Умножитель напряжения Советский патент 1984 года по МПК H02M7/10 

SS

т

а

Фи.1

со ел Изобретение относится к электротехнике, а именно к статическим пол проводниковым преобразователям элек роэнергии переменного тока в постоя ный с одновременн№1 увеличением напряжения на выходе. Схемы умножения напряжения, как самостоятельные вспомогательные устройства, могут служить для питания радиоаппаратуры, высоковопьтных испытательных установок, рентгеновс ких аппаратов, установок электронно ({рнной технологии (электрофильтров, ;(дэроиониэаторов, централизаторов /статического электричества, элек трозерноочистйтельных и сортиро1вальных машин установок для эпектр окраски, электрофотокопировальных машин и пр.У и т.д. Известны одно- и двухполупериодные схемы умножения напряжения состоящие из трансформаторов, конденсаторов и полупроводниковых диодов, включенных таким образом, что казщы из последоватбльно ооединенных кондёнсатрров, с которых снимается напряжение, путем последовательной : бесконтактной подзарядки с помощью соответствующего включемия полупроводниковых диодов заряжается до дво ного амплитудного, значения напряжения вторичной обмотки трансформаторов. За счет разряда последовательн соединенных конденсаторов на выходе можно получить выпрямленное напряжение, значительно превышакицее амплитудное значение напряжения на : втрричной обмотке трансф фматся а. V; Известные двухполулериодные схем умножения напряжения по сравнению с однополупериодными позволяют снизить паде1ше напряжения в схеме и получить большее значение напряжени на выходе при том же токе нагрузки, Т.е. получить большую выходную мощность си и 2. . Однако в двухполуперисщных схемах к конденсатюров увеличивается на одну треть, а полупрово никовых диодов - в два раза, что увеличивает стоимЬсть и снижает надегкность схем по сравнению с одно полупериодными, Наиболее близшм к изобретению по технической сущности является умнсщитель напряжения, содержащий трансформатор, вторичная обмотка КОТОРОГО выпсшнена с выводом от сеР«ЙИНЫ ее витков, конденсаторы и ди ды, соединенные по каскадной схеме умножения, подключенной к вторичной обмотке трансформатора СЗ J. Недостатками известного устройства являются большое количество используемых элементов (конденсаторов И диодов) и недостаточная выходная мощность. Цель изобретения - увеличение выходной мощности и упрощение устройства. Поставленная цель достигается тем, что в умножителе напряжения, содержащем трансформатор, вторичная обмотка которого выполнена с вьшодом от середины ее витков, конденсаторы и диоды, соединенные по каскадной схеме умножения, подключенной к вторичной обмотке трансформатора, нечетные каскады схемы згмножения, начиная с первого, собраны по однополупериодной, а четные - по двухполупериодной схемам умножения. На фиг. 1 приведена блок-схема ь-каскадной смещанной схемы умножения напряжения, в которой первый и последующие нечетные каскады выполнены однополупериодными, а остальные - двухполупериодными; на фиг фиг. 2-4 - принхщпиальная электрическая схема соответственно блока трансформатора, блока,однополупериодного каскада и блока двухползгпериодного каскада схемы шожения; на фиг. 5 - принципиальная электрическая схема умножителя напряжения, в которой nepBi и последующие нечетные каскады выполнены однопопупериодными, а остальные - двухполуперйодными на фиг. б и 7 - графики зависи- мостей выходной мощности схем умножения напряжения от сопротивления нагрузки при посто;янном напряжении Tia входе .(построение по экспериментальна данньм). Умножитель напряжения, состоящий из л каскадов, содержит блбк 1 трансформатора и блоки 2 и 3 одно- и двухполуперирдных каскадов Все блоки схемы включаются последовательно путем подключения выхода блока трансформатора к входу первого блока умножения, который, в свою очередь, свсдам выходом подключается к входу последующего блока умножения и т.д. Выходное выпрямленное и умноженное напряжение снимается с входного вывода 4 конденсатора разрядной колонны первого каскада умноже31

ния и выходного вьшода 5 конденсатора разрядной колонны каскада умножения (фиг.5) .

Блок 1 трансформатора состоит из сердечника, первичной и вторичной обмоток: последняя 6 в двухполупериодных и смешанных схемах имеет вывод от средней точки, который может быть заземлен.

Блок 2 одноП1Элупериодного каскада содержит два полупроводниковых диода 7 и 8 и два конденсатора 9 и 10, а блоЛ 3 двухполупериодного каскада четыре полупроводниковых диода It14 и три конденсатора 15-17.

Работа каскадов смешанной схемы умножения напряжений осуществляется аналдгично работе одно и двухполупериодиых каскадов классических схем умнсисения напряжения. Однако подзарядные конденсаторы Т8-20 двухполуперйодных каскадов в упрощенной части схемы заряжаются не до двойного, а до учетверенного амплитудного значения напряжений выходной обмотки трансформатораJ что важно при выборе параметров элементов схекшг.

5 . 4

Изменение направления включения днодов приводит к изменению полярности на выходе устройства.

На фиг. 6 показан график зависимости выходной мощности умножителя напряжения от сопротивления нагрузки для случая учетверения напряжения (четное число каскадов) двухползтериодной 21 и смешанных двухполупериодных 22 и однополупериоднык 23 схем, а на фиг. 7 - для упятерения напряжения (нечетное число каскадов) двухполупериодной24 и смешанных схем с первым и поспедующямя нечетными каскадами, выполиенными двухполупериодными 25 и однополупериодн|Л4И 26.

Применение предпагаемого з нозттеля напряжения с чередованием однои двухпрлупериодных каскадов по сравнению с двзпсполупериодной схемой позволяет уменьшить количество входящих элементов (конденсаторов в 1,20-1,29 раза, полупроводниковых

диодов в 1,33-1,50 раза), упростить схему,.увеличить выходную мощность и повысить надежность .схемы.

-V

rv

-.-ОJ

Фаг.г

Риг.З

Ф14г.

. УМНШИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий трансформатор, вторичная обмотка которого выполнена с выводом от середины ее витков, конденсаторы и диоды, соедине.нные по каскадной схеме умножения, подключенной к вторичной обмотке трансформатора, отличающийся тем, что, с цепью увеличения выходной мощности и упрощения его, нечетные каскады схемы я ножения, начиная с первого собраны по однополупериодной, a четные - по двухполупериодной схеме умножения. г

Сопротивление нагрузи, цон

. 70т Фиг.6