SU1336177A1 - Устройство зар да емкостного накопител энергии посто нной мощностью - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано при создании блоков питани  импульсных твердотельных лазеров, а также в других област х науки и техники, где необходимо осуществл ть зар д емкостных накопителей энергии . Цель изобретени  - повышение КПД устройства при одновременном его упрощении - достигаетс  путем введени  в него вспомогательного трансформатора 8, параллельно вторичной обмотке которого включен колебательный LC-контур 9. Устройство также содержит источник 1 питани , преобразователь 2 напр жени , индуктивно-емкостный преобразователь 3, выходной трансформатор 4, выпр мители 5 и 7, накопительный конденсатор 6, выход 10 устройства . Достигаемый положительный эффект обеспечивает снижение эксплуатационных расходов при использовании устройства. В устройстве не требуетс  регулировать щири- ну выходных импульсов преобразовател  напр жени . 1 з.п.ф-лы, 1 ил. ;, с S (Л о:) со О5 vl

Description

Изобретение относитс  к импульсной технике , а именно к устройствам зар да емкостных накопителей энергии посто нной мощности, и может быть использовано, например , при создании блоков питани  импульсных твердотельных лазеров, а также в других отрасл х науки и техники, где необходимо осуществл ть зар д емкостных накопителей энергии.

Целью изобретени   вл етс  повыщение КПД устройства при одновременном его упрощении.

На чертеже представлена функциональна  схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит каскадно соединенные источник 1 питани , преобразователь 2 напр жени , индуктивно-емкостной преобразователь (ИЕП) 3, выходной трансформатор 4, первый выпр митель 5, накопительный конденсатор 6, второй выпр митель 7, подключенный выходом согласно-параллельно выходу первого выпр мител  5, вспомогательный трансформатор 8, первична  обмотка которого включена между одним из выходных зажимов преобразовател  2 напр жени  и соответствующим входным зажимом индуктивно-емкостного преобразовател  3, вторична  обмотка подключена к входу второго выпр мител  7. Пунктиром показан параллельный колебательный контур 9, который может подключатьс  дл  повыщени  КПД устройства, 10 - выход устройства.

При включении источника 1 питани  возбуждаетс  преобразователь 2 напр жени  и на вход индуктивно-емкостного преобразовател  3 подаетс  переменное напр жение через первичную обмотку вспомогательного трансформатора 8. В начальный момент накопительный конденсатор 6 разр жен и представл ет собой короткое замыкание по выходу дл  второго выпр мител  7. Выпр митель 7 закорачивает вторичную обмотку вспомогательного трансформатора 8, вследствие чего сопротивление вспомогательного трансформатора 8 по цепи первичной обмотки очень мало и определ етс  только величиной потерь во вспомогательном трансформаторе 8, втором выпр мителе 7, накопительном конденсаторе 6 и подвод щих проводах. Таким образом, на вход ИЕП 3 в начальный момент подаетс  полное выходное напр жение преобразовател  2 напр жени . Начинаетс  зар д накопительного конденсатора 6 выходным током ИЕП 3 через выходной трансформатор 4 и первый выпр митель 5. Как известно, индуктивно-емкостной преобразователь преобразует источник напр жени  в источник тока и ток на выходе ИЕП пр мо пропорционален величине приложенного входного напр жени . Поэтому при отсутствии на входе ИЕП 3 вспомогательного трансформатора 8 зар д накопительного конденсатора 6 осуществл етс  посто нным током, определ емым параметрами элементов ИЕП 3 и выход0

5

0

5

0

5

ным напр жением преобразовател  2 напр жени . При этом напр жение на накопительном конденсаторе 6 и потребл ема  от преобразовател  2 напр жени  мощность измен ютс  по линейному закону от нул  до максимального значени .

Однако в предлагаемом устройстве по мере роста напр жени  на накопительном конденсаторе б происходит уменьщение величины входного напр жени  ИЕП 3 за счет того, что посредством вспомогательного трансформатора 8 и второго выпр мител  7 из выходного напр жени  преобразовател  2 напр жени  вычитаетс  напр жение накопительного конденсатора 6 в соотнощение, задаваемое коэффициентом трансформации вспомогательного трансформатора 8. Предполагаетс , что вспомогательный трансформатор 8 идеален и имеет коэффициент трансформации, равный единице. Видно, что напр жение на входе ИЕП 3 равно разности выходного напр жени  преобразовател  2 Unf и напр жени  на накопительном конденсаторе 6 (/как.

Накопительный конденсатор зар жаетс  не только выходным током ИЕП 3, но и его входным током, трансформированным вспомогательным трансформатором 8 и выпр мленным выпр мителем 7. Таким образом, полезно используетс  как выходной, так и входной токи ИЕП 3. Это приводит к значительному увеличению зар дного тока на начальном участке, т. е. к более точному приближению зар дной характеристики к кривой, равной мощности.

Очевидно также, что при изменении пол рности включени  обмоток вспомогательного трансформатора 8 процессы в устройстве не мен ютс , так как мостовой выпр митель 7 симметричен по входу переменного тока.

С целью повышени  КПД устройства путем улучшени  формы тока, потребл емо0 го индуктивно-емкостным преобразователем 3 от преобразовател  2 напр жени  с синусоидальным выходным напр жением, в устройство введен параллельный колебательный контур 9, подключенный параллельно вторичной или первичной обмоткам вспомогатель5 ного трансформатора 8 и настроенный в резонанс. На параллельный колебательный контур 9 воздействует выходное напр жение преобразовател  2, поэтому в нем устанавливаютс  колебани , близкие к синусоидаль- - ным с амплитудой, ограничиваемой величиной напр жений на накопительном конденсаторе 6 посредством выпр мител  7. Вычитание двух синусоидальных напр жений не приводит к отсечке выходного тока преобразовател  2. Таким образом,

5 улучшаетс  форма выходного тока преобразовател  напр жени  и достигаетс  непрерывность отбора мощности от преобразовател  напр жени , что приводит к повышению КПД устройства.

Таким образом, положительный эффект достигаетс  за счет повышени  КПД устройства , а это ведет к снижению эксплуатационных расходов при использовании устройства . Повышение КПД особенно важно при питании от источника ограниченной мощности .

Кроме того, положительный эффект достигаетс  за счет упрощени  устройства, так как не требуетс  регулировать ширину выходных импульсов преобразовател  напр жени .

Claims (2)

1. Устройство зар да емкостного накопител  энергии посто нной мощностью, содержащее каскадно соединенные источник питани , преобразователь напр жени , индуктивно-емкостной преобразователь, выходной трансформатор, первый выпр митель, а также второй выпр митель, подключенный выходом согласно-параллельно выходу первого выпр мител  и выходу устройства, отли- чающеес  тем, что, с целью повышени  КПД и упрощени  устройства, в него введен вспомогательный трансформатор, первична  обмотка которого включена между одним из выходных зажимов преобразовател  напр жени  и соответствующим входным зажимом индуктивно-емкостного преобразовател , а вторична  обмотка подключена к входу второго выпр мител .

2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что, с целью повышени  КПД устройства при синусоидальном характере выходного напр жени  преобразовател  напр жени , в него введен параллельный колебательный контур, подключенный параллельно вторичной обмотке вспомогательного трансформатора и настроенный в резонанс.

0