Преобразователь переменного напряжения в постоянное с умножением напряжения Советский патент 1985 года по МПК H02M7/19 

4iik СО

00 СП

со Известны умножители напряжения, в которых для получения умножения напряжения на нагрузке в п раз требуется п вентилей и г конденсаторов 1 . Наиболее близким к изобретению по технической сущности является выпрямитель с умножением напряжения содержащий подключенный к выводам для источника переменного напряжения мост, два плеча которого образованы вентилями, два других конденсаторами, а диагональ постоян ного тока связана с цепью, состоящей из дополнительного вентиля и выходньк выводов, при этом конденса торы включены в противолежащие плечи моста, , а к параллельно вькодным вьшодам подключен конденсатор 23. Недостатки известных устройств заключаются в невозможности регулиfpoBaHHH напряжения на на;грузке и получении разных знйченйй напряжени Цель изобретения - обеспечение регулирования .одного напряжения Эта цель достигается тем, что в преобразователь переменного напряже ния в постоянное с умножением напряжения, содержащий мост, два проти волеягащих плеча которого о.бразованы диодами, а два других - конденсаторами, диагональ постоянного тока образована последовательно соединен ными диодом, включенньм согласно с диодами моста, и первь1м конденсат.рром, а также входные выводы, вве даны два коммутиру10щйх блока и дополнитёльньй мост с вторым конденса тором в диагонали постЬянного тока котЬрьй соединён последовательно с первым конденсатором, об разуя выходнью выводы. Один из крторьЕс подключен к вьтоду соответствующего введенного кo вiyтиpyющeгo блока, св бодный .вывод которого соединен с соответетвую1щйн одним из дополнител но введенных диодов, шунтируняцих конденса.тор соогветствующего моста в обратном направлении, а один из кода утирутощих блоков вьшол-нен со ступенчатьи регулированием. На чертеже представлена принципиальнйя схема предлагаемого устройства, ; Устройство содержит трансформат 1 с первичной обмоткой 2 и двумя вторичными обмотками З.Т и 3.2. Об мотка 3,1 одним выводом подключен к выпрямителю 4, которьй представл 92 ет собой утроитель напряжения в ви де моста,, дв.а противолежащих плеча которого образованы диодами 5 и 6, а два других - конденсаторами 7 и 8. Диагональ постоянного тока моста образована последовательно соединенными диодом 9 и KOHztencaTopoM 10. Другой вывод обмотки 3.1 подключен к коммутирующему блоку 11, свободный вывод которого соединен с дчодом 12, шунтирующим конденсатор 8 в обратном направлении. Обмотка 3.2 подключена к выпрямителю 13, которьй представляет собой, также как и выпрямитель 4, утронтель напряжения на диодах 14-16, конденсаторах 17-19, шунтирующем диоде 20 и коммутирукщем блоке 21, вьтолненном со ступенчатым регулированием. Конденсаторы 10 и 19 соединены последовательно, образуя вькодные выводы для подключения нагрузки 22, Коммутирующий блок 11 содержит встречно-параллельно включенные тиристоры 23 и 24. Коммутирующий блок 21 содержит управляемый замыкающий контакт 25. Заземление при необходимости может быть перенесено на один из выводов нагрузки 22 Блок 11 выполнен упрощенно, а блок 21 - более, сложно. В блоке 11 при упрощении тиристор 23 заменен на диод 26. В блоке 21 при усложнении ступенчатого регулирования последовательно с контактом 27 включена параллельная пара из диода 28 и отдельно управляемого замыкакяцего Контакта 29. Управление тЙ1 исторами 23 и 24 выполняют по известному вертикальному методу, применяя ждущий блокинг-генератор с насьщакщимся сердечником. Устройство работает следующим образом. Рассмотрим режим, при котором достигается шестикратное напряжение, а именно; контакт 25 замкнут, а у тиристоров 23 и 24 угол регулирования ei о (тиристоры открыты весь полупериод). При положительной полуволне напряжения на обмотках 3.1 и 3.2 положительные потенциалы находятся на зажимах, обозначенных точкой. При положительной полуволне в выпрямителе 13 через диоды 14 и 15 заряжаются, а в установившемся процессе подзаряжаются, конденсаторы 17 и 18, каждый до напряжения не более .Urrt ( Up, - амплитудное значение напряжения на вторичной обмотке трансформатора). При тон же положительной полуволне в выпрямителе 4 напряжение на обмотке 3.1, складываясь с напряжением зародившихся ранее ко.нденсаторов 7 и 8, создают на конденсаторе 10 напряжение, равное 3 и„. При отрицательной полуволне в выпрямителе 4 через диоды 5 и 6 под заряжаются до Cffrt конденсаторы 7 и 8, а в выпрямителе .13 напряжение на обмот-ке 3.2, складываясь с напря жением на конденсаторах 17 и 18, созда-ет на конденсаторе 19 напряжение, которое (при холостом ходе) TaKjsce равно Зи,. У конденсаторов 10 и 19, соединенных .последовательно, напряжения складываются, образуя шестикратное напряжение (при холостом ходе) и вызывая ток в нагрузке 22. Жесткость внещнёй характеристики ушестери/геля сохраняется такой же повъвпенной как в известном, потому что. .в создании каяЕдогс из утроенных напряжений: на конденсаторах 10 и 19 принимает непосредственное участие источник переменного напряжения Лрб мотки 3.1 и 3.2 трансформатора 1) и два зарядившихся от него конденсато ра (7 и 8 или 17 и 18). . Чтобы плавно уменьшить напр.яжение на нагрузке с шестикратньго до трехкратного, следует увеличить угол регулирования до значеиияо6 180 (тиристоры 23 и 24 всегда закрыты) .При этом об ратный диод 12 совместно с диодами 5 и 9 не позволяет напряжению на конденсаторе 10 измениться в обратном направлении более, чем на 3 В {cytwsi падений напряжения на упомян тых диодах при прямом токе). Если б не было обратного диода 12, то в указанных условиях конденсаторы 7, и Q Получили бы трехкратное напряжение обратной полярности через нагрузку 22 от выпрямителя 13, после чего ГОК через нагрузку 22 прекратился бы, при этом конденсаторы 7 и 8 могли бы повредиться, поскольку они-рассчитывают на однократное номинальное напряжение. Аналогичное действие оказывает обратньй диод 20 (в выпрямителе 13) совместно с диод ми 14 и 16 если, например, при полиостью открытых тиристорах 23 и 24 случайно нарушается цепь питания вьтрямителя 13 от обмотки 3.2. 594 Чтобы получить возможность плавно уменьшать до нуля трехкратное напряжение на нагрузке 22, необходимо одновременно возвратить в разомкнутое состояние контакт 25 в блоке 21, а также открыть тиристоры 23 и 24 в блоке 11. При этом составляющая напряжения на нагрузке со стороны вьЕПрямителя 13 уменьшается плавно (по мере разряда конденсаторов 17-19), а со стороны вьшрямителя 4 аналогично увеличивается. Затем, увеличивая у тиристоров 23 и 24 угол регулирования от Ы О до d 180, МОЖНО плавно уменьшить напряжение на нагрузке от трехкратного до нулеКогда коммутирующие блоки выполнены по упрощенному (второму) варианту, а именно: в блоке 11 тиристор 23 з.аменен на диод 26, а в блоке 21 последовательно с контактом 27 подсоединена параллельная пара из диода 28 и отдельно управляемого контакта 29, то для получения шестикратното напряжения должны быть замкнуты контакты 27 и 29, а также полностью открыт тиристор 24, т.е. у него угол регулирования должен быть с 0. Эатём для плавного уменьшения напряжения от шестикратного до четырехкратного увеличивают у тиристора 24 угол регулирования до значения ci 180 , когда тиристор полностью закрыт. В этих условиях выпрямитель 4 дает однократное напряжение, причем в работе находятся все три конденсатора 7-10, которые оказываютс.я включенными параллельно. Чтобы получить возможность плавно уменьшать напряжение от четырехкратного до двухкратного, при втором варианте коммутирующюс блоков необходимо одновременно вернуть в разомкнутое состояние контакт 29 в блоке 21, а также открыть тиристор 24 в блоке 11. Затем, увеличивая у тиристора 24 угол регулирования от оС О до ei 180 , можно плавно уменьшить .напряжение на нагрузке от четырехкратного до двухкратного. Чтобы получить возможность плавно уменьшать напряжение от двухкратного до однократного, при втором варианте коммутирующих блоков необходимо одновременно возвратить в разомкнутое состояние ещё контакт 27 в блоке 21, а также частично открыть

тиристор 24 в блоке 11 на такой угон регулирования, который обеспечил бы подачу от вьтрямителя 4 двухкратного напряжения.

Еще возможен третий ступенчатый вариант регулирования в устройстве, когда оба блока 11 и 21 выполнены так, как блок 21 при втором варианте регулирования. При этом можно получить следующие кратности напряжения (первой указывается кратность, создаваемая выпрямителем 4): (3 + 3)i (1 + 3)i (О + 3)i (1 + 1)J (О н- 1).

Предлагаемое устройство можно также использовать для знакопеременноге питания электрофильтров. При этом краткий импульс отрицательного напряжения на электрофильтре должен быть больше положительного. Если осадительный электрод электрофильтра, включаемьй помимо особого комму.татора, подсоединить к заземлению, а корронирующий электрод через особый коммутатор подключить к свободным выводам конденсаторов 10 и 19, н если коммутирующий блок 11 выполнить по второму варианту, а коммутирующий блок 21 - по первому вариату регулирования, то можно получить любое отношение модулей отрицательного и положительного напряжений в пределах от 1 до 3.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ С УМНОЖЕНИЕМ НАПРЯЖБ{ШЯ, содержащий мост, два п отиволежащшс плеча котсфого образованы J(, а два других KoiviteHcaTopafOi, диагональ постоянного тока образована последовательно соединенным диодом, включенным согласие с диодами моста, и первым конденратором, а также входные выводы, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью обеспечения регулирования выходного напряжения, в него введены два коммутирукщих блока и дополнительньй мост с вторьм конденсатором в диагонали постоянного тока, который соединен последовательно с первьш конденсатором, образуя выходные выводы, один из которых подключен к выводу соответствующего введенного коммутирумщего блоКА, свободный клвод которого соединён с соответствующим одним из дополга1тельно введенных диодов, шунтируицих коцдеясатор соответствующего моста в обратном направлении, ед а один из коммутирующих блоков выполнен со ступенчатым регулированием. .