техническим решечивающии элемент и промежуточный коннием к данному изобретению является денсатор, кроме того, введены компаустройство для заряда емкостного н а * ратор, генератор и инвертор, при копителя энергии, содержащее выпрямиэтом дополнительные токоограничиваютель с п~к#скадным умножителем напрящии элемент и тиристор включены в пожения , промежуточный конденсатор, тоследовательную цепь с основным тококоограничивающии элемент и тиристор, ограничииающим элементом, а выход допричем выход выпрямителя с л-каскад- 50 полнительного тиристора соединен с ным умножителем напряжения подключен дополнительным промежуточным конденк промежуточному конденсатору, другая сатором, причем основной вход компаобкладка которого соединена с общей ратора соединен с емкостным накопитешиной, и электрически соедин через лем энергии и (п - 1 } выходом каскадтокоограничивающии элемент, тиристор 35 ного умножителя выпрямителя, выход и емкостной накопитель энергии с обкомпаратора соединен с входом генещей шиной [2 ]. ратора, выход которого соединен с упНедостатками известного устройства равляющим входом основного тиристора являются ограниченная скорость зарядки и через инвертор - с управляющим вхонакопителя энергии при невысокой ста-*0 дом дополнительного тиристора, а выбильности выходного напряжения. ход выпрямителя соединен с дополниУказанные недостатки объясняются тельным промежуточным конденсатором, тем, что скорость зарядки накопителя другая обкладка которого соединена с энергии устройства зависит в основобщей шиной. ном от частоты коммутации тиристоров 45 На прилагаемом чертеже приведена емкости промежуточиого'конденсатора. структурная схема устройства для заПри максимальной частоте коммутации ряда емкостного накопителя энергии. тиристора, а ойа ограничена частотой Устройство содержит емкостной накопипорядка 10 кГц, увеличение скорости зарядки накопителя возможно путем 50 тель 1 энергии, подключенный к нему промежуточный конденсатор 2 через тиувеличения емкостей промежуточных наристор 3 и токоограничивающии элекопительных конденсаторов, но так как мент А, выпрямитель с п-каскадным при. этом 'оля энергии, поставляемая умножителем 5 напряжений с подключенэтим конденсаторам в нагрузку за каждый цикл коммутации тиристоров,воэрас-55 ным к нему дополнительным промежуточным конденсатором 6 и последовательтает то точность поддержания напряжено соединенные дополнительный тирисния на нагрузке уменьшается. Это обтср 7 и дополнительный токоограничистоятельство ограничивает использова 1075914 вающий элемент 8, при этом компараудвоенного напряжения питающей сети тор 9, генератор 10 и инвертор 11 сои дозорядка до напряжения уставки единены последовательно. Выход выкомпаратора через тиристоры 3 и 7 и прямителя с п-каскадным умножителем промежуточный конденсатор 2 от проме5 напряжения подключен к дополнитель- s жуточного накопительного конденсатоному промежуточному конденсатору 6 ра 6. и через последовательную цепь» сосПри импульсной разрядке емкостного тоящую из дополнительных токоогранинакопителя 1 эневгии лремя 5 значичивающего элемента 8 S тиристора 7 и тельно меньшее времен его зарядки, основных токоограничнваюшего элемен- Ї0 чго характерно для лазерных устройств та А и тиристора 3, подклгі- єн к емконденсатор 6 почти не разряжается, костному накопителю 1 энергии, выт.к. оба тиристора 3 и 7 одновременход которого соединен с входом комно, открыты не бывают, Это положительпаратора 9 и (п - 1 ) выходом умножино сказывается на увеличении скорости теля 5 напряжения выпрямителя, Выход (5 зарядки емкостного' накопителя 1 энеркомпаратора 9 соединен с входом гегии. нератора 10, выход которого соединен Время грядки емкостного накопитес управпяющим входом основного тиля 1 энергии сокращается, по сравнеристора 3 и через инвертор 11 с упнию с известным устройством за счет равляющим входом дополнительного ти- 20 предварительной его зарядки от дополристора 7. нительного конденсатора до напряжения, равного нижнему пределу диапазоЕмкостный накопитель 1 энергии на регулирования. Верхний предел этоподключен " выходу (п- 1 ) каскада К го диапазона ограничен выходным наумножителя 5 напряжения. Тиристор 3 подключен к генератору 10 импульсов, 25 пряжением р каскадов умножителя 5 напряжения. Следует отметить е что г если на который поступают сигналы управучесть колебания напряжения сети в нижления от компаратора 9, На компаратор ний предел диапазона регулирования 9 подается пороговое напряжение, опнапряжения зарядки емкостного накопиределяющее напряжение тарядки накопителя 1 энергии, їиристор 7 подклю- 30 теля ) энергии соответствует выходному напряжению (п-! ) каскадов умножичен к генератору 10 импульсов через теля 5 напряжения при максимальном инвертор і 1. напряжении питания. Работает устройсіво для зарядки емкостного накопителя энергии следую-* щим образом. 35 Максимальная скорость зарядки емПри включении устройства накопикостного накопителя энергии обеспечитель 1 энергии заряжается, например, вается при минимальном диапазоне редо удвоенного входного напряжения, а гулирования зарядного напряженийЕ конденсатор 6 - до утроенного напрянаходящемся в области» примыкающей жения питающей сети. На тиристоры 3 40 к нижнему пределу, В лазерных систеи 7 подаются управляющие импульсы и мах обычно достаточна регулировка происходит разрядка промежуточного • этого напряжения в пределах 10~20% s конденсатора 6 на нагрузку через тичто позволяет реализовать предлагаеристоры 3, 7 и токоограничивакяцие мое техническое решение при умеренэлементы 4, 8 г поочередной зарядкой 4S ной емкости и габаритах конденсатои разрядкой конденсатора 2, Причем ра 6 по сраьнению с теми же характеемкостной накопитель 1 энергии дористиками емкостного накопителя 1 заряжается от напряжения, равного энергии. двойному напряжению сети дг напряжеПроцесс коммутации тиристоров 3 ния уставки компаратора 9, Сигнал для50 и 7 осуществляется с помощью генерапрекращения процесса зарядки накопитора 10 и инвертора II. Благодаря теля 1 энергии поступает с компараэтому тиристор 3 открывается передтора 9 на генератор 10 прямоугольных ним фронтом, а тиристор 7 - задним импульсов, и их генерация прекращафронтом импульса генератора 10, что ется. 55 упрощает схему упраьрения тиристорамн 3 и 7 и повышает надежность устПосле разрядки емкостного накопиройства,, Выключение тиристоров 3 и 7 теля 1 энергии на нагрузку» происхопроисходит при уменьшении зарядного дит его зарядка от умножителя 5 до 10759U или разрядного тока конденсатора 2 ниже тока удержания. Устройство для зарядки емкостного накопителя энергии компактно по сравнению с устройствами на базе ин цуктивно-емкостньгх преобразователей и обеспечивает значительно большую скорость зарядки емкостных накопите5 лей энергии по сравнению с известными устройствами при высокой точности поддержания зарядного напряжения. nUh 'Ilk Редактор Б.Бер ^ 4= і Составитель А.Малевич Техред И.Асталош Корректор И.Эрдейи 4735/ДСП Тираж 657 Подписное ВНИШТИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раущскай н*б., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4