SU955515A1

SU955515A1 - Device for charging reservoir capacitor

Info

Publication number: SU955515A1
Application number: SU813256166A
Authority: SU
Inventors: Леонид Ефимович Ломоносов; Евгений Анатольевич Стрижов; Вадим Ростиславович Чорба
Original assignee: Предприятие П/Я Г-4147; Московский Ордена Ленина И Ордена Октябрьской Революции Авиационный Институт Им.С.Орджоникидзе
Priority date: 1981-03-06
Filing date: 1981-03-06
Publication date: 1982-08-30

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДКИ НАКОПИТЕЛЬНОГО (54) DEVICE FOR CHARGING ACCUMULATIVE

Изобретение относитс к импульсной технике и может быть использовано дл зар дки накопительных конденсаторов генераторов мощных импульсов с потреблением посто нной мощности от источника питани .The invention relates to a pulse technique and can be used to charge the storage capacitors of high-power pulse generators with a constant power consumption from a power source.

Известно устройство дл зар дки накопительного конденсатора, содержащее входной дроссель, входные и зар дные тиристоры, дозирующие конденсаторы , зар дный дроссель, диоды и накопительный конденсатор ij .A device for charging a storage capacitor is known, comprising an input choke, input and charge thyristors, metering capacitors, a charging choke, diodes and a storage capacitor ij.

Недостатком известного устройства вл ютс сравнительно низкие массогабаритные показатели.A disadvantage of the known device is relatively low weight and size parameters.

Наиболее близкое к предлагаемому устройство дл зар дки накопительного конденсатора содержит два дозирующих конденсатора, первые обкладки которых соединены с катодом разв зывающего диода и отрицательным выводом источника питани , втора обкладка каждого из дозирующих :| конденсаторов соединена с катодом соответствующего входного тиристора,анод каждого из входных тиристоров через входной дроссель подключен к положительному выводу лсточника питани , два разр дных тиристора, катоды которых соединены между собой, и КОНДЕНСАТОРАClosest to the proposed device for charging the storage capacitor contains two metering capacitors, the first plates of which are connected to the cathode of the decoupling diode and the negative terminal of the power source, the second plate of each of the metering: | capacitors connected to the cathode of the corresponding input thyristor, the anode of each of the input thyristors through the input choke is connected to the positive terminal of the power supply source, two discharge thyristors whose cathodes are connected to each other, and a CAPACITOR

зар дный трансформатор, вл ющийс одновременно зар дным дросселем, причем к его вторичной обмотке через выпр митель подключен накопительный конденсатор charging transformer, which is simultaneously charging choke, and a storage capacitor is connected to its secondary winding through a rectifier

Недостатками известного устройства вл ютс его сложность, невысокие надежность и КПД, а также массогабаритные характериЬтики..The disadvantages of the known device are its complexity, low reliability and efficiency, as well as weight and size characteristics.

Цель изобретени - повышение КПД и улучшение массогабаритных характеристик .The purpose of the invention is to increase efficiency and improve weight and size characteristics.

Поставленна цель достигаетс тем, что в устройство, содержащее два, дозирующих конденсатора, первые обкладки которых соединены с катодом разв зывающего диода и отрицательным выводом источника питани , втора обкладка каждого из дозирую20 щих конденсаторов соединена с катодом соответТзтвук цего входного тиристора , анод каждого из входных тиристоров через входной дроссель соединен с положительным выводом источника питани , два разр дных тиристора , катоды которых соединены между собой, и зар дный трансформатор, к вторичной обмотке которого через выпр митель подключены соединенные последовательно зар дный дроссель и накопительный конденсатор, введены вспомогательные и разр дные диоды , причем анод каждого из разр д ных диодов соединен с катодом соответствующего всмопогательного диода и второй обкладкой соответствующего дозирующего конденсатора , катод первого разр дного диода соединен с одним выводом первичной обмотки зар дного трансформатора и анодом первого разр дного тиристора, катод второго разр дног диода соединен с другим выводом пер вичной обмотки зар дного трансформатора и анодом второго разр дного тиристора, катод которого соединен с анодами разв зывающего и вспомога тельных диодов. На чертеже приведена принципиал на схема устройства; Устройство содержит входной дрос сель 1, через который к положительному выводу источника питани подключены аноды входных тиристрров 2 и 3, катод каждого из которых соединен с второй обкладкой соответств ющего дозирующего конденсатора 4 или 5, катодом соответствующего вспомогательного диода 6 или 7, анодом соответствующего разр дного диода 8 или 9, катод первого из которых соединен с анодом первого разр дного тиристора 10 и одним кон цом первичной обмотки 11 зар дного трансформатора 12, к вторичной обмотке 13 которого подключены выпр м тель 14, зар дный дроссель 15.и накопительный конденсатор 16, образую щие зар дный контур. Кроме того, устройство содержит второй разр дный тиристор 17 и разв зывающий диод 18, катод которого объединен с первыми обкладками дозирук цих кон денсаторов 4 и 5 и отрицательным выводом источника питани . АНОД разв зывающего диода 18 соединен с анодами вспомогательных диодов б и 7 и катодами разр дных тиристоров 10 и 17. Анод второго разр дного тирчстора 17 соединен с другим концом первичной обмотки 11 зар дного трансформатора 12 и катодом второго разр дного диода 9. Устройство работает следующим образом. 4 начале зар дного цикла напр жени на дозирующих конденсаторах 4 и 5 и накопительном конденсаторе 16 равны нулю. Блок управлени (не показан) подает поочередно на управ л ющие злектроды тиристоров 2, 17, 3 и 10 управл ющие импульсы. Пауза между управл ющими импульсами должна быть больше половины периода собственных колебаний контуров, Ьбразованных входным дросселем 1 и дозирующими конденсаторами 4 и5 При открывании входного тиристора 2 происходит колебательна зар дка дозирующего конденсатора 4 до двойного (без учета потерь) напр жени источника питани , после чего входной тиристор 2 закрываетс обратным напр жением. При открывании второго разр дного тиристора 17 дозирующий конденсатор 4 колебательно разр жаетс по цепи: втора обкладка дозирующего конденсатора 4 - разр дный диод 8 первична обмотка 11 зар дного трансформатора 12 - второй разр дный тиристор 17 - разв зывающий диод 18 - перва обкладка дозирующего конденсатора 4. При этом в цепи вторичной обмотки 13 зар дного трансформатора 12 через выпр митель 14, зар дный дроссель 15 и накопи-, тельный конденсатор 16 протекает ток, в результате чего конденсатор 16 частично зар жаетс . Таким образом, основна дол энергии, запасенной в дозирующем конденсаторе 4, передаетс в накопительный конденсатор 16. Однако часть . энергии накапливаетс в магнитном поле рассе ни зар дного трансформатора 12 и передаетс обратно в дозирующий конден- сатор 4 по цепи.: нижний по схеме конец первичной обмотки 11 зар дного трансформатора 12 - второй разр дный тиристор 17 - разв зывающий диод 18 дозирующий конденсатор 4 - разр дный диод 8 - верхний по схеме конец первичной обмотки 11 зар дного трансформатора 12. По окончании этого процесса на дозирующем конденсаторе 4 по вл етс напр жение обратной по отнощению к источнику пита- ни пол рности, а второй разр дный тиристор 17 закрываетс . При открывании входного тиристор 3 происходит колебательна зар дка дозирующего конденсатора 5 до двойного (без учета потерь) напр жени источника питани , после чего входной тиристор 3 закрываетс обратным напр жением. При открывании первого разр дного тиристора 10 дозирующий конденсатор 5 крлебательно разр жаетс по цепи:. втора обкладка дозирующего конденсатора 5 - разр дный диод 9 первична обмотка 11 зар дного трансформатора 12 - первый разр дный тиристор 10 -.вспомогательный диод 6 - дозирующий конденсатор 4 перва обкладка дозирующего конденсатора 5. Когда напр жение на дозирующем конденсаторе 4 уменьшитс до нул , вспомогательный диод 6 закрываетс и открываетс разв зывающий диод 18, через который продолжаетс дальнейша разр дка дозирующего конденсатора 5. Таким образом, на дозирующем конденсаторе 4 обеспечиБаютс нулевые начальные услови дл следующего цикла дозировани .The goal is achieved by the fact that, in a device containing two metering capacitors, the first plates of which are connected to the cathode of the decoupling diode and the negative terminal of the power source, the second plate of each of the metering capacitors is connected to the cathode of the corresponding input thyristor through the input choke is connected to the positive terminal of the power source, two discharge thyristors, the cathodes of which are interconnected, and the charging transformer, to the secondary winding the auxiliary and discharge diodes are connected through a rectifier connected in series to the charging choke and a storage capacitor, the anode of each of the discharge diodes is connected to the cathode of the corresponding power diode and the second plate of the corresponding metering capacitor, the first discharge diode is connected to one cathode the output of the primary winding of the charge transformer and the anode of the first discharge thyristor, the cathode of the second discharge diode is connected to another output of the primary winding and charging transformer and the anode of the second discharge thyristor, the cathode of which is connected with the anodes and decoupling of auxiliary diodes. The drawing shows the principle on the device diagram; The device contains an input cutter 1, through which the anodes of the input thyristors 2 and 3 are connected to the positive output of the power source, the cathode of each of which is connected to the second plate of the corresponding metering capacitor 4 or 5, the cathode of the corresponding auxiliary diode 6 or 7, an anode of the corresponding bit a diode 8 or 9, the cathode of the first of which is connected to the anode of the first discharge thyristor 10 and one end of the primary winding 11 of the charging transformer 12, to the secondary winding 13 of which the rectifier 14 is connected, charge choke 15. and a storage capacitor 16, forming a charge circuit. In addition, the device contains a second discharge thyristor 17 and a decoupling diode 18, the cathode of which is combined with the first plates of the dosage capacitors 4 and 5 and the negative terminal of the power supply. The anode of the isolation diode 18 is connected to the anodes of the auxiliary diodes b and 7 and the cathodes of the thyristors 10 and 17. The anode of the second discharge thyristor 17 is connected to the other end of the primary winding 11 of the charge transformer 12 and the cathode of the second discharge diode 9. The device operates as follows in a way. 4, at the beginning of the charge cycle, the voltages on the metering capacitors 4 and 5 and the storage capacitor 16 are zero. A control unit (not shown) supplies alternately to the control electrons of the thyristors 2, 17, 3 and 10 control pulses. The pause between the control pulses must be more than half the period of natural oscillations of the circuits formed by the input choke 1 and the metering capacitors 4 and 5 When opening the input thyristor 2, the metering capacitor 4 oscillates 4 to double (without losses) the power supply voltage, after which the input thyristor 2 is closed by reverse voltage. When opening the second discharge thyristor 17, the metering capacitor 4 is oscillatingly discharged along the circuit: the second plate of the metering capacitor 4 is the discharge diode 8 the primary winding 11 of the charging transformer 12 is the second discharge thyristor 17 is the decoupling diode 18 is the first plate of the metering capacitor 4 In this case, in the secondary circuit 13 of the charging transformer 12, through the rectifier 14, the charging choke 15 and the storage capacitor 16, a current flows, as a result of which the capacitor 16 is partially charged. Thus, the main share of the energy stored in the metering capacitor 4 is transferred to the storage capacitor 16. However, part. The energy is accumulated in the magnetic field of the scattering of the transformer 12 and transferred back to the metering capacitor 4 through the circuit: the lower end of the primary winding 11 of the charging transformer 12 — the second discharge thyristor 17 —isolating diode 18, the metering capacitor 4 - discharge diode 8 is the upper end of the primary winding 11 of the charging transformer 12. At the end of this process, the metering capacitor 4 appears the opposite of the polarity of the power supply, and the second thyristor 17 yvaets. When the input thyristor 3 is opened, oscillating charging of the metering capacitor 5 to a double (excluding losses) voltage of the power source occurs, after which the input thyristor 3 is closed by reverse voltage. When opening the first discharge thyristor 10, the metering capacitor 5 is discharged dischargingly along the circuit :. the second plate of the metering capacitor 5 - the discharge diode 9 the primary winding 11 of the charging transformer 12 - the first discharge thyristor 10 - the auxiliary diode 6 - the metering capacitor 4 the first plate of the metering capacitor 5. When the voltage on the metering capacitor 4 decreases to zero, the auxiliary capacitor the diode 6 is closed and the decoupling diode 18 is opened, through which further discharging of the metering capacitor 5 continues. Thus, on the metering capacitor 4, zero initial conditions are provided for dosing cycle.

При разр дке дозирующего конденсатора 5 в цепи вторичной обмотки 13 зар дного трансформатора 12 через выпр митель 14, зар дный дроссель 15 и накопительный конденсатор 16 протекает ток, в результате чего, на конденсаторе ,16 возрастает зар дное напр жение.When the metering capacitor 5 is discharged into the secondary winding 13 of the charging transformer 12 through the rectifier 14, the charging choke 15 and the storage capacitor 16, a current flows, as a result of which the charging voltage increases on the capacitor 16.

Часть энергии, передаваемой из дозирующего конденсатора 5 в накопительный конденсатор 16, накапливаетс в магнитном поле рассе ни зар дного трансформатора 12 и передаетс обратно в дозирующий жонденсатор 5 по цепи:верхний по схеме конец первичной обмотки 11 зар дного трансформатора 12 - первый разр дный тиристор 10 - разв зывающий диод 18 - дозирующий конденсатор |5 - разр дный диод 9 - нижний по I схеме конец первичной обмотки 11 зар дного трансформатора .12. По окончании этого процесса на дозирующем конденсаторе 5 по вл етс напр жение обратной по отношению к источнику питани пол рности, а первый разр дный тиристор 10 закрываетс .A part of the energy transferred from the metering capacitor 5 to the storage capacitor 16 accumulates in the magnetic field of the scattering of the charging transformer 12 and is transferred back to the metering capacitor 5 along the circuit: the upper end of the primary winding 11 of the charging transformer 12 - the first discharge thyristor 10 - decoupling diode 18 - metering capacitor | 5 - discharge diode 9 - lower end of the primary winding 11 of the charging transformer according to I scheme .12. At the end of this process, the dosing voltage opposite to the power source of polarity appears on the metering capacitor 5, and the first discharge thyristor 10 is closed.

При разр дке дозирующего конденса тора 4 в следующем цикле дозировани остаточна энерги из дозирующего конденсатора 5 передаетс в накопительный конденсатор 16 аналогично тому, как остаточна энерги из дозирующего конденсатора 4 передаетс в накопительный конденсатор 16 при разр дке доа ирующего конденсатора 5.When discharging the metering capacitor 4 in the next dosing cycle, the residual energy from the metering capacitor 5 is transferred to the storage capacitor 16 in the same way as the residual energy from the metering capacitor 4 is transferred to the storage capacitor 16 when the output capacitor 5 is discharged.

бдальнейшем описанные выше процессы многократно повтор ютс , вследствие чего накопительный конденсатор зар жаетс .до заданного уровн напр жени . Эта зар дка, благодар нулевым начальным услови м на дозирующих конденсаторах в начале каждог цикла дозировани , происходит с потреблением посто нной мощности от источника питани .Further, the processes described above are repeated many times, as a result of which the storage capacitor is charged to a predetermined voltage level. This charge, due to zero initial conditions on the dosing capacitors at the beginning of each dosing cycle, occurs with the consumption of constant power from the power source.

Поскольку токи в первичной обмотке зар дного трансформатора при разр дке дозирующих конденсаторов одинаковы по амплитуде и длительности и противоположны по направлени м, посто нна составл юща тока в зар д ,ном трансформаторе отсутствует, что позвол ет существенно снизить сечение магнитопровода зар дного- трансфоматора , а значит, его массу и габариты .Since the currents in the primary winding of the charge transformer when discharging the metering capacitors are the same in amplitude and duration and opposite in directions, the constant component of the current in charge is not present in the charge transformer, which significantly reduces the cross section of the charge transformer magnetic circuit it means its mass and dimensions.

В предлагаемом устройстве остаточна энерги .из дозирующих конденсаторов передаетс в накопительный конденсатор при последующих циклах дозировани , в результате чего повышаетс его КПД.In the proposed device, the residual energy of the metering capacitors is transferred to the storage capacitor during subsequent dosing cycles, as a result of which its efficiency is increased.

Claims

1.Polischuk Yu.A. About one method of stabilizing power consumption when charging capacitors from a constant voltage source in a constant energy mode

for the period of charge. - Questions of technical electrodynamics, 1970, 24.

2. USSR author's certificate

748814, cl. H 03 K 3/53, 1980 (prototype).

zf

at 10

Kbew-H

fZ

je -rrj-c