Высоковольтный преобразователь переменного напряжения в постоянное с управляемой полярностью Советский патент 1993 года по МПК H02M7/10 

Изобретение относится к электропреобразовательной технике и предназначено для высоковольтных источников питания постоянного тока с изменяющейся полярностью выходного напряжения.

Целью изобретения является упрощение конструкции и уменьшение пульсаций выходного напряжения,

Высоковольтный преобразователь переменного напряжения в постоянное с управляемой полярностью поясняется чертежом и выполнен следующим образом.

Выпрямитель с умножением напряжения (в дальнейшем умножитель) содержит две цепочки последовательно соединенных конденсаторов 1.1-1.п и 2.1-2.п и цепочку последовательно согласно соединенных диодов 3.1-3.п. К одноименным (левым на чертеже) обкладкам конденсаторов 1.1-2.1 подключена вторичная обмотка трансформатора 4, а к одноименным (правым на чертеже) обкладкам конденсаторов 1.Л-2.П подключена вторичная обмотка трансформатора 5. Средние выводы указанных обмо-s ток через переключатель б подключены либо к общей точке, либр к выходному выводу преобразователя, к которому подключена нагрузка 7.

Источник переменного напряжения 8 через переключатель 9 в зависимости от полярности выходного напряжения подключен к соответствующим первичным обмоткам; трансформаторов 4 и 5. Полярность выходного напряжения задается положением переключателей 6 и 9.

Работа предлагаемого высоковольтного преобразователя заключается в следующем.

При подключении первичной обмотки трансформатора 4 через переключатель 9 к источнику переменного напряжения 8, а средних выводов вторичных обмоток трансформаторов 4 и 5 через переключатель 6 соответственно к общей точке и нагрузке 7 на выходе умножителя формируется поется. янное напряжение положительной полярности. При этом вторичная обмотка трансформатора 5 выполняет роль компенсирующей катушки индуктивности. Реактивные токи, проходящие через катушку и паразитные емкости умножителя сдвинуты по фазе относительно друг друга на 180°, что приводит к взаимной компенсации этих токов, а, следовательно, и снижению пульсаций выходного напряжения.

В другом положении переключателей (3 и 9 трансформаторы меняются ролями и на выходе умножителя формируется напряжение отрицательной полярности. Таким образом, разнополярное напряжение

реализуется при одноканальном исполнении высоковольтного преобразователя, чем достигается вторая цель изобретения - упрощение конструкции преобразователя.

Кроме того, использование вторичных обмоток трансформаторов в качестве компенсирующих катушек позволяет увеличить напряжение на последнем каскаде, т.е. повысить эффективность умножителя, что в конечном счете дает возможность уменьшить количество каскадов умножения по сравнению с прототипом при одном и том же выходном напряжении.

Первичные обмотки трансформаторов 4.

5 (при отрицательном выходном напряжении) и 5(при положительном выходном напряжении) можно использовать для измерения выходного напряжения преобразователя, для формирования сигнала обратной связи в си0 стеме стабилизации выходного напряжения или для электропитания устройств, находящихся под высоким потенциалом. .

Положительный эффект от использования изобретения по сравнению с прототи5 пом заключается в том, что:

- пульсации выходного напряжения по сравнению с прототипом снизились по меньшей мере в 100 раз;

-эффективность умножителя 0,9 против

0 0,6 у прототипа, т,е. выходное напряжение увеличилось в 1,5 раза..

Простота конструкции, низкий уровень пульсаций,/ высокая эффективность позволят использовать высоковольтный преобра5 зователь в технике высоких напряжений, где требуются реверсируемые источники питания,:

Формула изобретения Высоковольтный преобразователь пе0 ременного напряжения в постоянное с управляемой полярностью содержащий первый и второй входные выводы для подключения источника переменного напряжения, первый и второй выходные выводы для

5 подключения нагрузки, два трансформатора, каждый из которых выполнен с одной первичной и одной вторичной обмотками, выпрямитель с умножением напряжения, выполненный по однофазной каскадной ди0 одно-конденсаторной схеме, включающей две цепочки из последовательно соединенных конденсаторов, и цепочку из последовательно согласно включенных диодов, общие точки соединения которых подключены к со5 ответствующим общим точкам соединения конденсаторов указанных цепочек, а также переключатель входного напряжения, причем один вывод первичной обмотки каждого из трансформаторов соединен с первым входным выводом, другой вывод первичной

обмотки первого трансформатора соединен с первым выводом переключателя входного напряжения, средний вывод которого соединен с вторым входным выводом, а другой вывод первичной обмотки второго трансформатора соединен с вторым выводом указанного переключателя, вторичная обмотка первого трансформатора включена между свободными выводами первых конденсаторов первой и второй конденсаторных цепочек указанного выпрямителя, а первый выходной вывод выполнен общим, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и уменьшения пульсаций выходного напряжения, вторичная обмотка

0

второго трансформатора включена между свободными выводами последних конденсаторов первой и второй конденсаторных цепочек указанного выпрямителя, и дополнительно введен переключатель выходного напряжения, причем вторичная обмотка каждого из трансформаторов выполнена с отводом от середины ее витков, первые одноименные крайние выводы переключателя выходного напряжения соединены с вторым выходным выводом, его вторые одноименные крайние выводы соединены с первым выходным выводом, а каждый из его средних выводов соединен с отводом вторичной обмотки соответствующего трансформатора.

Использование: изобретение может быть использовано в высоковольтных источниках питания постоянного тока с изменяющейся полярностью выходного напряжения. Сущность изобретения: устройство состоит из двух трансформаторов 4, 5, выпрямителя с умножением напряжения, содержащего две цепочки последовательно соединенных конденсаторов 1.1-1.П и 2.1- 2.п и цепочку последовательно согласно соединенных диодов 3.1-3.п, и входного 9 и выходного 6 переключателей напряжения. К одноименным обкладкам конденсаторов 1.1 и 2.1 подключена вторичная обмотка трансформатора 4, а к одноименным обкладкам конденсаторов 1 ,п и 2.п подключена вторичная обмотка трансформатора 5. Средние выводы указанных обмоток через переключатель 6 подключены либо к общей точке, либо к выходному выводу преобразователя, к которому подключена нагрузка 7. Источник переменного напряжения 8 через переключатель 9, в зависимости от полярности выходного напряжения, подключен к соответствующим первичным обмоткам транс- Форматоров 4 и 5. Полярность выходного напряжения задается положением переключателей 6 и 9. 1 ил.