ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ДЛЯ УСТРОЙСТВ С ДВУМЯ ЗАПИТЫВАЮЩИМИ ВВОДАМИ (ВАРИАНТЫ)

ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ДЛЯ УСТРОЙСТВ С ДВУМЯ ЗАПИТЫВАЮЩИМИ ВВОДАМИ (ВАРИАНТЫ)


RU (11) 2068215 (13) C1

(51) 6 H03B9/10, H05B6/68 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 13.11.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 93033367/09 
(22) Дата подачи заявки: 1993.06.28 
(45) Опубликовано: 1996.10.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры./ Под ред. Г.С.Найвельта.- М.: Радио и связь, 1985, с. 123- 124. 2. Ромаш Э.М. Источники вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры.- М.: Радио и связь, 1981, с.93. 
(71) Заявитель(и): Шмырев Владислав Васильевич 
(72) Автор(ы): Шмырев Владислав Васильевич 
(73) Патентообладатель(и): Шмырев Владислав Васильевич 

(54) ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ДЛЯ УСТРОЙСТВ С ДВУМЯ ЗАПИТЫВАЮЩИМИ ВВОДАМИ (ВАРИАНТЫ) 

Предлагаемый источник питания может использоваться для управления любой нагрузкой. Источник содержит силовой высоковольтный трансформатор, выводы высоковольтной обмотки которого соединены с входными плечами трехфазного мостового выпрямителя, минусовой вывод которого соединен с одним выводом генератора (например, с катодом магнетрона), а плюсовой вывод через ключевой элемент (например, тиристор или тиристорный столб) соединен с другим выводом генератора (например, с вводом магнетрона). У одной из высоковольтных обмоток трансформатора за пределами соединения с входным плечом выпрямителя введены дополнительные витки, вывод от которых через дополнительный выпрямляющий диод и второй ключевой элемент подключен к точке соединения первого ключевого элемента и вывода СВЧ генератора (анода магнетрона). Вместо дополнительных витков в источник может быть введен высокопотенциальный трансформатор, первичная обмотка которого включена между нулевой шиной и входной клеммой одной из первичных обмоток силового высоковольтного трансформатора, а вторичная обмотка одним выводом соединена с выводом высоковольтной обмотки силового трансформатора, а другим - через дополнительный выпрямляющий диод и второй ключевой элемент с выводом СВЧ генератора (например, с анода магнетрона). В источнике питания малой мощности используется однофазный трансформатор, у высоковольтной обмотки которого имеются дополнительные витки, а параллельно выпрямителям включен конденсатор. В предлагаемом источнике СВЧ генератор работает практически на постоянном напряжении и его показатели КПД, надежности и устойчивости к перегрузкам имеют наибольшую величину. Источник может быть использован в мощных промышленных установках. 3 с.п.ф-лы, 4 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к источникам питания для любых устройств с двумя запитывающими входами, в частности для высоковольтных нагрузок.

Известен источник питания /1/, принятый за прототип, который состоит из трехфазного силового трансформатора, выводы вторичной обмотки которого соединены с выходными плечами мостового выпрямителя, а минусовой и плюсовой выводы выпрямителя являются соответствующими выходами устройства.

Известен также однофазный регулируемый выпрямитель, представленный в литературе /2/ и принятый за прототип.

Однофазный регулируемый выпрямитель содержит силовой трансформатор, выводы основной вторичной обмотки которого соединены с входной диагональю мостового выпрямителя, а параллельно выходной диагонали включен трансформатор, минусовой вывод выходной диагонали служит выходной клеммой устройства. Этот выпрямитель содержит также два ключевых элемента /тиристора/ и дополнительную вторичную обмотку, соединенную одним концом с основной вторичной обмоткой.

В таких устройствах при включении сетевого напряжения оно сразу появляется на нагрузке, что допустимо далеко не всегда, особенно для высоковольтных нагрузок.

Переходные процессы при включении сетевого напряжения приводят к перенапряжениям во вторичной обмотке трансформатора, которые могут вывести из строя нагрузку. В первую очередь это касается высоковольтных нагрузок.

Нельзя снять напряжение с нагрузки, не отключая одновременно сеть, что также приводит к перенапряжениям.

В источнике питания /1/ мощность на нагрузке не регулируется.

Целью изобретения является создание источника электропитания для любой нагрузки с двумя запитывающими входами, позволяющего регулировать мощность на нагрузке, исключить перенапряжения во вторичной обмотке трансформатора, т. е. повысить надежность работы устройства, обеспечить возможность снятия напряжения с нагрузки, не отключая одновременно сеть, таким образом, исключить возникновение переходных процессов в трансформаторе.

Для достижения этой цели в источник питания, содержащий силовой трехфазный трансформатор, в частности высоковольтный, выводы вторичной обмотки которого соединены с входными плечами мостового выпрямителя, а минусовой вывод которого является первой выходной клеммой устройства, введены первый и второй ключевые элементы, выпрямляющий диод и дополнительная вторичная обмотка, подсоединенная одним концом к основной вторичной обмотке, а другим к выпрямляющему диоду, к которому подсоединен последовательно первый ключевой элемент, выход которого соединен с соответствующим выходом второго ключевого элемента и является второй выходной клеммой устройства. Вход второго ключевого элемента соединен с плюсовым выводом мостового выпрямителя.

В варианте по п.2 источник питания содержит силовой трехфазный трансформатор, выводы вторичной обмотки которого соединены с входными плечами мостового выпрямителя. Минусовой вывод выпрямителя является первой выходной клеммой устройства. В устройство введены первый и второй ключевые элементы, выпрямляющий диод и дополнительный трансформатор, первичная обмотка которого включена между нулевой шиной и входной клеммой одной из первичных обмоток основного трансформатора, а вторичная обмотка одним концом соединена с вторичной обмоткой основного трансформатора, а другим с выпрямляющим диодом. К выпрямляющему диоду подсоединен последовательно первый ключевой элемент, выход которого соединен с соответствующим выходом второго ключевого элемента и является второй выходной клеммой устройства. Вход второго ключевого элемента соединен с плюсовым выводом мостового выпрямителя.

В варианте изобретения по п.3 источник питания содержит однофазный трансформатор. Выводы его вторичной обмотки соединены с входной диагональю мостового выпрямителя, параллельно выходной диагонали которого включен конденсатор. Минусовой вывод выходной диагонали является первой выходной клеммой устройства. Источник питания содержит также первый и второй ключевые элементы и дополнительную вторичную обмотку, соединенную одним концом с основной вторичной обмоткой. В устройство введен выпрямляющий диод, который включен между другим концом дополнительной вторичной обмотки и входом первого ключевого элемента. Выход первого ключевого элемента соединен с соответствующим выходом второго ключевого элемента и является второй выходной клеммой устройства. Вход второго ключевого элемента соединен с плюсовым выводом выходной диагонали мостового выпрямителя.

На рис. 1 представлена электрическая схема одного варианта исполнения предлагаемого источника питания.

На рис. 2 представлена электрическая схема второго варианта исполнения предлагаемого источника питания.

На рис. 3 представлена электрическая схема третьего варианта исполнения предлагаемого источника питания.

На рис.4 представлены эпюры напряжений и токов на элементах схемы.

В качестве примеров выполнения предлагаемого устройства приводятся источники питания СВЧ генераторов.

Показанный на рис.1 источник питания СВЧ генератоpа содержит трехфазный силовой высоковольтный трансформатор 1, к вторичной высоковольтной обмотке 2 которого подключен трехфазный мостовой выпрямитель 3. Положительный вывод выпрямителя 3 через ключевой элемент /например, тиристор или тиристорный столб/ 4 соединен с анодом магнетрона 5. Отрицательный вывод трехфазного мостового выпрямителя 3 соединен с катодом магнетрона 5. К виткам вторичной высоковольтной обмотки 2 трансформатора 1 добавлены витки 6, вывод от которых через выпрямительный диод 7 и второй ключевой элемент /тиристор или тиристорный столб/ 8 подключен к точке соединения первого ключевого элемента 4 и анода магнетрона 5.

Во втором варианте исполнения /рис.2/ предлагаемый источник питания также содержит силовой трехфазный высоковольтный трансформатор 1, к вторичной высоковольтной обмотке 2 которого подключен трехфазный мостовой выпрямитель 3. Положительный вывод трехфазного выпрямителя 3 через первый ключевой элемент /например, тиристор или тиристорный столб/ 4 соединен с анодом магнетрона 5. Отрицательный вывод мостового выпрямителя соединен с катодом магнетрона 5. Высоковольтный трансформатор 6, первичная обмотка 7 которого одним выводом соединена с нулевой клеммой общей шины, а вторым с одной из фаз сети, подходящей к первичной обмотке силового высоковольтного трансформатора 1. Вторичная обмотка 8 высоковольтного трансформатора 6 подключена одним вводом к выводу той же фазы вторичной обмотки силового высоковольтного трансформатора 1. Второй вывод вторичной обмотки 8 высоковольтного трансформатора 6 подключен через выпрямительный диод 9 и второй ключевой элемент 10 /например тиристор или тиристорный столб/ к точке соединения первого ключевого элемента 4 с анодом магнетрона 5.

В источнике малой мощности, показанном на рис.3, использующем однофазный силовой высоковольтный трансформатор 1, к вторичной обмотке 2 которого подключен мостовой выпрямитель 3, положительный вывод которого через ключевой элемент /например, тиристор или тиристорный столб/ 4 соединен с анодом магнетрона 5, а отрицательный вывод с катодом магнетрона 5. Вторичная обмотка 2 высоковольтного силового трансформатора 1 имеет за пределами соединения с входным плечом выпрямителя 3 дополнительные витки 6, вывод от которых через дополнительный выпрямительный диод 7 и второй ключевой элемент 8 /например, тиристор или тиристорный столб/ подключен к точке соединения первого ключевого элемента 4 с анодом магнетрона 5. Параллельно выпрямителю 3 включен конденсатор 9.

Источник питания, показанный на рис. 1, 2, работает следующим образом.

Первичную обмотку 2 силового высоковольтного трансформатора 1 подключают к сети. Ключевой элемент закрыт, тока через магнетрон 5 нет. При подаче импульса с блока управления /не показан/ на управляющий электрод ключевого элемента 4 последний открывается. Ток через магнетрон 5 идет лишь в том случае, если напряжение на его аноде выше порога генерации /см.рис.4, эпюры а,б/. Поскольку напряжение на мостовом выпрямителе 3 превышает этот уровень, магнетрон 5 включается, через него идет ток Iп. Т.к. напряжение на магнетроне 5 практически постоянно, то и ток через него также практически постоянен. Для того, чтобы выключить магнетрон 5, необходимо выключить ключевой элемент 4. Для этого с блока управления /не показан/ подается сигнал на торой ключевой элемент 9, открывающий его в тот момент времени, когда напряжение на нем превышает амплитудное значение напряжения на аноде первого ключевого элемента 4 /см. эпюру в рис.4/. При этом напряжение на катоде ключевого элемента 4 будет выше, чем напряжение на его аноде и он закроется. Ток через магнетрон 5 будет проходить от второго ключевого элемента 9. При снижении напряжения на нем ниже Uпор. магнетрона /см. Эпюру б,в рис.4/ тока через магнетрон 5 прекратится и он выключится. Задаваясь некоторым периодом повторения открывающего импульса, поступающего с блока управления, и меняя время задержки между импульсами запуска и запирания, осуществляют широтно-импульсное регулирование мощности.

Источник на однофазном трансформаторе /рис.3/ работает аналогичным образом, за исключением того, что для сглаживания пульсации выпрямленного высокого напряжения служит конденсатор 9.

Таким образом, в предлагаемом источнике питания, в данном примере СВЧ генератора, работает практически на постоянном напряжении, когда его показатели КПД, надежности и устойчивости к перегрузкам имеют наибольшую величину.

При этом включение сетевого напряжения и нагрузки происходит раздельно и переходные процессы не влияют на нагрузку.

Кроме того, создается возможность снятия напряжения с нагрузки, не отключая одновременно сеть, т.е. исключаются перенапряжения. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Источник электропитания для устройств с двумя запитывающими входами, содержащий силовой трехфазный трансформатор, выводы основной вторичной обмотки которого соединены с входными плечами мостового выпрямителя, минусовой вывод которого является первой выходной клеммой источника, отличающийся тем, что введены первый и второй ключевые элементы, выпрямляющий диод и дополнительная вторичная обмотка, подсоединенная одним концом к основной вторичной обмотке, а другим к выпрямляющему диоду, к которому подсоединен последовательно первый ключевой элемент, выход которого соединен с соответствующим выходом второго ключевого элемента и является второй выходной клеммой источника, при этом вход второго ключевого элемента соединен с плюсовым выводом мостового выпрямителя.

2. Источник электропитания, содержащий силовой трехфазный трансформатор, выводы вторичной обмотки которого соединены с входными плечами мостового выпрямителя, минусовой вывод которого является первой выходной клеммой источника, отличающийся тем, что введены первый и второй ключевые элементы, выпрямляющий диод и дополнительный трансформатор, первичная обмотка которого включена между нулевой шиной и входной клеммой одной из первичной обмоток силового трехфазного трансформатора, а вторичная обмотка одним концом соединена с вторичной обмоткой, а другим с выпрямляющим диодом, к которому подсоединен последовательно первый ключевой элемент, выход которого соединен с соответствующим выходом второго ключевого элемента и является второй выходной клеммой источника, при этом вход второго ключевого элемента соединен с плюсовым выводом мостового выпрямителя.

3. Источник электропитания, содержащий однофазный силовой трансформатор, выводы его основной вторичной обмотки соединены с входной диагональю мостового выпрямителя, параллельно выходной диагонали которого включен конденсатор, минусовой вывод выходной диагонали является первой выходной клеммой источника, первый и второй ключевые элементы и дополнительную вторичную обмотку, соединенную одним концом с основной вторичной обмоткой, отличающийся тем, что введен выпрямляющий диод, который включен между другим концом дополнительной вторичной обмотки и входом первого ключевого элемента, выход которого соединен с соответствующим выходом второго ключевого элемента и является второй выходной клеммой источника, при этом вход второго ключевого элемента соединен с плюсовым выводом выходной диагонали мостового выпрямителя.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ:
Гелиоэнергетика - Солнечные электростанции, Солнечные батареи. Солнечные коллекторы;
Ветроэнергетика - Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели;
Волновые электростанции. Гидроэлектростанции;
Термоэлектрические источники тока;
Химические источники тока;
Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ;
Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии;
Генераторы постоянного электрического тока. Электрические машины.



Устройства и способы получения, преобразования, передачи, экономии и сохранения электрической энергии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+электрический -генератор".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "генератор" будут найдены слова "генераторы", "ренераторов" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("генератор!").


Солнечные электростанции. Гелиоэнергетика | Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели. Ветрогенераторы | Волновые, геотермальные и гидроэлектростанции | Термоэлектрические источники тока | Химические источники тока. Накопители электроэнергии. Батареи и аккумуляторы | Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи электрической энергии | Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии | Генераторы постоянного и переменного электрического тока. Электрические машины


Рейтинг@Mail.ru