Изобретение относитс к импульсно технике и может быть использовано дл электропитани мощных импульсных пот ребителей энергии. Известно устройство дл зар дки накопительного конденсатора от источ ника переменного напр жени , энерги которого в течение четверти периода изменени величины напр жени питани через диод передаетс в накопительный конденсатор Г . Недостатком этого устройства вл етс больша установленна мощност источника переменного напр жени , поскольку коэффициент использовани типовой мощности источнйк;а не превышает 0,5. Наиболее близким по технической сущности к изобретению вл етс устройство дл зар дки накопительных конденсаторов, содержащее, однофазный двухполупериодный мостовой выпр митель , входные клемкы которого подключены к источнику переменного напр жени , к выходным клеммам выпр мител подключены два вентил , например , тиристора, причём анод одного вентил подключен к положительной выходной клемме упом нутого выпр мител , к отрицательной выходной клемме которого подключен катод другого вентил , при этом свободные катод и анод указанных вентилей образуют выходные клемлфл устройства р . Известное устройство обеспечивает зар дку двух накопительных конденсаторов - секций каскадного накопитель ного конденсатора с высоким КПД, однако коэффициент использовани пиковой мощности первичного источника переменного напр жени , превышает 0,707, что снижает.удельные массоэнергетические характеристики устрой ства. Целью изобретени вл етс улучшение удельных массо-энергетических характеристик путем повышени коэффи циента использовани мощности источника переменного напр жени . Поставленна цель достигаетс тем, что в устройстве, содержащем однофазный двухполупериодный мостовой выпр митель, входные клем1 л которого подключены к источнику переменного напр жени , к выходным клеммам выпр мител подключены два вентил , например, тиристора, причем анод одного вентил подключен к поло жительной выходной клемме указанного выпр мител , к отрицательной выходно клемме которого подключен катод другого вентил , при этом свободные анод и катод указанных вентилей образуют выходные клеммы устройства, к одной выходной клемме устройства подключена обкладка одно.го накопител ного конденсатора, а к другой выходной клемме подключена обкладка другого накопительного конденсатора, «вободные обкладки накопительных конденсаторов подключены к одной из входных клемм однофазного двухполу периодного мостового выпр мител / к другой входной клемме которого дополнительно подключен токоограничивающий линейный дроссель, свободный вывод которого подключен к объединенньин выводам последовательной цепи, котора образована двум дополнительными конденсаторами, свободные обкладки которых подключены к выходным клеммам указанного выпр мител . Это позвол ет более чем в три раза увеличить напр жение секции накопительного конденсатора, а также увеличить в два раза длительность зар дки накопител , что обеспечивает повышение коэффициента мощности до величины, близкой к единице (т.е. увеличивает его по сравнению с известным устройством примерно на 41,4%). В результате уменьшени типовой (габаритной) мощности источника более чем на 40% уменьшаютс его габариты и масса. Вак как зар д каждой секции «акопительного конденсатора осуществл етс через один, вентиль ( вместо трех - в известном), потери при выпр млении тока в устройстве минимальны . На фиг. 1 представлена схема устройства, на фиг. 2 - то же, вариант; на фиг. 3 - диаграммы зар Дных токов и напр жений на секци х накопительного конденсатора. Устройство содержит накопительные конденсаторы 1 и 2, обкладки которых подключены соответственно к тиристорам 3 и 4, а свободные обкладки конденсаторов 1 и 2 подключены к входной клемме 5 однофазного двухполупериодного мостового выпр мител , Который образуют диоды 6-9, клеммы которого 10 и 5 подключены к источнику 11 переменного напр жени , к клемме 10 указанного выпр мител подключен линейный дроссель 12. другой конец которого подключен к / средней точке дополнительных конденсаторов 13 и 14, свободные обкладки которых подключены к выходным клем- мам выпр мител , разр дный тиристор 15 и нагрузку 16. В устройстве (фиг..2) конденсаторы 1 и 2 зашунтированы диодами 17 и 18, Предотвращающими перезар д этих конденсаторов при их разр де на нагрузку: 16, если емкости этих конденсаторов отличны друг от друга. Емкость накопительных конденсаторов , как и в известном, рыбирают . из уйлови обеспечени заданной энергии в разр дном импульсе (пропорциональной емкости конденсатора и квадрату -напр жени на его обкладках ), емкость вольтодобавочных конденсаторов 13 и 14 должна быть выбрана на пор док и более большей, че емкость конденсаторов 1 и 2, так ка конденсаторы 13 и 14 работают в реж ме частичного подразр да, в качестве этих конденсаторов целесообразно применение электролитических конденсаторов . -, Контроль напр жени источника 11 и фазовое управление зар дными тиристорами 3 и 4 и разр дным тиристо ром 15 осуществл ет специальный бло . фазового управлени (не показан). Этот блок может быть выполнен по любой известной рхеме фазового управлени в соответствии с изменением мгновенных значений напр жени источника и накопительных конденсаторов . Устройство работаёт следук цим образом. В каждом цикле работы производит с поочерёдный зар д обеих секций накопительных конденсаторов 2 и 1 с помощью устройства (выполненного по схеме фиг. 1 или фиг. 2) а затем их одновременный разр д через тиристор 15 на нагрузку 16. При рассмотрении работы зар дног устройства будем считать, что в пер вый и последующие (третий, п тый и т.д.) нечетные полупериоды изменени напр жени источника 11 к клемм 5 приложено положительное, а к клем ме 10 - отрицательное напр жение. Тогда во второй, и последующие (четвертый , шестой и далее) четные полу пёриоды пол рность напр жени на клеммах 5 и 10 измен етс на противоположную . Если напр жение источника 11 подано на, клеммы 5 и 10 при закрытых тиристорах 3 и 4, в нечетном Йолупе риоде ток источника, проход по цепи 11-5-7-13-12-10-11, осуществл ет зар д дополнительного конденсатора 13. Taif как дроссель 12, ограничива ток источника, запасает энергию пропорциональную индуктивности и квадрату мгновенного значени тока, то на его выводе, соединенном с конденсаторами 13 и 14, будет положительное , а на клемме 10 - отрицательное напр жение. Поэтому одновременно с зар дом конденсатора 12 по цепи 14-8-10-1 2 .осуществл етс конденсатора 14, которьай осуществл етс до. тех пор, пока напр жение источника превышает напр жение на конденсаторе.13. При равенстве этих нстр жений (во второй.половине нечетного полупериода) диоды 7 и 8 запираютс и за счет ЭДС самоиндукции дроссел 12 запасенна в нем энерги по. контуру 12-6-13 передаетс в конденсатор 13. В четном полупериоде ток источника , проход по-цепи 11-10-12-14-95-11 , зар жает конденсатор 14, одновременно подзар жа конденсатор 13 по цепи 6-14-12, а также увеличивает энергию в дросселе 12. Во второй половине четного полупериода, когда напр жение источника, убыва , станет равным напр жению конденсатора 14, диоды 6 и 9 запираютс и энерги из дроссел по цепи 12-14-8-12 передаетс в конденсатор 14. Этот начальный зар д конденсаторЬв 13 и 14 длитс 3-4 полупериода, а по его окончанию диоды 6-9 предотвращают разр д конденсаторов на источник . При подаче в конце первой половины четного полупериода изменени напр жени источника 11 сигнала на открытие тиристора 4 по цепи 11-52-4-14-12-10-11 потечет ток зар дки конденсатора длительностью в 180 эл.град. Этот ток, измен сь по гармоническому закону (фиг. 3) обеспечивает зар д конденсатора 2 до напр жени , 11/2 ; 1,57 раза Превышак цего напр жение зар дной цепи (конденсатор 14 - источник 11), напр жение на конденсаторе 2 измен (етс по закону косинуса, а при переходе тока через нулевое значение тиристор 4 запираетс . Одновременно :С этим (в конце первой половины нечетного полупериода) подаетс сиг- . нал на открытие тиристора 3, и по цепи 11-10-12-13-3-1-5-11 осуществл етс резонансный зар д конденсатора 1, после чего через 180 эл.град тиристор 3 погасает. При подаче сигНс1Ла на тиристор 15 конденсаторы 1 и 2 разр жаютс на нагрузку 16, .после чего тиристор 15 запираетс . Да ,лее процессы повтор ютс циклически с частотой изменени напр5Йсени источника, при этом конденсаторы 13 и 14, частично разр жа .сь на конденсаторы 1 и 2, подзар51жаютс от источника 11. Так как при одинаковой емкости конденсаторов 1 и 2 зар ды, запасаемые ими, одинаковы, разр д их завершаетс Одновременно . В случае, еблк емкости конденсатбров различны, при разр де возможна переполюсовка напр жени на одном из конденсаторов . Эта переполюсовка предотвращаетс диодами. 17 и 1б, блокирукидими конденсаторы (фиг. 2). Отсутствие возможности переполюсовки напр жений на конденсаторах 1 и 2 позвол ет в качестве этих конденсаторов примен ть электролитические конденсаторы - более дешевые и характериэуемые малой массой и габаритами при той же энергии.The invention relates to a pulse technique and can be used to power high-power pulsed power consumers. A device is known for charging the storage capacitor from an alternating voltage source, whose energy is transmitted through a diode to the storage capacitor D during a quarter of a period of varying the value of the supply voltage. A disadvantage of this device is the large installed power of the alternating voltage source, since the utilization rate of the typical power source is less than 0.5. The closest to the technical essence of the invention is a device for charging storage capacitors, which contains a single-phase full-wave bridge rectifier whose input terminals are connected to an alternating voltage source, two rectifier valves, for example, a thyristor, are connected to the rectifier output terminals. The valve is connected to the positive output terminal of the rectifier, to the negative output terminal of which the cathode of the other valve is connected, while the free cathode and the anode of the decree These valves form the output terminal of the device p. The known device provides for the charging of two storage capacitors — sections of a cascade storage capacitor with high efficiency; however, the utilization factor of the peak power of the primary source of alternating voltage exceeds 0.707, which reduces the specific mass-energy characteristics of the device. The aim of the invention is to improve the specific mass-energy characteristics by increasing the utilization factor of the power of the alternating voltage source. The goal is achieved by the fact that in a device containing a single-phase full-wave bridge rectifier, the input terminals of which are connected to a variable voltage source, two valves, for example, a thyristor, are connected to the output terminals of the rectifier, and the anode of one valve is connected to the positive output terminal This rectifier, to the negative output terminal of which the cathode of the other valve is connected, while the free anode and cathode of these valves form the output terminals of the device, to the same output to The device has a single capacitor capacitor plate, and another storage capacitor plate is connected to another output terminal, “the free capacitor capacitor plates are connected to one of the input terminals of a single-phase two-pole periodical bridge rectifier / to the other input terminal of which the current-limiting linear choke is additionally connected , the free output of which is connected to the common terminals of the series circuit, which is formed by two additional capacitors , the free plates of which are connected to the output terminals of the specified rectifier. This makes it possible to more than three times increase the voltage of the storage capacitor section, as well as double the charging time of the storage device, which provides an increase in the power factor to a value close to unity (i.e., increases it in comparison with the known device by 41.4%). As a result of reducing the typical (overall) power of the source by more than 40%, its dimensions and weight are reduced. Vak as the charge of each section of the hot capacitor is carried out through one, the valve (instead of the three in the known one), the losses during the rectification of the current in the device are minimal. FIG. 1 shows a diagram of the device, FIG. 2 - the same, option; in fig. 3 - charts of charge of the Bottom currents and voltages on the sections of the storage capacitor. The device contains storage capacitors 1 and 2, the plates of which are connected respectively to thyristors 3 and 4, and the free plates of capacitors 1 and 2 are connected to the input terminal 5 of a single-phase full-wave bridge rectifier, which form diodes 6-9, terminals of which 10 and 5 are connected to an alternating voltage source 11, a linear choke 12 is connected to the terminal 10 of the said rectifier. The other end of which is connected to the / midpoint of additional capacitors 13 and 14, the free plates of which are connected to the output terminals - mothers of rectifier, discharge thyristor 15 and load 16. In the device (Fig.2), capacitors 1 and 2 are shunted by diodes 17 and 18, which prevent overcharging of these capacitors when they are discharged to the load: 16 if the capacitors of these capacitors are different from each other. Capacity of storage capacitors, as in the well-known, fish. From the cell, to provide a given energy in the discharge pulse (proportional to the capacitor capacitance and to the square of the voltage across its plates), the capacity of additional booster capacitors 13 and 14 should be chosen as large as the capacitor 1 and 2, as well as capacitors 13 and 14 operate in the mode of a partial subdivision; the use of electrolytic capacitors is advisable as these capacitors. -, The control of the voltage of the source 11 and the phase control of the charge thyristors 3 and 4 and the discharge thyristor 15 is carried out by a special block. phase control (not shown). This unit can be made over any known phase control circuit in accordance with the change in the instantaneous values of the source voltage and the storage capacitors. The device works in the following way. In each cycle of operation, produces with the successive charge of both sections of storage capacitors 2 and 1 using a device (made according to the scheme of Fig. 1 or Fig. 2) and then their simultaneous discharge through the thyristor 15 to the load 16. When considering the operation of the charge device We will assume that in the first and subsequent (third, fifth, etc.) odd half-periods of the voltage source 11, a positive voltage is applied to the terminals 5, and a negative voltage is applied to the terminal 10. Then in the second, and subsequent (fourth, sixth, and later) even semi-periodes, the polarity of the voltage at terminals 5 and 10 is reversed. If the voltage of source 11 is applied to, terminals 5 and 10 with closed thyristors 3 and 4, the current of the source, passing through the circuit 11-5-7-13-12-10-11-11, charges the additional capacitor 13 Taif as choke 12, limiting the source current, stores the energy proportional to the inductance and the square of the instantaneous current value, then its output connected to capacitors 13 and 14 will be positive and negative at terminal 10. Therefore, simultaneously with the charging of the capacitor 12 through the circuit 14-8-10-1 2, a capacitor 14 is realized, which takes place before. as long as the source voltage exceeds the voltage across the capacitor. In case of equality of these stresses (in the second half of the odd half period), diodes 7 and 8 are locked and due to the EMF of self-induction, the throttles 12 store energy in it. circuit 12-6-13 is transferred to the capacitor 13. In the even half-period, the source current, passing through the circuit 11-10-12-14-95-11, charges the capacitor 14, simultaneously charging the capacitor 13 along the circuit 6-14-12 and also increases the energy in the choke 12. In the second half of the even half-period, when the source voltage decreases, becomes equal to the voltage of the capacitor 14, the diodes 6 and 9 are locked and the energy from the throttles through the circuit 12-14-8-12-12 is transmitted to the capacitor 14. This initial charge of capacitors 13 and 14 lasts 3-4 half periods, and at the end of it the diodes 6–9 prevent the discharge of condensation. tori to the source. When applying at the end of the first half of the even half-period a change in the voltage of the source 11 signal to open thyristor 4 through the circuit 11-52-4-14-12-10-11, a charge current of a capacitor 180 electr long will flow. This current, changing according to the harmonic law (Fig. 3), ensures the charge of the capacitor 2 to a voltage of 11/2; 1.57 times Exceeding the voltage of the charging circuit (capacitor 14 - source 11), the voltage on capacitor 2 changes (according to the cosine law, and when the current passes through zero value the thyristor 4 locks up. Simultaneously: With this (at the end of the first half of the odd half-cycle), a signal is given to open thyristor 3, and the circuit 11-10-12-13-3-1-5-11 carries out a resonant charge of capacitor 1, after which, through 180 el.grad, the thyristor 3 goes out When signaling the thyristor 15, the capacitors 1 and 2 are discharged to the load 16, after which the thyristor 15 is locked. a, then the processes are repeated cyclically with the frequency of the source voltage, while the capacitors 13 and 14, partially discharging into capacitors 1 and 2, are recharged from the source 11. As with the same capacity of the capacitors 1 and 2, the charges stored by them , are the same, their discharge is completed at the same time. In the case where the unit capacitance capacitance is different, the discharge can cause polarity reversal on one of the capacitors. This reversal is prevented by diodes. 17 and 1b, blocked capacitors (Fig. 2). The absence of the possibility of polarity reversal on capacitors 1 and 2 allows electrolytic capacitors to be used as these capacitors, which are cheaper and characterized by small mass and dimensions with the same energy.
. Введение в схему устройства дополнительных дроссел (имеющего удельную массу пор дка 0,2-1 г/вар и двух конденсаторов (с удельной массой пор дка 0,01-1 г/вар) приводит к повышению более чем в три раза напр жени койденсаторов 1 и 2 и к. Introduction to the circuit of the device additional throttle (having a specific mass of about 0.2-1 g / var and two capacitors (with a specific mass of about 0.01-1 g / var) leads to an increase of more than three times the voltage of the same sensor 1 and 2 and k
увеличению в два раза угловой дли .тельности импульсов их зар дного тока . Это позвол ет замечет увеличени коэффициента мощности источника со значени 0,707 в известном до вели- ; (ЧИНЫ, близкой к единице, в предложенном устройстве - на 41,4% уменьшить типовую (габаритную) мощность источника переменного напр жени .a twofold increase in the angular length of the pulses of their charge current. This allows the notice to increase the power factor of the source from 0.707 to what is known to (CHINS, close to one, in the proposed device, reduce the typical (dimensional) power of the alternating voltage source by 41.4%.