Цикличный умножитель постоянного напряжения Советский патент 1961 года по МПК H02M3/18 

Изобретение касается циклических умножителей напряжения, luiстроенных на использовании заряда конденсаторов.

PisBecTHbi умножители постоянного напряжени51, ,3yioinHe заряд конденсаторов. Также известно н их многокаскадное выполнение с электрическими вентилями.

Известные умножители в зависимости от условий влажносги и допускаемой погрешности используются весьма ограниченно в тех случаях, когда при небольшом умножении допускается сравнительно большая иогрешность.

Предлагаемое изобретение иоззоляет получать умножение напряжения в десятки и тысячи раз с допустимой погрешностью и при использовании обычных конденсаторов переменной емкости.

Отличительной особенностью умножителя является то, что с целью многократного у.множения напряжения на выходном конденсаторе постоянной емкости, параллельно ему подключен переменный конденсатор с циклически изменяелюй емкостью, отделенньи от выходного конденсатора и от источника умножаемого напрял ения элек-|рнческ1 ми вентилями.

Вентили включены так, что при уменьшении емкости иеременного конденсатора и увеличении нанряжения на нем, первый вентиль закрывается, препятствуя прохождению тока в цепь умножаемого напряжения, а при увеличении емкости переменного конденсатора закрывается второй вентиль.

Для исключения возможности частичного разряда через закрытые вентили вместо последних могут быть применены механические сннхропереключатели, обеспечивающие циклы токопрохождения аналогично вентилям.

С целью получения значительного коэффициента умножения постоянного напряжения, цикличный умножитель может быть выполнег в лиде нескольких каскадов.

№ 140867.-- 2 На фиг. 1-5 приведены ряд принципиальных электрических схем предлагаемого цикличного умножителя.

Простейшая электрическая схема умножения постоянно действующего напряжения приведена на фиг. 1. На схеме изображены: источник измеряемого напряжения U, умножительный конденсатор С переменной емкости, выходной конденсатор Со постоянной емкости, на зажимах которого получается умноженное напряжение V, вентили (как правило ламповые) Mi и Д, электростатический или ламповый вольтметр V (с большим входным сопротивлением).

Рассмотрим работу схемы по циклам, понимая под каждым циклом процесс уменьшения переменной емкости С от С до Сmin с последуюш,им, к началу следуюш,его цикла, увеличением ее опять до С,

К началу первого цикла оба конденсатора С (при ) и GO заряжены до напряжения L/x- При уменьшении переменной емкости С до С min напряжение на ней увеличивается, благодаря чему вентиль Д оказывается запертым, а через вентиль Д от емкости С к емкости Со проходит зарядный ток- Повышается напряжение на конденсаторе Со. Затем при увеличении переменной емкости до С„,„. напряжение на ней уменьшается, благодаря чему вентиль Дз закрывается и уединяет выходной конденсатор Со, на котором остается напряжение LWI Ti.i- где 7) -коэффициент умножения перзого цикла. Вентиль Д: открывается в тот момент времени, для которого напряжение на конденсаторе Со становится равным U.

Аналогичные переключения в схеме будут происходить и при последующих циклах.

Легко показать, что в предлагаемой схеме коэффициент умножения не зависит от величины емкости Со выходного конденсатора, которая влияет лишь на число циклоа. Коэффициент умножения также не зависит от абсолютных значений Cmin и С„,ах, а определяется

лишь отношением -j.

Для обеспечения четкой работы вентили Д и U2 должны иметь высокое сопротивление. В особо ответственных случаях их лучше заменить связанным с валом переменного конденсатора синхропереключателем Яа (фиг. 2), обеспечивающим замыкание цепи от С к С,, при подъеме напряжения на С (при Стах Сты) и от С к источнику измеряемого напряжения Ux при уменьшении напряжения на С (при

(С.,пг71 ,x)Переключатель П играет вспомогательную роль, он замкнут перед началом умножения, обеспечивая зарядку измеряемым напряжением обоих конденсаторов.

На фиг. 3 приведена электрическая схема для умножения импульсных величин напряжения заряда конденсатора, например для измерения выходного постоянного .напряжения пикового вольтметра, где умножается не постоянно приложенное и неизменное по величине напряжение U, а напряжение на зажимах накопительного конденсатора CH, являюпдегося выходным элементом импульсного вольтметра и входным элементом умножителя.

До начала процесса умножения на зажимах накопительного конденсатора С„ действует наттряжение V, которое и должно быть умнож.ено 3 7 п раз. После начала процесса умножения в первой половине каждого цикла емкость переменного конденсатора С уменьшается до Cmin и он повышает напряжение на выходном конденсаторе С„, а во второй половине каждого цикла, когда емкость конденсатора С вновь увеличивается до С ,„,,д., частично утраченный им заряд восполняется входным накопительным конденсатором CH через открытый вентиль Дь В результате этого процесса напряжение заряда входного

накопительного конденсатора Си с каждым циклом понижается, тогда как выходное напряжение увеличивается.

Здесь так же, как и на фиг. 1 и последующих фиг. 3 и 4 вентили могут быть заменены контактами синхропереключателя.

На фиг. 3 и 4 приведены электрические схемы каскадного включения цикличных умножителей, обеспечивающие получение значительного коэффициента умножения. На фиг. 3 умножается постоянно действующее напряжение И на фиг. 4 умножается напряжение заряда конденсатора СН. Схемы выполнены двухкаскадными и содержат переменные емкости Ci и €2, постоянные емкости Coi и Coj, вентили .- При применении двухкаскадной схемы возможно осуществление, например, 2500-кратного умножения напряжения.

Предмет изобретения

}. Циклический умножитель постоянного напряжения, отличающийся тем, что, с целью многократного умножения напряжения на выходном конденсаторе постоянной емкости, параллельно ему подключен переменный конденсатор с циклически изменяе.моГ емкостью, огделенный от выходного конденсатора и от источника умножаемого напряжения электрическими вентилями так, что при уменьщении емкости переменного конденсатора первый вентиль закрывается, препятсгвуя прохождению тока в цепь умножаемого напряжения, а нри увеличении емкости переменного конденсатора закрывается второй вентиль.

2.Циклический умножитель по н. 1, отличающийся тем, что, с целью исключения утечек через закрытые электрические вентили, применены механические синхропереключатели, обеспечиваюн1,ис циклы токопрохождения аналогично вентилям.

3.Циклический умножитель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью увеличения коэффициента умножения постоянного напряжения, выполнен многокаскадно.

- 3 -Л j 40867

N-T1,

D,

D,

С - i:r,i

Фиг I

л1

.

(K,)

I1L1sf

2