УСТРОЙСТВО ЗАРЯДА ЕМКОСТНОГО НАКОПИТЕЛЯ

Полезная модель относится к области импульсной техники и электротехники и может быть использована в различных электрофизических устройствах, в которых используется накопление энергии в конденсаторах, в частности в генераторах мощных импульсов.
Известно устройство заряда емкостного накопителя, содержащее источник питания постоянного напряжения, инвертор напряжения, резонансный LC-контур, повышающий трансформатор, диодный мост [Вашкевич Е., Таназлы Г., Болотовский Ю., Никитин А. Разработка систем заряда емкостных накопителей энергии. Часть 2 / Силовая электроника, 2009. №1, с.37, рис.3].
Недостатком указанного зарядного устройства является низкий КПД. Это объясняется отсутствием стабилизации тока в цепи емкостного накопителя.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является зарядное устройство, содержащее источник питания постоянного напряжения, инвертор напряжения, выполненный по мостовой схеме, индуктивно-емкостной преобразователь, повышающий трансформатор, диодный мост [Вашкевич Е., Таназлы Г., Болотовский Ю., Никитин А. Разработка систем заряда емкостных накопителей энергии. Часть 2 / Силовая электроника, 2009. №1, с.37, рис.4].
Недостатком указанного зарядного устройства являются большая масса и крупные габариты, обусловленные наличием большого количества дискретных компонентов в индуктивно-емкостном преобразователе - двух катушек индуктивности и двух конденсаторов.
Технической задачей полезной модели является снижение массы и габаритов устройства.
Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве, содержащем источник питания постоянного напряжения, инвертор напряжения, выполненный по мостовой схеме, индуктивно-емкостной преобразователь, повышающий трансформатор и диодный мост, индуктивно-емкостной преобразователь и первичная обмотка повышающего трансформатора выполнены в виде единого конструкторско-технологического компонента, состоящего из первой проводящей обкладки с выводом, расположенным в начале обкладки и подключенным к инвертору напряжения, и с выводом, расположенным в конце обкладки, и второй проводящей обкладки с выводом, расположенным в начале обкладки и с выводом, расположенным в конце обкладки и подключенным к инвертору напряжения, первая и вторая проводящие обкладки свернуты в спираль и разделены диэлектриком, выводы источника питания постоянного напряжения подключены к инвертору напряжения, вторичная обмотка повышающего трансформатора подключена к диодному мосту.
Проводящие обкладки выполняют функцию следующих элементов: первичной обмотки повышающего трансформатора, индуктивностей и конденсаторов индуктивно-емкостного преобразователя.
На фиг.1 представлено предлагаемое устройство заряда емкостного накопителя, состоящее из источника питания постоянного напряжения 1, инвертора напряжения 2, выполненного по мостовой схеме, единого конструкторско-технологического компонента 3, включенного последовательно с вторичной обмоткой повышающего трансформатора 4, диодного моста 5.
Единый конструкторско-технологический компонент 3 выполнен на одном сердечнике со вторичной обмоткой повышающего трансформатора 4 и состоит из первой проводящей обкладки 7 с выводом 9, расположенным в начале обкладки 7 и подключенным к инвертору напряжения 2, и с выводом 10, расположенным в конце обкладки 7, и второй проводящей обкладки 8 с выводом 11, расположенным в начале обкладки 8 и с выводом 12, расположенным в конце обкладки 8 и подключенным к инвертору напряжения 2, первая и вторая проводящие обкладки 7,8 свернуты в спираль и разделены диэлектриком (на рисунке не показан), выводы источника питания постоянного напряжения 1 подключены к инвертору напряжения 2, вторичная обмотка повышающего трансформатора 4 подключена к диодному мосту 5, емкостный накопитель 6 подключен к диодному мосту 5.
Устройство работает следующим образом. При отпирании ключей VT1 и VT4 инвертора напряжения 2 происходит формирование положительной полуволны синусоидальных токов, протекающих через единый конструкторско-технологический компонент 3 и вторичную обмотку повышающего трансформатора 4, при этом часть энергии запасается. После того как открываются транзисторы VT2, VT3 инвертора напряжения 2, энергия источника вновь начинает накапливаться в едином конструкторско-технологическом компоненте 3 и во вторичной обмотке повышающего трансформатора 4 и поступает в емкостной накопитель 6. Далее процессы повторяются. По мере заряда емкостного накопителя 6 его сопротивление растет и доля энергии, циркулирующей в едином конструкторско-технологическом компоненте 3 и во вторичной обмотке повышающего трансформатора 4, увеличивается. Это приводит к увеличению напряжения на едином конструкторско-технологическом компоненте 3, во вторичной обмотке повышающего трансформатора 4 и ключах инвертора напряжения 2. Соответственно, растет и доля энергии, которая переходит в емкостной накопитель 6. Процесс увеличения напряжения на едином конструкторско-технологическом компоненте 3, во вторичной обмотке повышающего трансформатора 4 и на емкостном накопителе 6 продолжается до полного заряда емкостного накопителя 6.