ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ Российский патент 1995 года по МПК H01L25/00 H02M7/19 H05G1/12 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в тех областях техники, где требуются малогабаритные высоковольтные преобразователи напряжения с выходным выпрямленным сглаженным высоким напряжением, например в рентгенотехнике.

Для переносных и передвижных рентгеновских аппаратов большое значение имеют минимальные размеры и масса высоковольтного генератора, что в значительной степени достигается преобразованием напряжения на повышенных частотах. Обмотки высоковольтного трансформатора делают секционированными для уменьшения емкостных токов. Кроме того, в рентгенотехнике важно получение постоянного сглаженного высокого напряжения. Для этой цели применяют высоковольтные выпрямительные мосты со сглаживающими высоковольтными конденсаторами.

В наиболее близком решении каждая секция высоковольтного трансформатора соединена с выпрямителем и сглаживающим конденсатором, расположенными вне этой секции. При такой конструкции высоковольтная изоляция отдельных частей значительно снижает выигрыш в размерах и массе высоковольтного преобразователя напряжения, достигнутый за счет применения повышенной частоты [1]
Предполагаемое изобретение позволяет максимально уменьшить размеры и, следовательно, массу высоковольтного генератора при хорошей технологичности его сборки.

С этой целью высоковольтная катушка трансформатора выполнена секционированной в виде набора печатных плат со спиральными витками, причем каждая секция состоит из группы таких плат. Платы изготавливаются из стеклотекстолита с двухсторонним фольгированием, а для осуществления надежной электрической связи между платами в местах контактов залуживаются предварительно контактные площадки в начале и в конце обмотки каждой платы, затем платы прижимают друг к другу и нагревают до пропаивания залуженных мест. Электрический контакт между окончанием спирали на одной стороне платы и началом спирали на другой ее стороне осуществляется через металлизированное отверстие, которое может быть усилено пистоном. Для изоляции плат друг от друга между ними прокладывают тонкие (20-40 мкм) шайбы из термостойкого изолятора, например, полиимида. Такая конструкция позволяет обойтись без выводов контактных проводников межплатного соединения, которые применены, например и без печатного соединения [2]
На фиг. 1 показана принципиальная электрическая схема преобразователя; на фиг. 2а и б конструкция высоковольтных секций и порядок их электрического соединения. Условно витки на платах показаны одной спиралью с обозначением: "н" начало витка и "к" конец витков на данной стороне платы. Каждая секция изображена с двух противоположных сторон, ось вращения показана на чертеже. Контакт между сторонами платы по внутреннему диаметру осуществляется через металлизированные отверстия с усилением их пистоном. Цифрами 1-13 условно показаны непосредственно гальванически связанные (под одинаковыми номерами) точки конструкции. Остальные обозначения на фиг.1-3 следующие: 14 металлическая скобка-контакт между конденсатором и обмоткой катушки, а также контакт между секциями; 15 высоковольтные диоды; 16 конденсатор; 17 изоляционное несущее кольцо; 18 набор плат высоковольтной обмотки данной секции; 19 магнитопровод; 20 первичная (низковольтная) обмотка; 21 изоляционный цилиндр между первичной обмоткой и высоковольтными секциями; 22 высоковольтные секции вторичной обмотки трансформатора с выпрямителями и конденсаторами; 23 изоляционный цилиндр для изоляции высоковольтного вывода; 24 высоковольтный вывод; 25 изолятор.

Каждая группа плат 18, составляющая одну высоковольтную секцию, вставляется в изолятор 17, по внешней поверхности которого наматывается конденсатор 16 данной секции, выпрямительный мост 15 монтируется внутри изолятора рядом с платами в каждой секции. Набор таких ячеек пропаивается между собой по контактам 14 и вставляется в изолятор 23, изготовленный в виде чашки. Собранный блок крепится на магнитопроводе 19 трансформатора, на котором заранее установлены первичная обмотка 20 и изолятор 21.

Область использования: в электротехнике и других отраслях техники, где требуются малогабаритные высоковольтные преобразователи напряжения с выходным выпрямленным сглаженным высоким напряжением, например в рентгенотехнике. Сущность изобретения: отдельные секции высоковольтной обмотки трансформатора выполнены из набора печатных плат со спиральными витками. В начале и в конце обмотки каждой платы, изготовленной из стеклотекстолита с двусторонним фольгированием, предварительно залуживаются контактные площадки. Платы прижимают друг к другу и нагревают до пропаивания. Размещение площадок / соответственно, начала и окончания спиралей на расстоянии 2 - 3 мм от края позволяет избежать высоковольтного перекрытия через ребра плат от одной платы на другую. Каждая секция вместе с выпрямительным мостом данной секции укрепляется внутри своего изолятора, на внешней поверхности которого наматывается сглаживающий конденсатор данной секции, образуя высоковольтную ячейку. Набор таких ячеек последовательно соединяется друг с другом в количестве, зависящем от требуемого выходного напряжения. Весь набор ячеек устанавливают в изолятор и крепят на магнитопроводе трансформатора, на котором предварительно устанавливают первичную обмотку. 3 ил.

ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ с выпрямленным высоким напряжением, содержащий трансформатор с секционированной высоковольтной обмоткой, секции выпрямителей и конденсаторов, отличающийся тем, что каждая секция высоковольтной обмотки трансформатора выполнена в виде набора печатных плат со спиральными витками с электрическим соединением плат между собой, причем в каждой секции платы вместе с выпрямителем закреплены внутри изолирующего кольца, на внешней поверхности которого намотан конденсатор данной секции с образованием высоковольтной ячейки постоянного тока, при этом число ячеек, электрически соединенных одна с другой, определяется заданным напряжением, а весь набор ячеек установлен в изоляторе и закреплен на магнитопроводе, на котором намотана первичная обмотка трансформатора.