SU1684913A1 - Устройство дл зар дки накопительного конденсатора - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к преобразовательной и импульсной технике, в частности к преобразовател м посто нного тока в посто нный с промежуточным преобраэоса- нием в переменный ток, и может Оить использовано ь устройствах питани  импульсных установок большой мощности. Целью изобретени   вл етс  повышение .быстродействи  и КПД устройства при уменьшении массогабзритных показателей. Устройство дл  зар дки накопительного конденсатора содержит инвертор 1, источник 2 посто нного напр жени , блок 3 управлени , последовательный резонансный контур 4, выпр митель 5. накопительный конденсатор 6, согласующий реактивный элемент. Введение согласующего реактивного элемента в цепь зар да накопительного конденсатора позвол ет дости ь цели изобретени . 1 з п ф-лы, 1 ил

Description

Изобретение относитс  к преобразовательной и импульсной технике, а именно к преобразовател м посто нного тока в посто нный с промежуточным преобразованием в переменный ток, и может быть использовано в устройствах питани  импульсных радиотехнических установок большой мощности.

Цель изобретени  - повышение быстродействи  и КПД устройства при уменьшении массогабаритных показателей.

На чертеже представлена схема устройства дл  зар дки накопительного конденсатора .

Устройство содержит инвертор 1, подключенный к источнику 2 посто нного напр жени , блок 3 управлени , соединенный с управл ющими входами инвертора, последовательный резонансный контур 4, подключенный к выходу инвертора выпр митель 5, накопительный конденсатор 6 и согласующий реактивный элемент 7, соединенные последовательно и подключенные параллельно элементу последовательного контура 4. Параллельно согласующему реактивному элементу подключены последовательно соединенные диод 8 и резистор 9. Последовательно соединенный резонансный контур содержит конденсатор 10 и дроссель 11, инвертор 1 содержит транзисторы 12 и 13 зашунтированные обратными диодами 14 и 15. Блок 3 управлени  содержит датчик 16 тскз, включенный в цепь последовательного резонансного контура 4. Выход датчика 16 то.;а соединен с первым входом коьденсэтора 17 и через фаэосдвиО

со

CJ

гающую цепь 18 с первым входом компаратора 19. Формирователь 20 сигнала Стоп содержит компаратор 21, первым входом соединенный с источником 22 опорного напр жени , а вторым входом с делителем 23 напр жени , входом подключенным к накопительному конденсатору 6. Элемент И 24 выходом подключен к входу ждущего мультивибратора 25, выход которого соединен с вторыми входами компараторов 17 и 19, а также с S-входом RS-триггера 26, пр мой выход которого подключен к первому входу элемента И 27, второй вход которого соединен с выходом двухвходового элемента ИЛИ-НЕ28, первый вход которого соединен с выходом компаратора 17, также с входом элемента 29 инверсии и с первым входом элемента И 30,второй вход которого соединен с первым входом элемента И 31, и с выходом элемента И 27. Выход элемента 29 инверсии соединен с вторым входом элемента И 31. Выходы элементов И 30 и 31 соединены соответственно с базами транзисторов 13 и 12 инвертора 1 через разв зывающие устройства 32 и 33, которые могут быть выполнены в виде импульсных трансформаторов или оптоэлектронных ключей. Реактивный элемент 7 по своему номиналу примерно равен соответствующему элементу контура.

Устройство работает следующим образом .

В начальный момент оба транзистора 12 и 13 наход тс  в непровод щем состо нии и процесс зар да накопительного конденсатора 6 не происходит. При поступлении на вход элемента И 24 сигнала Пуск на его выходе по вл етс  логическа  Г, котора  запускает ждущий мультивибратор 25. Выходной импульс мультивибратора 25 устанавливает триггер 26 в состо ние 1, с инверсного его выхода логический О предотвращает дальнейшее прохождение пускового импульса с выхода элемента И 24, а логическа  Г с выхода ждущего мультивибратора 25 поступает на инверсные входы компараторов 17 и 19. Поскольку на пр мых входах компараторов 17 и 19 напр жени  пока отсутствует (ток в резонансном контуре равен 0), то на выходах компараторов 17 и 19 поддерживаютс  сигналы логических О, которые поступают на входы элемента ИЛИ-НЕ 29. При этом на входы элементов И 27 и 31 поступают сигналы логических 1, а на выходе элемента И 31 по вл етс  логическа  Г, открывающа  через разв зывающее устройство 33 транзистор 12. Транзистор 13 остаетс  закрытым , так как на выходе элемента И 30 поддерживаетс  сигнал логического О.

При открытом транзисторе 12 начинаетс  зар д конденсатора 10 по цепи: источник 2 посто нного напр жени , транзистор 12, датчик 16, конденсатор 10, элемент 11 индуктивности (дроссель),источник 2. При протекании тока через датчик 16 на его выходе по вл етс  напр жение отрицательной пол рности , поступающее на пр мые входы компараторов 17 и 19. В этот же момент

0 ждущий мультивибратор 25 устанавливает- с  в нулевое положение. Логическое состо ние компараторов 17 и 19 при этом не измен етс . При уменьшении зар дного тока (по мере зар да конденсатора 10 до на5 пр жени  источника 2 питани ) в конце полупериода на выходе фазосдвигающей цепочки по вл етс  положительное напр жение , а следовательно, на выходе компара- тора 19 по вл етс  логическа  1. В

0 данном логическом состо нии компараторов 17 и 19 на выходе элемента И 31 по вл етс  логический О, закрывающий через разв зывающее устройство 33 транзистор

12,а закрытое состо ние транзистора 13 не 5 измен етс , т.е. на промежуток временидх

оба транзистора закрыты. Конденсатор 10 продолжает зар жатьс  от энергии, накопленной в дросселе 11. Когда ток зар да уменьшаетс  до нул , начинаетс  обратный

0 процесс (ток мен ет направление), т.е. начинаетс  разр д конденсатора 10. В этот же момент времени на выходе датчика 16 тока по вл етс  положительное напр жение, а следовательно, на выходах компараторов

5 17 и 19 имеют место сигналы логической 1. При таком логическом состо нии компараторов 17 и 19 на выходе элемента И 30 по вл етс  логическа  1, открывающа  транзистор 13. Конденсатор 10 разр жаетс 

0 через открытый транзистор 13, а потом зар жаетс  обратной пол рностью от энергии , накопленной в элементе 11 индуктивности, В конце этого полупериода ток в контуре 4 уменьшаетс , и фазосдвига5 юща  цепь 18 выдает отрицательное напр жение , следовательно, на выходе компаратора 19 по вл етс  логический 0й, способствующий закрыванию транзистора

13,а транзистор 12 остаетс  закрытым на 0 промежуток времени At до момента, когда

в контуре 4 ток уменьшитс  до нул .Далее процесс повтор етс . Таким образом, в системе инвертор 1 - контур 4 с датчиком 16 тока - блок 3 управлени , ввиду наличи  5 обратной св зи начинаетс  генераци  переменного тока с частотой, определ емой параметрами резонансного контура 4. Датчик 16 тока и блок 3 способствуют переключению транзисторов 12 и 13 из одного состо ни  в другое при минимальном токе через

эти транзисторы, причем транзистор переводитс  из провод щего в непровод щее состо ние раньше, чем другой транзистор из непровод щего в провод щее. Така  временна  задержка At определена парамет- рами фазосдвигающей цепи 18, исход  из конкретных параметров транзисторов, т.е. времени рассасывани  носителей тока базы , например 2-3 мкс.

Так как частота переключени  транзи- сторов 11 и 13 соответствует резонансной частоте (с учетом потерь) контура 4, на реактивных элементах этого контура амплитудное значение переменного напр жени  после нескольких периодов переключени  транзисторов 12 и 13 начинает превышать напр жение источника 2 питани . При амплитудном значении переменного напр жени , превышающем порог отпирани  выпр мител  5, через этот выпр митель и цепочку из элементов 7, 8 и 9 начинает течь зар дный ток, который зар жает конденсатор 6. Скорость нарастани  тока через выпр митель 5 определ етс  параметрами элементов 7, 8 и 9. С каждым циклом пере- зар да конденсатора 10 через выпр митель

5протекает импульс зар дного тока конденсатора 6, и напр жение на конденсаторе

6повышаетс  до максимального значени , определ емого по формуле

Uebix - у Q Епит ,

где 1)вых - напр жение накопительного кон- денсатора 6;

Q - добротность контура 4;

Епит - напр жение источника 2.

Требуемое выходное напр жение на накопительном конденсаторе 6 задаетс  исто- чником 22 опорного напр жени . При

достижении на конденсаторе б заданного значени  напр жени  на выходе компаратора 21 по вл етс  сигнал логической 1, который опрокидывает триггер 26, и логический О с пр мого его выхода через элементы И 27, 30 и 31 закрывает транзисторы 12 и 13. Процесс зар да накопительного конденсатора 6 прекращаетс . Накопленна  конденсатором 6 энерги  передаетс  при помощи внешних средств в нагрузку. Диоды 14 и 15 обеспечивают перезар д конденсатора 10 колебательного контура 4 в переходных режимах.

Claims (2)

1.Устройство дл  зар дки накопительного конденсатора, содержащее инвертор, подключенный к источнику посто нного напр жени , блок управлени , первый,второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым управл ющими входами инвертора, последовательный резонансный контур, подключенный к выходу инвертора, выпр митель и накопительный конденсаторы, отличающеес  тем, что, с целью повышени  быстродействи  и КПД устройства,ри уменьшении массогабарит- ных показателей, введен согласующий реак- тивный элемент, при этом выпр митель,согласующий реактивный элемент и накопительный конденсатор соединены последовательно и подключены параллельно одному из реактивных элементов последовательного резонансного конутра, однотипного согласующему реактивному элементу.

2.Устройство поп.1,отличающее- с   тем, что параллельно согласующему реактивному элементу подключена цепочка из последовательно соединенных диода, включенного согласно выпр мителю, и резистора .