SU682999A1 - Arrangement for charging a storage capacitor - Google Patents

Description

1one

Изобретение относитс  к импульсным источникам нитани  и предназначено дл  зар да накопительного конденсатора генератора мощных импульсов.The invention relates to pulsed sources of filament and is intended to charge the storage capacitor of a high-power pulse generator.

Известны вентильно-конденсаторные выпр мители-умножители напр жени .Known valve-capacitor rectifiers-voltage multipliers.

Один из известных вентильно-конденсаторных выпр мителей-умножителей напр жени  содержит источник переменного тока , два вентил  и два промежуточных накопительных конденсатора, соединенные но мостовой схеме, причем конденсаторы включены в противоположные плечи моста, одна из диагоналей которого соединена со входными зажимами источника, а друга  - с цепочкой, составленной из накопительного конденсатора и диода ,1. Эта схема выпр мител -умножител  отличаетс  простотой , обеспечивает высокий КПД зар да накопител , но обладает небольшим коэффициентом умножени  напр жени , который не превосходит значени , равного трем,т.е. напр жение на .нагрузке не превосходит утроенного амнлитудного значени  напр жени  источника.One of the known valve-capacitor rectifiers-voltage multipliers contains an AC source, two valves and two intermediate storage capacitors connected in a bridge circuit, with the capacitors included in the opposite shoulders of the bridge, one of the diagonals of which is connected to the input terminals of the source, and the other - with a chain made up of a storage capacitor and a diode, 1. This multiplier rectifier circuit is simple, provides a high accumulator charge efficiency, but has a small voltage multiplication factor that does not exceed a value of three, i.e. the voltage on the load does not exceed the triple amnlitued value of the source voltage.

Известно также трехфазное вентильноконденсаторное выпр мительно-умпожительное устройство с большим коэффициентом умножени . Оно содержит диодную и конденсаторную ветви, включенные параллельно Нагрузке. В диодную ветвь включены четыре последовательно соединенных вентил , а в конденсаторную - четыре продмежуточных накопительных конденсатора.It is also known to use a three-phase fan-condenser rectifying-amplifying device with a high multiplication factor. It contains diode and capacitor branches connected in parallel with the load. Four series-connected valves are connected to the diode branch, and four intermediate-type storage capacitors to the capacitor one.

Источник питани  в.ыполнен трехфазным, кажда  его фазна  об.мотка подключена одним выводом к точке соединени  нары диодов диодной ветви, а другим - к точке соединени  пары промежуточных накопительных конденсаторов конденсаторной ветви. В этом устройстве напр жение на нагрузке достигает п тикратного значени  амплитуды фазного напр жени  источника питани  2.The power supply is three-phase one, each phase winding is connected by one output to the junction point of the diodes of the diode branch, and the other to the connection point of a pair of intermediate storage capacitors of the capacitor branch. In this device, the voltage across the load reaches five times the amplitude of the phase voltage of the power source 2.

Рассмотренное устройство обладает более высоким коэффициентом умножени  напр жени  (равным п ти), однако оно содержит большое число диодов и конденсаторов, что усложн ет схему, повышает ее стоимость,The considered device has a higher voltage multiplication factor (equal to five), however, it contains a large number of diodes and capacitors, which complicates the circuit, increases its cost,

снижает КПД и надежность.reduces efficiency and reliability.

Наиболее близким техническим решением к изобретению  вл етс  трехфазное вентильно-конденсаторное выпр мительно-умножительное устройство с коэффициентомThe closest technical solution to the invention is a three-phase valve-capacitor rectifier-multiplying device with a coefficient

умножени  напр жепи  выше п ти. В этом устройстве источник переменного напр н ени  выполнен трехфазным и содержит не св занные друг с другом фазные обмотки. Две его диодно-конденсаторные  чейки образованы последовательно соединеннымиmultiply by above five. In this device, the alternating voltage source is made three-phase and contains uncoupled phase windings. Its two diode-capacitor cells are formed in series

конденсатором и диодом, причем, в одной  чейке одна из обкладок конденсатора св зана с катодом диода, а в другой  чейке одна из обкладок конденсатора св зана с анодом диода. Две фазные обмотки источника питани  включены между крайними выводами указанных  чеек, а обмотка третьей фазы включена между точками соединени  конденсаторов ,и диодов обеих диодно-конденсаторных  чеек. Накопительный конденсатор через диод подключен к одной из днодно-конденсаторных  чеек .a capacitor and a diode, moreover, in one cell one of the capacitor plates is connected to the cathode of the diode, and in another cell one of the capacitor plates is connected to the diode anode. The two phase windings of the power supply are connected between the outermost terminals of the indicated cells, and the third phase winding is connected between the junction points of the capacitors and the diodes of both diode-capacitor cells. The storage capacitor through the diode is connected to one of the bottom condenser cells.

Недостатком известного устройства дл  зар да накопительного конденсатора  вл етс  сравнительно невысокий коэффициент умножени  .напр жени  источника нитани , что существенно сказываетс  на энергетических показател х систем в целом, так как величина энергии, запасаемой в накопительном конденсаторе, пропорциональна квадрату напр жени  на его обкладках.A disadvantage of the known device for charging the storage capacitor is the relatively low multiplication factor of the voltage source, which significantly affects the energy performance of the systems as a whole, since the amount of energy stored in the storage capacitor is proportional to the square of the voltage on its plates.

Цель изобретени  Повышение зар дного напр жени  .накопительного конденсатора , обеспечивающего более высокий коэффициент умножени  напр жени  при зар де накопительного конденсатора за большое число периодов изменени  на.пр жени  источника питани .OBJECTIVE OF THE INVENTION Increasing the charging voltage of a storage capacitor, which provides a higher voltage multiplication factor when charging a storage capacitor over a large number of periods of change in the voltage of the power supply.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  зар да накопительного конденсатора генератора мощных импульсов, содержащее трехфазный источник переменного тока с отдельно выведенными фазными обмотками и вентнльно-конденсаторный выпр митель-умножитель напр жени , образованный двум  диодно-конденсаторными  чейками, причем точка соединени  одной обкладки конденсатора и катода вентил  первой  чейки через первую фазную обмотку источника подключена к точке соединени  конденсатора и анода диода второй  чейки, втора  обкладка конденсатора первой  чейки через вторую фазную обмотку источника подключена к катоду диода второй  чейки, втора  обкладка конденсатора второй  чейки через третью фазную обмотку - к аноду диода первой  чейки, к которому через диод подключена перва  обкладка накопительного конденсатрра, дополнительно снабжено конденсатором и диодом, анод донолнительного диода подключен к точке соединени  конденсатора первой  чейки и второй фазной обмотки источника, а одна обкладка дополнительного конденсатора - к катоду диода второй  чейки, причем катод дополнительного диода и втора  обкладка дополнительного конденсатора св заны со второй обкладкой накопительного конденсатора.This goal is achieved in that the device for charging the storage capacitor of a high-power generator contains a three-phase AC source with separately derived phase windings and a ventno-capacitor rectifier-voltage multiplier formed by two diode-capacitor cells, and the junction point of one capacitor plate and the cathode of the valve of the first cell through the first phase winding of the source is connected to the junction point of the capacitor and the anode of the diode of the second cell, the second lining to the capacitor of the first cell through the second phase winding of the source is connected to the cathode of the second cell diode, the second capacitor plate of the second cell through the third phase winding to the anode of the first cell diode, to which the first capacitor capacitor plate is connected through the diode, additionally equipped with a capacitor and a diode, the anode of the additional diode connected to the point of connection of the capacitor of the first cell and the second phase winding of the source, and one plate of the additional capacitor - to the cathode of the diode of the second cell, and to An additional diode and a second additional capacitor plate are connected to the second capacitor capacitor plate.

Такое устройство имеет «а выходе более высокое напр жение, которое в 4 раза превосходит напр жение источника. Это позвол ет увеличить энергию, запасаемую в накопительном конденсаторе, на 40%.Such a device has a higher output voltage, which is 4 times higher than the source voltage. This allows the energy stored in the storage capacitor to be increased by 40%.

На чертеже представлена принципиальна  электрическа  схема предлагаемого устройства. Устройство дл  зар да накопительногоThe drawing shows a circuit diagram of the proposed device. Charging device

конденсатора содержит трехфазный источник переменного тока 1 с отдельно выведенными фазными обмотка 2-4 и вентилыюконденсаторный выпр митель-умножитель напр жени , образованный двум  диодноконденсаторными  чейками. Перва  диодноконденсаторна   чейка образована последовательно соединенными диодом 5, конденсатором 6 и диодом 7, а втора  - конденсатором 8, диодом 9 и конденсатором 10. Фазпа  обмотка 2 источника 1 одним выводом св зана с анодом диода 5, а другим - с обкладкой конденсатора 8. Фазна  обмотка 3 включена между катодом диода 9 и анодом диода 7, а фазна  обмотка 4 - между катодом диода 5 и анодом диода 9. Накопительный конденсатор 11 через диод 12 подключеп к первой диодно-конденсаторной  чейке 5-6-7. Дл  получени  максимального коэффициента умножени  напр жени  начала фазных обмоток необходимо подключить к одной диодно-конденсаторной  чейке , а концы - к другой  чейке. Это приводит к тому, что вектора линейных напр жений f/2-4 и /4-3 (геометрическа  сумма напр жений фаз между фазными обмотками 2, 4 и 4, 3 соответственно) будут сдвинуты друг относительно друга на 60 эл. град, и вектор линейного напр жени  (/4-3 будет опе режать вектор линейного напр жени the capacitor contains a three-phase AC source 1 with a separately derived phase winding 2-4 and valves and a capacitor voltage rectifier-multiplier formed by two diode-capacitor cells. The first diode capacitor cell is formed of diode 5, capacitor 6 and diode 7 connected in series, and the second is formed by capacitor 8, diode 9 and capacitor 10. Phase coil 2 of source 1 is connected to the anode of diode 5 with one end and the other side to capacitor 8 plate. a winding 3 is connected between the cathode of diode 9 and the anode of diode 7, and the phase winding 4 is between the cathode of diode 5 and the anode of diode 9. The storage capacitor 11 through the diode 12 is connected to the first diode-capacitor cell 5-6-7. To obtain the maximum multiplication factor, the voltage of the beginning of the phase windings must be connected to one diode-capacitor cell, and the ends to another cell. This leads to the fact that the vector of linear voltages f / 2-4 and / 4-3 (the geometric sum of the phase voltages between the phase windings 2, 4 and 4, 3, respectively) are shifted relative to each other by 60 el. hail and linear stress vector (/ 4-3 will be ahead of linear stress vector

t/2-4.t / 2-4.

При рассмотрении работы предлагаемого устройства в цел х упрощени  будем полагать , что накопительный конденсатор -к рассматриваемому моменту практически полностью зар жен. Пусть в некоторый момент времени напр жение на фазной обмотке 3 равно нулю, а лилейные напр жени  и (/4-3 отрицательны. Тогда спуст  четверть периода конденсатора 10 зар ди.тс  до амплитудного значени  напр жени  фазной обмотки 3 к концу первой половины периода до линейного напр жени  f/4-2 зар дитс  конденсатор 8, а еще через одну шестую часть полупериода до линейного напр жеПИЯ t/4-з зар дитс  конденсатор 6. В дальнейшем , когда линейное напр жение t/4-з станет отрицательным, оно будет суммироватьс  с напр жением конденсаторов 8, 6, 10 и через диод 12 будет прикладыватьс When considering the operation of the proposed device for the sake of simplification, we will assume that the storage capacitor, as of the moment under consideration, is almost completely charged. Let at some point in time the voltage on the phase winding 3 is zero, and the lilac voltage and (/ 4-3 are negative. Then one quarter of the period of the capacitor 10 charges dt to the amplitude value of the voltage of the phase winding 3 by the end of the first half of the period to the linear voltage f / 4-2 charges the capacitor 8, and after another sixth of the half-period to the linear voltage t / 4-z the capacitor 6 charges. Later, when the linear voltage t / 4-z becomes negative, it will be added to the voltage of the capacitors 8, 6, 10 and through the diode 12 will prikladyvats

к накопительному конденсатору И, при этом промежуточные .накопительные конденсаторы 8, 6, 10 будут отдавать запасенную в них энергию в основной накопительный конденсатор И.to the storage capacitor I, while the intermediate storage capacitors 8, 6, 10 will transfer the energy stored in them to the main storage capacitor I.

Зар д накопительного конденсатора будет осуществл тьс  за несколько периодов питающего напр жени  до напр жени , превосход щего в 6,4 раза амплитудное значение фазного напр жени  источника питаки . Это позвол ет на 40% увеличить энергию , запасаемую в «аколительном конденсаторе . Эне,рги , .полученна  промежуточными конденсаторами от источника в течение одного полупе|риода изменени  напр жени  последнего, передаетс  в течение другого полупериода в основной накопительный конденсатор с высоким КПД, что обеспечивает улучшение удельныХ энергетических показателей устройства в целом.The accumulator capacitor will be charged for several periods of the supply voltage up to a voltage exceeding 6.4 times the magnitude of the phase voltage of the source of the pitaka. This allows a 40% increase in the energy stored in the "positive capacitor". Ene, rgi, obtained by intermediate capacitors from the source during one half period of the voltage variation of the latter, is transmitted during the other half period to the main storage capacitor with high efficiency, which provides an improvement in the specific energy indicators of the device as a whole.

Измен   схему подключени  фазных обмоток, т. е. мен   местами начала и «онцы обмоток одной или двух фаз, можно, при необходимости, уменьшить коэффициент умножени .By changing the wiring pattern of the phase windings, i.e. changing the places of the beginning and the ends of the windings of one or two phases, it is possible, if necessary, to reduce the multiplication factor.

Claims (3)

1.За вка № 2419127/21, кл. Н 03 К 3/53 от 12.11.76, по которой прин то решение1. Forward number 2419127/21, cl. H 03 K 3/53 of 12.11.76, which was decided о выдаче авторского свидетельства.about issuing copyright certificate. 2.Рогинский В. Ю. Электропитание радиоустройств . Госэнергоиздат, 1963, с. 146.2. Roginsky V. Yu. Power supply of radio devices. Gosenergoizdat, 1963, p. 146. 3.Авторское свидетельство СССР №408136, кл. Н 02 М 7/10.3. USSR author's certificate №408136, cl. H 02 M 7/10.