Устройство для заряда емкостного накопителя

Устройство для заряда емкостного накопителя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

8. Н. Сирик, Д. И. Панфилов, В.Н. Красавин и О,A.Ðîèàíåíêî (72) Авторы изобретения

Иосковский институт электронной техники (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАРЯДА ЕИКОСТНОГО НАКОПИТЕЛЯ.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах питания высокоинтенсивных источников света, применяемых в светосигнальной и осветительной аппаратуре для накачки лазеров и в других устройствах, в которых используется накопление энергии в конденсаторах.

Известно устройство для заряда емкостного накопителя, содержащее преобразователь напряжения и трансформатор, причем трансформатор выполнен с несколькими вторичными обмотками, каждая иэ которых подсоединена к выпрямителю, причем выходы выпрямителей через транзисторные ключи соединены последовательно $1).

Однако это устройство обладает сравнительно низким КПД. Ближайшим по технической сущности к изобретению является устройство для заряда емкостного наполнителя содержащее источник питания, преобразователь напряжения, состоящий из и транзисторных каскадов, входы которых соединены с выходными зажимами источника питания, а выходы — с соответствующим входом й-го мостового выпрямителя, выходы которых соединены последовательно, и через датчик зарядного тока - с емкостным .накопителем, причем выход датчика эарядно30 го тока соединен с входом блока управления зарядным процессом, выход которого соединен с первым входом блока управления преобразователем, 13 выходы которого соединены с базами транзисторов И транзисторных каскадов преобразователя напряжения, задающий генератор, выход которого соединен со вторым входом блока управления преобразователем, а третий вход блока управления преобразователем соединен с выходом блока управления ступенями, вход которого соединен с выходом устройства сравнения (2).

7775

1 l

1+и

3 90

Недостатком известного устройства является то, что транзисторный каскад преобразователя напряжения, осуществляющий управление процессом заряда и работающий непрерывно в течение всего цикла заряда, участвует в формировании толька одной (первой) ступени выходного напряжения устройства.

Включение и выключение остальных

М-1 транзисторных каскадов преобразо вателя напряжения производится в соответствии с состоянием соответствующих разрядов последовательного двоичного счетчика блока управления ступенями ("1" — каскад включен; "0"каскад выключен). Следовательно, общее число ступеней выходного напряжения равно (2 — 1)+1=2 . Это

М» 1 существенно меньше величины 2 которой равно число ступеней выходного напряжения в случае, когда в формировании ступеней участвуют все

М транзисторных каскадов преобразователя.

КПД зарядного контура определяется формулой где g - КПД зарядного контура; и — количество ступеней выходно-го напряжения.

Из этой формулы видно, что увеличение числа ступеней выходного напряжения устройства приводит к возрастанию КПД. Кроме того, уменьшение числа ступеней выходного напряжения устройство приводит к увеличению установленных мощностей элементов схемы.

Цель изобретения — повышение КПД устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для заряда емкостного накопителя, содержащее источник питания, преобразователь напряжения, состоящий из М транзисторных ступеней, входы которых соединены с выходными зажимами источника питания, а выходы - с входами соответствующих мостовых выпрямителей, выходы которых соединены последовательно и через датчик зарядного тока - с емкостным накопителем энергии, причем выход датчика зарядного тока, соединен с входом блока управления

$ о

3S

55 зарядным процессом, выход которого соединен с первым входом блока управления преобразователем, выходы которого соединены с базами транзисторов М транзисторных каскадов преобразователя напряжения, задающий генератор, выход которого соединен с вторым входом блока управления преобразователем, а третий вход блока управления преобразователем соединен с выходом блока управления ступенями, вход которого соединен с выходом устройства сравнения, введен коммутатор, первый вход которого соединен с выходом устройства сравнения, а остальные М входов соединены с коллекторами транзисторов соответствующих N транзисторных каскадов преобразователя напряжения, первый выход коммутатора соединен с четвертым входом блока управления преобразователем, а второй — с входом устройства сравнения.

На чертеже приведена функциональная схема устройства для заряда ем-. костного наполнителя.

Устройство содержит источник 1 питания, к выходным зажимам которого подсоединены входы М транзисторных каскадов 2-1, 2-2 ... 2-N преобразователя напряжения, М мостовых выпрямителей 3-1, 3-2 ... 3-N, подсоединенных входами к выходам транзисторных каскадов, выходы которых соединены последовательно и подсоединены к емкостному накопителю 4, в зарядную цепь которого включен датчик 5 зарядного тока, к выходу которого подключен блок 6 управления зарядным процессом, выход которого подключен к входу блока 7 управления преобразователем, выходы которого соединены с базами транзисторов М транзисторных каскадов, коммутатор 8, выход которого соединен с входом блока управления преобразователем, задающий генератор 9, выход которого подсоединен к входу блока управления преобразователем, блок 10 управления ступенями, выход которого подсоединен к входу блока управления преобразователем и устройство ) 1 сравнения, выход которого подсоединен к входу блока управления ступенями, а вход— к входу коммутатора.

Устройство для заряда емкостного накопителя работает следующим образом.

907775

После разряда емкостного накопителя 4 напряжение на выходе устройства в течение некоторого времени отсутствует. Затем начинает работать первый транзисторный каскад преобразователя напряжения и на выходе устройства появляется напряжение, Емкостной накопитель 4 начинает заряжаться. Блок 6 управления зарядным процессом обеспечивает режим стабилизации зарядного тока за счет управления транзисторами первого транзисторного каскада преобразователя напряжения.

Коммутатор 8 обеспечивает подключение выхода блока 6 управления зарядным процессом к первому транзисторному каскаду преобразователя напряжения. В момент времени, когда раз" ность между выходным напряжением устройства и напряжением на емкостном накопителе станет равной нулю (01 „ =

0 ), напряжение 0 транзистора первого транзисторного каскада преобразователя напряжения становится равным нулю и устройство 11 сравнения, Формула изобретения е

15 ю

35 ло

45 вход которого через коммутатор 8 подключен к коллектору этого транзистора, выдает сигнал блоку 10 управления ступенями на Формирование второй ступени выходного напряжения. llo этому же сигналу коммутатор 8 переключаИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе ет выход блока 6 управления зарядным процессом на второй транзисторный каскад преобразователя напряжения, а также переключает вход устройства

11 сравнения к коллектору транзистора второго транзисторного каскада.

Процессы повторяются на все более нарастающих значениях напряжения на емкостном накопителе 0 и напряжения на выходе устройства. Коммутатор 8 осуществляет в процессе заряда переключение через блок 7 управления преобразователем выхода блока 6 управления зарядным процессом к транзисторному каскаду преобразователя напряжения, который начинает работать впервые в данном цикле заряда емкостного накопителя 4, а также

Його напряжения без увеличения числа каскадов преобр -зователя, что приводит к повышению КПД устройства и снижению установленных мощностей его элементов.

Устройство для заряда емкостного накопителя энергии, содержащее источник питания, преобразователь напряжения, состоящий из И транзисторных каскадов, входы которых соединены с выходными зажимами источника питания, а выходы - с входами соответствующих мостовых выпрямителей, выходы которых соединены последовательно и через датчик зарядного тока — с емкостным накопителем, выход датчика зарядного тока соединен с входом блока управления зарядным процессом, выход которого соединен с первым входом блока управления преобразователем, выходы которого соединены с базами транзисторов N транзис-, торных каскадов преобразователя напряжения, задающий генератор, выход которого соединен с вторым входом блока управления преобразователем, а третий вход блока управления преобразователем соединен с выходом блока управления ступенями, вход которого соединен с выходом устройства сравнения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения КПД в устройство введен коммутатор, первый вход которого соединен с выходом устройства сравнения, а остальные N входов соединены с коллекторами транзисторов соответствующих и транзисторных каскадов преобразователя напряжения, первый выход коммутатора соединен с четвертым входом блока управления преобразователем, а второй — с входом устройства сравнения.

50 ния к коллектору транзистора этого же транзисторного каскада преобразователя напряжения.

Описанное устройство позволяет увеличить количество ступеней выход55 подключает вход устройства ll сравнеПатент США Н 3750005, 321. 18, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке N 2733409/18-21, 02.03.79 (прототип).