RU2760979C1 - Device for forming a sawtooth voltage on capacitor - Google Patents
Device for forming a sawtooth voltage on capacitor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2760979C1 RU2760979C1 RU2021111992A RU2021111992A RU2760979C1 RU 2760979 C1 RU2760979 C1 RU 2760979C1 RU 2021111992 A RU2021111992 A RU 2021111992A RU 2021111992 A RU2021111992 A RU 2021111992A RU 2760979 C1 RU2760979 C1 RU 2760979C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- capacitor
- inductance
- voltage
- power source
- cycle
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K4/00—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions
- H03K4/06—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape
- H03K4/08—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape having sawtooth shape
- H03K4/48—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape having sawtooth shape using as active elements semiconductor devices
- H03K4/50—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape having sawtooth shape using as active elements semiconductor devices in which a sawtooth voltage is produced across a capacitor
Abstract
Description
Область техникиTechnology area
Изобретение относится к области электротехники и преобразовательной техники и может применяться для питания физических нагрузок.The invention relates to the field of electrical engineering and conversion technology and can be used to power physical activities.
Уровень техникиState of the art
Известно устройство для резонансного заряда конденсатора (Патент РФ №2734903, 26.10.2020 «Устройство для резонансного заряда конденсатора»), включающее конденсатор источника питания, к которому подключены последовательно включенные транзистор, индуктивность и конденсатор, а параллельно с конденсатором включены последовательно соединенные перезарядная индуктивность и ограничивающий транзистор. Резонансный заряд состоит из нескольких циклов заряда-перезаряда конденсатора, напряжение на котором растет от цикла к циклу и в несколько раз превысит двойное напряжение источника питания. Форма напряжения на конденсаторе - пилообразная. Когда оно достигнет заданного значения, ограничивающий транзистор 6 закрывается, последний цикл состоит только из интервала перезарядки конденсатора через источник питания. Заряженный конденсатор разряжается на физическую нагрузку. Это устройство принимается за прототип. В прототипе форма напряжения на конденсаторе пилообразная с растущей от цикла к циклу амплитудой.A device for the resonant charge of a capacitor is known (RF Patent No. 2734903, 10/26/2020 "A device for a resonant charge of a capacitor"), which includes a capacitor of a power supply, to which a series-connected transistor, an inductance and a capacitor are connected, and in parallel with the capacitor, a series-connected recharge inductance and limiting transistor. Resonant charge consists of several charge-recharge cycles of a capacitor, the voltage on which rises from cycle to cycle and is several times higher than twice the voltage of the power source. The voltage waveform across the capacitor is sawtooth. When it reaches a predetermined value, the limiting
Сущность изобретенияThe essence of the invention
Технической задачей изобретения является формирование пилообразного напряжения на конденсаторе с постоянными положительной и отрицательной амплитудами до напряжения, в несколько раз превышающего напряжение источника питания.The technical problem of the invention is the formation of a sawtooth voltage across a capacitor with constant positive and negative amplitudes up to a voltage several times higher than the voltage of the power source.
Для решения этой задачи предлагается устройство для резонансного заряда конденсатора, включающее конденсатор источника питания, к которому подключены последовательно включенные транзистор, индуктивность и конденсатор, а параллельно с конденсатором включены последовательно соединенные перезарядная индуктивность и резистор.To solve this problem, a device for resonant charging of a capacitor is proposed, which includes a capacitor of a power source, to which a series-connected transistor, an inductance and a capacitor are connected, and a series-connected recharge inductance and a resistor are connected in parallel with the capacitor.
Фиг 1. Устройство для резонансного заряда конденсатора (прототип).Fig 1. Device for resonant charge of a capacitor (prototype).
1 - конденсатор источника питания, 2 - транзистор, 3 - индуктивность, 4 - конденсатор, 5 - перезарядная индуктивность, 6 - ограничивающий транзистор, Un - напряжение источника питания.1 - power supply capacitor, 2 - transistor, 3 - inductance, 4 - capacitor, 5 - recharge inductance, 6 - limiting transistor, Un - power supply voltage.
Устройство для резонансного заряда конденсатора состоит из конденсатора источника питания 1, последовательно с которым включены транзистор 2, индуктивность 3, конденсатор 4, параллельно которому подключены перезарядная индуктивность 5 и ограничивающий транзистор 6.The device for resonant charging of the capacitor consists of a capacitor of a
Фиг. 2. Временные диаграммы напряжений и токов (прототип).FIG. 2. Timing diagrams of voltages and currents (prototype).
U1 - напряжение управления транзистором 2, U2 - напряжение управления ограничивающим транзистором 6, il - ток, текущий через индуктивность 3, i2- ток, текущий через перезарядную индуктивность 5, Uc - напряжение на конденсаторе 4.U1 is the control voltage of the
Фиг 3. Устройство для формирования пилообразного напряжения на конденсаторе.Fig 3. A device for forming a sawtooth voltage across a capacitor.
1 - конденсатор источника питания, 2 - транзистор, 3 - индуктивность, 4 - конденсатор, 5 - перезарядная индуктивность, 7 - резистор, Un - напряжение источника питания.1 - power supply capacitor, 2 - transistor, 3 - inductance, 4 - capacitor, 5 - recharge inductance, 7 - resistor, Un - power supply voltage.
Устройство для формирования пилообразных импульсов тока на конденсаторе состоит из конденсатора источника питания 1, последовательно с которым включены транзистор 2, индуктивность 3, конденсатор 4, параллельно которому подключены перезарядная индуктивность 5 и резистор 7.A device for forming sawtooth current pulses on a capacitor consists of a capacitor of a
Фиг. 4. Временные диаграммы напряжений и токов.FIG. 4. Timing diagrams of voltages and currents.
U1 - напряжение управления транзистором 2, il - ток, текущий через индуктивность 3, i2 - ток, текущий через перезарядную индуктивность 5 и резистор 7, Uc - напряжение на конденсаторе 4.U1 is the control voltage of the
Осуществление изобретенияImplementation of the invention
Принцип работы устройства поясняется временными диаграммами (фиг. 4), на которых: U1- напряжение управления транзистором 2, il - ток, текущий через индуктивность 3, i2 – ток, текущий через перезарядную индуктивность 5, Uc - напряжение на конденсаторе 4. Первоначально напряжение на конденсаторе относительно «земли» равно нулю. В момент времени t=0 открываются транзистор 2, происходит первоначальный заряд конденсатора квазисинусоидальным импульсом тока по цепи 1, 2, 3, 4. Ток протекает и по цепи перезарядная индуктивность 5, ограничивающий резистор 7, но он намного ниже зарядного тока, через конденсатор 4, так как величина перезарядной индуктивности 5 в несколько раз больше индуктивности 3. После снижения зарядного тока до нуля и закрытия транзистора 2 (t1) положительно заряженный конденсатор 4 перезаряжается через перезарядную индуктивность 5 и ограничивающий резистор 7 до отрицательного напряжения. При перезаряде в резисторе 7 рассеивается часть энергии, запасенной в конденсаторе. В момент t2 открывается транзистор 2, напряжения источника питания и конденсатора складываются, импульс зарядного тока выше, соответственно выше и увеличение напряжения на конденсаторе при этом цикле. Второй цикл заканчивается в момент t4, при этом напряжение на конденсаторе 4 увеличится по сравнению с первым циклом, увеличатся и потери в резисторе 7. Напряжение на конденсаторе имеет двухполярную пилообразную форму с растущими от цикла к циклу амплитудами. После нескольких циклов заряда-перезаряда амплитуда напряжения в конденсаторе в несколько раз превысит напряжение источника питания, а рассеиваемая в резисторе энергия сравняется с энергией, поступающей от источника питания в конденсатор, благодаря чему рост напряжения прекращается, наступает установившийся режим.The principle of operation of the device is illustrated by timing diagrams (Fig. 4), in which: U1 is the control voltage of the
Таким образом, в каждый последующий цикл заряда конденсатора в него вводится энергия, которая полностью рассеивается на резисторе, включенном последовательно с перезарядной индуктивностью.Thus, in each subsequent cycle of the capacitor charging, energy is introduced into it, which is completely dissipated on the resistor connected in series with the recharge inductance.
Расчеты показывают, что при индуктивности 3 - L=0,00036 Гн, перезарядной индуктивности 5 - L=0,015 Гн, конденсаторе 4 - С=0,006 мкФ, резисторе 7 R=80 Ом и напряжении источника питания 60 В, амплитуды напряжения в конденсаторе 4+1570 В и -1470 В, время заряда конденсатора составляет 4,8 мксек, время перезаряда - 21,2 мксек.Calculations show that with inductance 3 - L = 0.00036 H, recharge inductance 5 - L = 0.015 H, capacitor 4 - C = 0.006 μF, resistor 7 R = 80 Ohm and power supply voltage 60 V, voltage amplitude in
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021111992A RU2760979C1 (en) | 2021-04-26 | 2021-04-26 | Device for forming a sawtooth voltage on capacitor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021111992A RU2760979C1 (en) | 2021-04-26 | 2021-04-26 | Device for forming a sawtooth voltage on capacitor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2760979C1 true RU2760979C1 (en) | 2021-12-02 |
Family
ID=79174127
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021111992A RU2760979C1 (en) | 2021-04-26 | 2021-04-26 | Device for forming a sawtooth voltage on capacitor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2760979C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4071776A (en) * | 1976-08-19 | 1978-01-31 | Rca Corporation | Sawtooth voltage generator for constant amplitude sawtooth waveform from varying frequency control signal |
US5225714A (en) * | 1989-12-19 | 1993-07-06 | Hitachi, Ltd. | Sawtooth waveform generator for a convergence correction circuit |
RU2155425C1 (en) * | 1999-06-25 | 2000-08-27 | Сибирский государственный индустриальный университет | Capacitor bank charging device |
RU165105U1 (en) * | 2016-03-11 | 2016-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ТАЙТЭН ПАУЭР СОЛЮШН" | BOOST DC / DC CONVERTER |
RU177140U1 (en) * | 2017-02-14 | 2018-02-12 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Ультраконденсаторы Феникс" | DEVICE FOR CHARGING SUPERCAPACITOR BATTERIES |
RU2734903C1 (en) * | 2020-03-24 | 2020-10-26 | Объединенный Институт Ядерных Исследований | Device for resonance charge of capacitor |
-
2021
- 2021-04-26 RU RU2021111992A patent/RU2760979C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4071776A (en) * | 1976-08-19 | 1978-01-31 | Rca Corporation | Sawtooth voltage generator for constant amplitude sawtooth waveform from varying frequency control signal |
US5225714A (en) * | 1989-12-19 | 1993-07-06 | Hitachi, Ltd. | Sawtooth waveform generator for a convergence correction circuit |
RU2155425C1 (en) * | 1999-06-25 | 2000-08-27 | Сибирский государственный индустриальный университет | Capacitor bank charging device |
RU165105U1 (en) * | 2016-03-11 | 2016-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ТАЙТЭН ПАУЭР СОЛЮШН" | BOOST DC / DC CONVERTER |
RU177140U1 (en) * | 2017-02-14 | 2018-02-12 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Ультраконденсаторы Феникс" | DEVICE FOR CHARGING SUPERCAPACITOR BATTERIES |
RU2734903C1 (en) * | 2020-03-24 | 2020-10-26 | Объединенный Институт Ядерных Исследований | Device for resonance charge of capacitor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8941357B2 (en) | Heating circuits and methods based on battery discharging and charging using resonance components in series and freewheeling circuit components | |
Liu et al. | A novel high step-up converter with a quasi-active switched-inductor structure for renewable energy systems | |
US10778120B2 (en) | Method, circuit and apparatus for energy management in triboelectric nanogenerator | |
WO2011115652A1 (en) | Converter and method for extracting maximum power from piezo vibration harvester | |
CN103633839A (en) | Improved Z-source boosting DC (direct current)-DC converter | |
CN107690740A (en) | Electric power system | |
Jiang et al. | A new all-solid-state bipolar high-voltage multilevel generator for dielectric barrier discharge | |
CN203883673U (en) | Improved Z-source boost DC-DC converter | |
RU2734903C1 (en) | Device for resonance charge of capacitor | |
RU2760979C1 (en) | Device for forming a sawtooth voltage on capacitor | |
CN108054920B (en) | DCDC converter | |
CN102723883A (en) | Capacitor energy-storage type silicon-controlled switch power supply | |
CN202997953U (en) | Capacitor energy-storage type silicon-controlled switch power source | |
RU2770864C1 (en) | Capacitor resonant charging device | |
Julian et al. | SLR converter design for multi-cell battery charging | |
CN105207515A (en) | Repetition frequency pulse power current source | |
Zeng et al. | An active energy balancing system for lithium-ion battery pack | |
CN202931191U (en) | Storage battery pulse charging and discharging power supply | |
Hsu et al. | A Parellel-SSHI Rectifier for Piezoelectric Energy Harvesting | |
RU180387U1 (en) | Battery Charger | |
Radmand et al. | A novel switched-capacitor based high step-up DC/DC converter for renewable energy system applications | |
SU1534634A1 (en) | Storage battery system for charging with pulsating current of different polarity | |
Chamanian et al. | A self-powered integrated interface circuit for low power piezoelectric energy harvesters | |
CN208923862U (en) | A kind of digit pulse charger and control circuit | |
RU76527U1 (en) | PULSE GENERATOR |