[go: up one dir, main page]

RU2014716C1 - Power supply source with pulse conversion of energy - Google Patents

Power supply source with pulse conversion of energy Download PDF

Info

Publication number
RU2014716C1
RU2014716C1 SU4874577A RU2014716C1 RU 2014716 C1 RU2014716 C1 RU 2014716C1 SU 4874577 A SU4874577 A SU 4874577A RU 2014716 C1 RU2014716 C1 RU 2014716C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
diode
thyristor
anode
transformer
cathode
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
С.П. Фурсов
М.В. Поповский
Original Assignee
Фурсов Сергей Петрович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Фурсов Сергей Петрович filed Critical Фурсов Сергей Петрович
Priority to SU4874577 priority Critical patent/RU2014716C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2014716C1 publication Critical patent/RU2014716C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: power supply source with pulse conversion of energy can be used for production of ozone. It has pulse transformer 7 which secondary winding is connected to terminals to link load through rectifier and one of leads of its primary winding is directly coupled to one of input leads to connect supply network. Second input lead is coupled with other lead of primary winding of transformer 7 through switch 1, fuse 2, resistor 4, diode 5, capacitor 6 connected in series. Diode 13 and iterated network composed of thyristor 14 and diode 15 is connected in parallel to circuit incorporating capacitor 6 and primary winding of transformer 7. Thyristor 14 is linked with anode and diode 13 with cathode to cathode of diode 5. Common point of connection of thyristor 14 with anode of diode 15 through resistor 16, fuse 2 and switch 1 is linked to second input lead. EFFECT: provision for smooth control of output voltage. 3 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике/ в частности к устройствам для получения озона синтезом из кислорода или воздуха/ для получения аэроионов отрицательной полярности по методу Чижевского А.Л. для обогащения ими воздуха помещений в сельском хозяйстве/ в животноводстве и птицеводстве/ при хранении сельхозпродукции/ в медицине/ научных исследованиях и в быту. The invention relates to electrical engineering / in particular to devices for producing ozone by synthesis from oxygen or air / for producing ions of negative polarity according to the method of A. Chizhevsky for enriching them with indoor air in agriculture / in animal husbandry and poultry farming / during storage of agricultural products / in medicine / scientific research and in everyday life.

Известно устройство для получения аэроионов/ предложенное Чижевским А. Л. [1, 2]. Однако в этом устройстве использовался высоковольтный трансформатор на частоту 50 Гц и кенотронный выпрямитель. Этот источник высокого напряжения является мощным/ занимает много места и обладает повышенной опасностью. A device for producing aeroions / proposed by Chizhevsky A. L. [1, 2]. However, this device used a high-voltage transformer at a frequency of 50 Hz and a kenotron rectifier. This high voltage source is powerful / takes up a lot of space and has increased danger.

Известно устройство с импульсным преобразованием энергии [3]/ в них предложены 4 схемы:
1 - через резистор включается параллельно сети накопительный конденсатор/ который шунтируется ветвью/ состоящей из переключающего симистора и первичной обмотки импульсного трансформатора;
2 - через резистор накопительный конденсатор включается параллельно сети/ конденсатор шунтируется двумя ветвями: первая - содержит неуправляемый диод и регулирующий резистор; вторая - переключающий симистор и первичную обмотку импульсного трансформатора;
3 - через резистор включается параллельно сети накопительный конденсатор/ конденсатор шунтируется тремя ветвями: первая - содержит неуправляемый резистор/ регулируемый резистор и неуправляемый диод; вторая - содержит управляемый диод-тиристор; третья - содержит переключающий симистор и первичную обмотку импульсного трансформатора. Напряжение управления тиристора снимается с первой ветви - с участка регулируемый резистор - неуправляемый диод;
4 - через резистор параллельно сети включается ветвь/ содержащая переключающий симистор и дроссель/ эта ветвь шунтируется в свою очередь ветвью/ состоящей из накопительного конденсатора/ шунтированного неуправляемым диодом/ которые в свою очередь включены последовательно с первичной обмоткой импульсного трансформатора.
A device with pulsed energy conversion [3] / they proposed 4 schemes:
1 - through the resistor, a storage capacitor is connected in parallel with the network / which is bridged by a branch / consisting of a switching triac and a primary winding of a pulse transformer;
2 - through the resistor, the storage capacitor is connected in parallel to the network / the capacitor is bridged by two branches: the first one contains an uncontrolled diode and a control resistor; the second is a switching triac and a primary winding of a pulse transformer;
3 - a storage capacitor is connected through a resistor in parallel with the network; the capacitor is shunted by three branches: the first one contains an uncontrolled resistor / adjustable resistor and an uncontrolled diode; the second contains a controlled thyristor diode; the third one contains a switching triac and a primary winding of a pulse transformer. The thyristor control voltage is removed from the first branch — an adjustable resistor — an uncontrolled diode;
4 - through the resistor, a branch is connected in parallel to the network (containing a switching triac and a choke) / this branch is in turn shunted by a branch / consisting of a storage capacitor / shunted by an uncontrolled diode / which in turn are connected in series with the primary winding of a pulse transformer.

Первая схема наиболее простая/ но в ней имеет место разброс энергии/ запасенной в накопительном конденсаторе/ и малая мощность преобразования. The first scheme is the simplest / but there is a spread of energy / stored in the storage capacitor / and low conversion power.

Во второй схеме/ за счет ее усложнения/ разброс энергии несколько уменьшен/ потери мощности несколько увеличены/ мощность ее мала. In the second scheme / due to its complication / energy spread is slightly reduced / power losses are slightly increased / its power is small.

В третьей схеме мощность преобразования увеличена/ ее повышение достигнуто за счет усложнения схемы и использования переключаемого симистора/ управляемого диода-тиристора и неуправляемого диода/ потери мощности несколько увеличены. In the third circuit, the conversion power is increased / its increase is achieved due to the complexity of the circuit and the use of a switched triac / controlled thyristor diode and an uncontrolled diode / power loss is slightly increased.

Четвертая схема сложнее первой/ в нее введены новые элементы - дроссель и неуправляемый диод. Она имеет те же недостатки/ что и первая схема. The fourth circuit is more complicated than the first / new elements are introduced into it - a choke and an uncontrolled diode. It has the same drawbacks / as the first circuit.

Аналогичную задачу решает схема устройства по а.с. СССР N 637031 [4, 5] . Однако это устройство сравнительно сложно/ так как содержит формирователь импульсов на двух транзисторах/ два делителя напряжения на резисторах/ что усложняет схему/ снижает надежность/ увеличивает потребляемую от сети мощность/ а следовательно/ снижает КПД. A similar problem is solved by the circuit of the device according to AS USSR N 637031 [4, 5]. However, this device is relatively complicated / as it contains a pulse shaper on two transistors / two voltage dividers on resistors / which complicates the circuit / reduces reliability / increases the power consumed from the network / and therefore / reduces the efficiency.

Наиболее близкой к заявляемому является импульсный источник/ описанный в книге Булатова С.Г.и др. [6]. Он питается от сети переменного тока и содержит наибольшее число обоих существенных признаков с предлагаемым устройством. В этом источнике используются два тиристора/ обязателен блок управления со скважностью 100 и более. Сбой в работе блока управления вызывает открытие обоих тиристоров и короткое замыкание питающей сети/ что усложняет и удорожает источник и снижает его надежность. Closest to the claimed is a pulsed source / described in the book of Bulatov SG and others [6]. It is powered by AC power and contains the largest number of both essential features with the proposed device. Two thyristors are used in this source / a control unit with a duty cycle of 100 or more is required. A malfunction of the control unit causes the opening of both thyristors and a short circuit in the supply network / which complicates and increases the cost of the source and reduces its reliability.

Целью изобретения является упрощение конструкции/ улучшение массогабаритных показателей и повышение надежности маломощного источника с импульсным преобразованием энергии. The aim of the invention is to simplify the design / improve overall dimensions and increase the reliability of a low-power source with pulsed energy conversion.

Указанная цель достигается тем/ что накопительный конденсатор заряжается от сети переменного тока в первую половину периода до амплитудного значения напряжения и автоматически разряжается на импульсный трансформатор во вторую половину периода/ что обеспечивает постоянство энергии/ запасенной в накопительном конденсаторе. Коммутация цепи осуществляется автоматически с помощью управляемого полупроводникового прибора (тиристора)/ включенного согласно-последовательно с полупроводниковым неуправляемым диодом/ падение напряжения на котором во вторую половину периода отпирает тиристор. This goal is achieved by the fact that the storage capacitor is charged from the AC network in the first half of the period to the amplitude value of the voltage and is automatically discharged to a pulse transformer in the second half of the period / which ensures the constancy of energy / stored in the storage capacitor. The circuit is switched automatically using a controlled semiconductor device (thyristor) / connected in series with a semiconductor uncontrolled diode / voltage drop on which the thyristor is unlocked in the second half of the period.

На фиг.1 изображена принципиальная электрическая схема. Для выпрямления переменного напряжения используется диод 5. Резистор 4 ограничивает ток в цепи заряда накопительного конденсатора 6. Последовательно с конденсатором 6 включена первичная обмотка импульсного трансформатора 7. Диод 13 обеспечивает возможность колебательного разряда конденсатора 6. Последовательно с тиристором 14 включен диод 15. Для ограничения тока при подаче на диод 15 обратного напряжения во вторую половину периода включен резистор 16. Напряжение на вторичной обмотке импульсного трансформатора выпрямляется с использованием схемы утроения напряжения и высоковольтных диодов 10/ 11/ конденсаторов 8/ 12. Резистор 9 ограничивает ток короткого замыкания на выходных выводах устройства. Неоновая лампа 18 и токоограничивающий резистор 19 обеспечивают световую визуальную индикацию включения устройства в сеть переменного тока. Для уменьшения помех через сеь переменного тока использованы защитные проходные конденсаторы 3 и 17. Плавкий предохранитель 2 защищает сеть от коротких замыканий внутри устройства. Тумблер 1 служит для включения устройства в сеть переменного тока. Figure 1 shows a circuit diagram. A diode 5 is used to rectify the alternating voltage. Resistor 4 limits the current in the charge circuit of the storage capacitor 6. In series with the capacitor 6, the primary winding of the pulse transformer 7 is turned on. Diode 13 provides the possibility of oscillatory discharge of the capacitor 6. Diode 15 is connected in series with the thyristor 14. To limit the current when the reverse voltage is applied to the diode 15 in the second half of the period, the resistor 16 is turned on. The voltage on the secondary winding of the pulse transformer is rectified using tripling circuitry and high voltage diodes 10/11/8 capacitor / resistor 12. 9 limits the short circuit current on the output device terminals. A neon lamp 18 and a current-limiting resistor 19 provide a visual visual indication of the inclusion of the device in an AC network. In order to reduce interference through an ac network, protective feed-through capacitors 3 and 17 were used. A fuse 2 protects the network from short circuits inside the device. The toggle switch 1 is used to turn on the device in the AC network.

Работает устройство следующим образом. The device operates as follows.

При включении тумблера 1 подается напряжение и загорается неоновая лампа 18. В первую половину периода (полярность напряжения на фиг.1 показана без овалов) ток протекает через плавкий предохранитель 2/ защитный проходной конденсатор 3/ резистор 4/ неуправляемый диод 5/ конденсатор 6/ первичную обмотку импульсного трансформатора 7 и далее через проходной защитный конденсатор 17. При этом накопительный конденсатор 6 заряжается до напряжения/ близкого к 311 В/ с полярностью/ показанной на фиг.1. В это время управляемый вентиль тиристора 14 заперт и конденсатор 6 разрядиться не может. Во вторую половину периода переменного тока (полярность питающей сети указана в овалах)/ за счет падения обратного напряжения на диоде 15 в цепи/ образованной защитным проходным конденсатором 3/ плавким предохранителем 2 и тумблером 1/ управляемый вентиль-тиристор 14 отпирается/ при этом накопительный конденсатор 6 разряжается на первичную обмотку импульсного трансформатора 7. Ток сети (полярности/ указанной в овалах) протекать не может/ так как этому препятствуют вентили 5/ 15/ 14. Таким образом происходит в первый полупериод заряд накопительного конденсатора 6/ а во вторую половину периода - разряд его на первичную обмотку импульсного трансформатора/ далее процесс повторяется с частотой 50 Гц. Поскольку процесс разряда накопительного конденсатора происходит при больших значениях производной тока по времени/ то напряжение во вторичной обмотке трансформатора получается значительно больше/ чем оно было бы при подключении к первичной обмотке переменного синусоидального тока питающей сети частотой 50 Гц. Это позволяет уменьшить габаритные размеры и массу трансформатора и всего источника высокого напряжения. Для использования обратного импульса и получения "звенящего" контура использован обратный диод 13. When the toggle switch 1 is turned on, voltage is applied and the neon lamp 18 lights up. In the first half of the period (voltage polarity in figure 1 is shown without ovals), the current flows through the fuse 2 / protective feed-through capacitor 3 / resistor 4 / uncontrolled diode 5 / capacitor 6 / primary the winding of the pulse transformer 7 and then through the passage-through protective capacitor 17. In this case, the storage capacitor 6 is charged to a voltage / close to 311 V / s polarity / shown in figure 1. At this time, the controlled thyristor valve 14 is locked and the capacitor 6 cannot be discharged. In the second half of the alternating current period (the polarity of the supply network is indicated in ovals) / due to a drop in the reverse voltage on the diode 15 in the circuit / formed by the protective passage capacitor 3 / fuse 2 and the toggle switch 1 / the controlled thyristor valve 14 is unlocked / while the storage capacitor 6 is discharged to the primary winding of the pulse transformer 7. The mains current (polarity / indicated in the ovals) cannot flow / as the valves 5/15/14 prevent this. Thus, the charge accumulates during the first half-cycle a condenser 6 / and in the second half of the period - discharge it to the primary winding of the pulse transformer / further process is repeated with a frequency of 50 Hz. Since the discharge process of the storage capacitor occurs at high values of the derivative of the current with respect to time / the voltage in the secondary winding of the transformer is much higher / than it would be if an alternating sinusoidal current of the supply network with a frequency of 50 Hz was connected to the primary winding. This allows to reduce the overall dimensions and weight of the transformer and the entire high voltage source. To use a reverse pulse and obtain a “ringing” circuit, a reverse diode 13 is used.

Для получения озона напряжение со вторичной обмотки подается непосредственно на генератор озона. Для получения ионов кислорода отрицательной полярности напряжение на вторичной обмотке трансформатора выпрямляется с использованием схемы утроения напряжения [7]. В выпрямителе использованы высоковольтные диоды 10/ 11 и высоковольтные конденсаторы 8/ 12. Резистор 9 служит для ограничения тока короткого замыкания в пределах 150...200 мкА. На выходе источника - вывод высокого напряжения - полярность отрицательная ("-"). Второй полюс ("+") представляет собой любое заземленное тело/ проводящее электрический ток. To obtain ozone, voltage from the secondary winding is supplied directly to the ozone generator. To obtain oxygen ions of negative polarity, the voltage on the secondary winding of the transformer is rectified using a voltage tripling circuit [7]. The rectifier used high-voltage diodes 10/11 and high-voltage capacitors 8/12. The resistor 9 serves to limit the short-circuit current within 150 ... 200 μA. At the source output - high voltage output - negative polarity ("-"). The second pole ("+") is any grounded body / conductive electric current.

Изменяя подводимое к устройству переменное напряжение в пределах от 100 до 260 В/ можно плавно регулировать выходное напряжение в пределах от 15 до 35 кВ (фиг.2). Изменяя емкость накопительного конденсатора 6/ можно изменять внешнюю характеристику (фиг.3). Кривая 1 для емкости конденсатора 0/25 мкФ; 2-1 мкФ; 3-2 мкФ; 4-4 мкФ; 5-6 мкФ. Наклон внешней характеристики зависит от величины значения резистора 9. Changing the AC voltage supplied to the device in the range from 100 to 260 V /, the output voltage can be continuously adjusted in the range from 15 to 35 kV (figure 2). Changing the capacity of the storage capacitor 6 /, you can change the external characteristic (figure 3). Curve 1 for a capacitor of 0/25 μF; 2-1 uF; 3-2 uF; 4-4 uF; 5-6 uF. The slope of the external characteristic depends on the value of the resistor 9.

Изготовленный образец устройства имеет следующие технические характеристики:
Питание от однофазной сети переменного тока частотою 50 Гц.
The manufactured device sample has the following technical characteristics:
Food from a single-phase alternating current main with a frequency of 50 Hz.

Напряжение питающей сети 220 В. Supply voltage 220 V.

Потребляемая от сети активная мощность 3/5 Вт. Active power consumption 3/5 W.

Напряжение холостого хода на выходе 35...40 кВ. Open circuit voltage at the output 35 ... 40 kV.

Ток короткого замыкания (установившийся) 150...200 мкА. Short circuit current (steady state) 150 ... 200 μA.

Габаритные размеры 320×200×150 мм. Overall dimensions 320 × 200 × 150 mm.

Масса 4/5 кг. Weight 4/5 kg.

В образце использованы рядовые детали электротехнической и радиотехнической промышленности: катушка зажигания от автомобиля на 12 В/ диоды Д226/ тиристор КУ 202Н/ конденсаторы МБГЧ/ селеновые диоды ВТ 18-02. Применение других малогабаритных/ но более дефицитных деталей/ например диодов КЦ 106 Б и т.д. позволит еще уменьшить габариты и массу устройства. The sample used ordinary details of the electrical and radio engineering industry: the ignition coil from a car at 12 V / diodes D226 / thyristor KU 202N / capacitors MBHCH / selenium diodes VT 18-02. The use of other small-sized / but more scarce parts / for example, diodes KTs 106 B, etc. will further reduce the size and weight of the device.

Claims (1)

ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ С ИМПУЛЬСНЫМ ПРЕОБРАЗОВАНИЕМ ЭНЕРГИИ, содержащий входные и выходные выводы для подключения соответственно питающей сети переменного тока и нагрузки, накопительный конденсатор, два вентиля, в качестве первого из которых использован тиристор, и импульсный трансформатор с первичной и вторичной обмотками, причем анод тиристора и катод второго вентиля объединены в общую точку, один вывод первичной обмотки импульсного трансформатора соединен с анодом второго вентиля и с первым входным выводом, а вторичная обмотка импульсного трансформатора через выпрямитель соединена с выходными выводами, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, улучшения массогабаритных показателей, повышения надежности и КПД, дополнительно введены два диода и два резистора, первый из которых включен между вторым входным выводом и анодом первого диода, катод которого подключен к общей точке соединения указанных тиристора и вентиля и через накопительный конденсатор - к другому выводу первичной обмотки импульсного трансформатора, а второй резистор включен между вторым входным выводом и общей точкой соединения катода тиристора с анодом второго диода, катод которого соединен с управляющим электродом тиристора, с анодом вентиля, в качестве которого использован диод, и с первым входным выводом. A POWER SUPPLY WITH A PULSE ENERGY CONVERTER, containing input and output terminals for connecting an alternating current supply and load, respectively, a storage capacitor, two valves, the first of which is used a thyristor, and a pulse transformer with primary and secondary windings, with the thyristor anode and cathode the second valve are combined into a common point, one terminal of the primary winding of the pulse transformer is connected to the anode of the second valve and the first input terminal, and the secondary winding is pulse of the transformer through a rectifier connected to the output terminals, characterized in that, in order to simplify the design, improve overall dimensions, increase reliability and efficiency, two diodes and two resistors are additionally introduced, the first of which is connected between the second input terminal and the anode of the first diode, the cathode which is connected to the common connection point of the indicated thyristor and valve and through the storage capacitor to the other terminal of the primary winding of the pulse transformer, and the second resistor is connected between the second input th terminal and the common junction point between the cathode of the thyristor to the anode of the second diode, the cathode of which is connected to the control electrode of the thyristor, the anode of the valve, which is used as a diode, and a first input terminal.
SU4874577 1990-10-15 1990-10-15 Power supply source with pulse conversion of energy RU2014716C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4874577 RU2014716C1 (en) 1990-10-15 1990-10-15 Power supply source with pulse conversion of energy

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4874577 RU2014716C1 (en) 1990-10-15 1990-10-15 Power supply source with pulse conversion of energy

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2014716C1 true RU2014716C1 (en) 1994-06-15

Family

ID=21540761

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4874577 RU2014716C1 (en) 1990-10-15 1990-10-15 Power supply source with pulse conversion of energy

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2014716C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109104937A (en) * 2018-10-26 2019-01-01 新疆西域量子农业科技有限公司 A kind of the crop seeds processing unit and method of quantizing resonance high-frequency energy

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109104937A (en) * 2018-10-26 2019-01-01 新疆西域量子农业科技有限公司 A kind of the crop seeds processing unit and method of quantizing resonance high-frequency energy

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5694006A (en) Single switch ballast with integrated power factor correction
US6122182A (en) Direct AC to AC power conversion apparatus for controlling power delivered to a load
RU2014716C1 (en) Power supply source with pulse conversion of energy
US4187449A (en) Discharge lamp operating circuit
US20240063780A1 (en) High voltage pulse generator unit
RU2038672C1 (en) Device for charging chemical power source with unbalanced current
SU1737683A1 (en) Dc voltage converter
RU1772880C (en) Self-contained inverter
SU547914A1 (en) Device for charging the battery with asymmetric current
SU402127A1 (en) CONVERTER VOLTAGE CONVERTER TO AC VARIABLE
RU2044417C1 (en) High-frequency power supply source for gaseous-discharge lamps
SU1638712A1 (en) Thyristor voltage regulator
SU947943A1 (en) Pulse generator
SU1690130A1 (en) Ac-to-ac transformer
SU1144097A1 (en) Pulse current stabilizer
SU1084924A1 (en) Device for charging storage battery by asymmetrical current
SU532950A1 (en) Device for pulse width voltage regulation
SU723740A1 (en) Thyristorized voltage stabilizer
RU1827334C (en) Alternating current arc-welding device
SU1524142A1 (en) Single-end dc voltage converter
SU1023591A1 (en) Self-sustained inverter
RU2049613C1 (en) Power source for direct-current electric arc welding
SU443465A1 (en) Device for charging capacitive energy storage
RU2124805C1 (en) Switching device for phased power regulation
SU746813A1 (en) Device for load supply