Зарядное устройство Советский патент 1978 года по МПК H03K3/53 

Цель достигается тем, что в зарядном устройстве, содержащем транзистор, вэмнттерную день которого включен пьезоэлектрический трансформатор, накопительный конденсатор, подключенный к выходу пьезоэлектрического трансформатора через выпрямитель, а также дроссель и конденсатор, дроссель включен параллельно входу пьезоэлектрического трансформатора, а база транзистора соединена с электродом обратной связи пьезоэлектрического трансформатора через конденсатор.

Чтобы исключить шунтирование ПТР по электроду обратной связи и тем самым ноБысить устойчивость работы, в устройстве использован составной транзистор.

На чертеже нриведена принципиальная электрическая схема зарядного устройства.

Зарядное устройство содержит транзистор 1, в эмиттерную цепь которого включены параллельно соединенные пьезоэлектрические трансформатор 2 и дроссель 3. К выходу пьезоэлектрического трансформатора 2 подключен накопительный конденсатор 4 через выпрямитель 5. База транзистора 1 соединена через конденсатор 6 с электродом обратной связи пьезоэлектрического трансформатора 2. Исходный режим но постоянному току транзистора 1 задан резистором 7, включенным между базой и коллектором. Зарядное устройство работает в автоколебательном режиме.

При включении источника питания в замкнутой системе, образованной транзистором 1, пьезоэлектрическим трансформатором 2, дросселем 3 и конденсатором 6, возникают незатухающие колебания, частота которых равна частоте настройки пьезоэлектрического трансформатора 2. Колебательный контур, образованный дросселем 3 и входной емкостью иьезоэлектрического трансформатора 2, ударно возбуждаются. При этом транзистор 1 запирается по цепи эмиттера переменным напряжением, наведенным в контуре, что позволяет получать на входе пьезоэлектрического трансформатора 2 переменное напряжение с амнлитудой, в несколько раз превышающей напряж:ение источиика питания постоянного тока. С электрода обратной связи переменное напряжение гармонической формы подается на базу транзистора 1 через ускоряющую цепь, образовапную конденсатором 6 н резистором 7. Применение обратной связи через ускоряющую / С-цепь позволяет осуществлять подпитку контура эмиттерным током транзистора 1 в моменты, когда мгновенное значение напряжения па контуре близко к нулю. В результате колебания в системе быстро нарастают но амплитуде, несмотря на значительное потреблепие эпергии в цепи нагрузки пьезоэлектрического трапсформатора 2, особенно в начальный момент заряда накопительного конденсатора 4.

Предельное напряжение, до которого заряжается накопительный конденсатор 4, зависит как от типа пьезоэлектрического трансформатора н напряжения источника

питания, так и от исходного режима, заданного транзиетору 1 через резистор 7. Однако при малом сопротивлении резистора 7 автоколебательный режим неустойчив и может быть сорван. Причиной срыва актоколебательного режима является шунтирование пьезоэлектрического трансфор.матора 2 по электроду обратной связи малым сопротивлением резистора 7. Чтобы обеспечить устойчивый автоколебательный режим

и возможность зарядки накопительного конденсатора 4 до высокого постоянного напряжения, необходимо иснользовать транзистор с большим коэффициентом передачп по току базы.

Более целесообразны.м является использование в схеме зарядного устройства составного транзистора, полевого транзистора или любого другого устройства с высоким входным сопротивлением.

Испытания данного зарядного устройства показали, что при применении изобретения можно устойчиво заряжать накопительный конденсатор емкостью 0,1 мкФ до напряжения 10 кВ, используя источник питания напряжения около 30 В. При этом габариты н масса зарядного устройства определяются в основном габаритами и массой лищь трех элементов: транзистора 1, пьезоэлектрического трансформатора 2 и накопительного

конденсатора 4.

Формула изобретения

Зарядное устройство, содержащее транзистор, в эмиттериую цепь которого включен пьезоэлектрический трансформатор, резистор, включенный между базой и коллектором транзистора, наполнительный конденсатор, подключенный к выходу ньезоэлектрнческого трансформатора через выпрямитель, а также дроссель и конденсатор, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и снижения габаритов и

массы устройства, дроссель включен параллельно входу пьезоэлектрического трансформатора, а база транзистора соединена с электродом обратной связи пьезоэлектрического трансформатора через конденсатор.

Источники информации, принятые во внимание при эксиертизе

1.Коновалов М. Б. и др. Применение иьезоэлектричееких трансформаторов иапряжения в зарядных статических преобразователях. - В ки. Системы электропитания потребнте.тей нмпул1зсной моп1,ностн. М., «Энергия, 1976.

2.Патент США № 3562792, кл. 310-8, 1968.

+szf-Hh

II