Двухтактный умножитель постоянного напряжения Советский патент 1979 года по МПК H02M3/135 H02M7/19 

Изобретение относится х преобразовательной тех.ннке, к зарядным устройст1ва.м емкостных наконнтелей энергип, 1сиольз емых в частности, в приборах литания млульсных источников высокоинтенейвного света.

Известный умно/га1тель ностояиного напряжения обладает больн1нми габаритами и малой надёжностью.

Извеегно также устройетво 2, взятое за ирототии, «оторое содер/к.ит нодк тючеиную ко входным вЫ:В(дам ценочку, состоящую из линейной л 1дуктивност.и, днода и наколительного конденсатора, а также коммутнруюиигй элемент, один ;из силовых выводов которого соединен с обшей точкой лннейной иидукти:вности i диода, а связан с точкой входного :i выходно Ч) 15ЫВОДОВ.

Данное уетройство обесиеч1гвает иовышенное, но срав нению с налряженнем лсточника ннталля, выходное наиряжение. Выходная MOHiHocTb умножителя зависит от накопленной в индуктивности энергии, значение которой он1ределяется током, нротекаюи1им через указаии ю индуктивность при замкнутом состоянии коммутато-ра. При лнтан.ии от источника постоянного наиряжения ток заряда ннд.ктивности изменяется но экспоненциальному закону. Значение

тока и соотвегствукмиая ему отоираемая от источника инталия мониюсть )1роиорцлональны временн заряда )идуктивност)1, которое, , ирактнчески не превышает (1-3) т (). Одиако медс)сгато ;нзвесхиого устр()| |ства, связанный с эксиоиенциа. формо1 1 зарядного тоха, состоит в том, что во всем практически иснользуемом диаиазоне в К ме1н заряда лндуктивноети указанное устройство irxitcT шгзкий коэффнииент нсиользова)гия мошност) нсточника нлтаиия и соответственно низкук) выходную мониюсть, ;ie нре вьииакнцую 20%, а с }четом потерь мощности нрл иакоилеи П1 энергн в нндуктивности и иослед ОН1ей ее нередачн в емкость, не нревышаюшую 10% м()н,11остн источника иитания. Использование известно1-о устройства для нол чення повышенных частот инклов зарядки емкост: (время заряда 1нлдукт11вноети меныие 0,5) н)ивод)1т к еше большему сниженню выходно MOHIHOCTH, eocTai ляюшей в этом случае не более (-4- 81о) от мош,иости источника ннтання.

Целью нзобретония являете оювьпнешк выходной MoiiuH)i.Ti уетро| 1ства или, что -колнчественно равнозначно, ноь ьпненне к;;эффлннента исиользовання )cти нсточника нитання. В нредла)аемом ycTpoiicTiie эта цель Д(1ет 1гается :;к„|ючен)ем .тедонательно с комм таторг м конденсатора, ш}нти,рова иного резисто()ом. При этом значение вспомогательной емкости выбирается таким, чтобы при замыкании коммутатор;: ток заряда ипдуктивносгн поменялся по сп:11усоидальпому закону.

Принципиальная схека умножителя изображена на фиг. I.

Умножитель содерж т источ.гкк напряжения /, .к выxoдны : зажимал которого подключена пепь заряда копде}1сато)а 2, состоящая из ипдуктпвности 3 и управляемого коммутпр -|ОП1его элемента (тиристора) 4.

Параллельно копденсато()у 2 -ijK.TioMen резистор .5. Последовательно с индуктивностью 3 л параллельно последовательпо соеДнненным THpincTopy 4 и копденсатору 2 включена пепь заряда накопительного конденсатора 6, состоящая нз последовательно соедипенных диода 7 :i паконител1 ного конденсатора 6. Параллельно иакопптельному конденсатору 6 включен в качестве нагргз1Ш ;нмпульсный источник света 8. Для ун)авления .коммутирующи.м элел ентом 4 нспользуется устройство включеппя и выключення 9.

Устройство .работает следующим об)а30 М.

При включепин тпр.истора 4 через конденсатор 2 начинает нротекать ток, обеспеч.иваюп ий 1наконленпе эперг:-ж в нндуктп ности 3. Прп достижении необход |мого значения тока в индуктисИюстн 3 тиристор 4 (Выключается устройством 9. При выключелип ниристора 4 кондеггсатор 2 разряжается на резистор 5, а конденсатор 6 заряжается током, поддерл иваемы 1 энергией, запасенной iB индуктивности о, и энергией источинка напряжения /. Диод 7 фикспрхет п.апряжение на конденсаторе 6 и предотвращает разряд емкости па источник напряжения /.

Затем подается имнульс заЖИ -аиия на управляющий электрод источника света 8 и происходит разряд накопительного конденсатора 6 на источник света 8.

Следующие циклы заряда копдетгсатора 6 происходят аналогичньгк образом.

Плавное 1регулпрозанн- .напряжения на накопительном конденсаторе 6 (гвляегся .измеиеаием впеменп задержкп выключения TJ-ipiHCTOpa 4 относите.ПзПо момента его включения. Стабилизация наирялхення .на .накопительном конденсаторе 6 достигается 1вы:ключением тиристора 4 в момент достижения напряжения на кондепсаторе 2 ИЛИ тока через ти.ппстор 4 заданной величины.

Ток заряда -п.1дукти 10сти 3 максимальное значе1 1;е ирн ;51) зарядка niax. равном четве уги перпода колгбааля :ко нтура заряда конденсатора 2. При равных значенпя.х .мения 1 пдуктнвности о, пакон1:телы1ого к(Л1де с;1тора 6, времени заряда индуктивности 3 и MOUiHOCT.ii источника пнташш в известном п данном умножителях данный умиож.чтсл.ь

обеспечнвает зпачитель;1(о А/зелнчепне иыходной .мондностп. В 3aFiiiCH-MOCTH от зременн заряда ппдуктпвпости 3 /з |5т увеличсиие выходной IWOUIHOCTH с учетом потерь в ироцессе иакопленпя энсргля з Индукти -;ностп 3 и послед;.ющей нерсдачи этой энсрnui в копдепсатор 6 может доет Пать вос ;мнкратного значения.

Таким образом, чтобы передать в наГрузку мони-юсть, выходной MOHIности предлагаемого уетройст15а, необходимо увеличивать в несколько раз количество одновременно работающагх (звестных стройств.

Па фнг. 2 ириведены к 1нвые токои заряда индуктивности ;извест1 ого ;; и да||иого iV у.множителя. Так как мощность пропорциональна квадрату тока заряда, то фнг. 2 .может рассматрпватьо как иллюстрация превосходства предлагаемого ттройства иад известны.м. Кривые тока разряд. инд}жтнвности 3 на конденсатор 61П)казаны на фиг. 2 пунктиром. При необходимости днод 7 может быт заменен ком.мутирующим элементом. Данный у.мпожител .может

быть применен -и при переме11ном вход1:о.м наиряжении.

Фор .м ,1 а и 3 обре т е н и я

Двухтактиый умножпте;П) постоянного панряжепия, содержащий подключенную ко входным вывода. Пеночку, состоящую нз линейной япдуктпвностн, дпода и накопительного конденсатора, а также ком.м тлруюни- Й элемент, один из сн.товых 1 1з1водо;5 которого соединен с общей точкой ли ;ейной ппдуктивности и диода, а д)угой связан с общей точкой входного п выходного зынодов, о т л и ч а ю щ п и с я тем, что, с целью

х .зелпчения 1пмходной MOHIHOCTH, последовательно с KOM.viyTHpyionui vt эле.ментом включеп кондепсатор, п унтирова;(ный резистором.

1Тсточннки пнформац1иН, принятые во

внимание при экспертизе:

1.Патенч США ЛУ 2773200 ь/л 307-11(5 195G.

2.Патент США Л« 3263099. кл. 307-109, 1967.