Высоковольтный генератор Советский патент 1980 года по МПК H03K3/53 

(54) ВЫСОКОВОЛЬГТНЫЙ ГЕНЕРАТОР Изобретение относится к рентгенотех|Нике, в частности к высойовольтным уст ройствам питания рентгеновских трубок аппаратах для дефектоскопии. Известен высоковольтный генератор, содержащий рентгеновскую трубку, однофазный инвертор, высоковольтный трансформатор, однофазный каскадный умножитель напряжения с подзарядной и разрядной колоннами конденсаторов, причем к первому каскаду умножителя подсоединена вторичная обмотка высоковольтного трансформатора, а рентгеновская трубка соединена с выходом разрядной крлонны конденсаторов 1 . Недостатком этого генератора является низкая удельная мощность, что объясняется тем, что в однофазном каскадном умножителе напряжения каждый предыдущий каскад, начиная с первого, является источником инерции для последую щих каскадов, и поэтому размеры умножителя определяются размерами конденсаторов зарядной и разрядной колонн. ЧТО И сказывается на удельной мощности генератора. Целью изобретения является повыше ше удельной мощности генератора и оптимизания нагрузки каждого каскада умножителя напряжения. Поставленная цель достигается тем, что в высмсовольтном генераторе, содержать р«атгеновскую трубку, однофазный , высоковольтный трансформатор, однофазный каскадный умножитель напряжения с подзарядной и разрядной колоннами конйШ1саторов, причем к первому каскаду умножителя подсоединена вторичная обмотка вьлсоковольтного трансформатора, а рентгеновская трубка соединена с выходом разрядной колонны конденсаторов, в высоковольтный трансформатор введена дополнительная обмотка, а в однофазный каскадный умножитель напряжения - дополнительный конденсатор, один вывод которого соединен с выходом подзарядной колонны конденсатоpOB, а другой - с ОДШ1М из выводов дополнительной обмотки, второй вывод которой соединен с выходом разрядной колонны конденсаторов, причем величины емкостей конденсаторов выбраны из соотношения

signK

VG, и

Ci 6.

величина емкости конденсатора

где первого каскада; величина емкости конденсатора К -ого каскада;

n количество каскадов умножени

tl при К ih/2 + 1 D приП7/К7И/2 +1/

К + 1/ ,

На чертеже приведена принципиальная элект1Жческая схема высоковольтного генератора.

Высоковольтный генератор содержит рентгеновскую трубку 1, однофазный инвертор 2, высоковольтный трансформатор 3 с первичной 4, вторичной 5 и дополнительной 6 обмотками, однофазный умножитель 7 напряжения с подзарядной 8 и разрядной 9 колоннами конденсаторов, причем к первому каскаду умножителя 7 подсоединена вторичная обцотка 5 1высрковольтного трансформатора 3, а рентгеновская трубка 1 соединена с выходом разрядной колонны 9 конденсаторов. Д6полнительнь1Й конденсатор 10 одним выводом соединен с выходом подзарядной колонны 8 конденсаторов, а другим - с одним из выводов црполнитель1юйоёмЬтки 6 трансформатора 3, другой вывод которой соединён с выходом разрядной колонны 9 конденсаторов.

Высоковольтный генератор работает следующим образом.

Однофазный инвертор 1 генерирует напряжение, которое повышается трансформатором 3, со вторичной обмотки 5 последнего напряжение поступает на первый каскад умножителя 7 напряжения. С дополнительной обмотки 6 через дополнительный конденсатор 10 напряжение поступает на последний каскад умножителя напряжения. Принцип работы умножителя напряжения заключается в последовательном суммировании напряжений на конденсаторах подзарядной и разрядной колонн 8 и 9.

Особенность работы умножителя напряжения можно рассмотреть на примере семикаскадного умножителя напряжения. В этом случае умножитель распадается на два четырехкаскадных умножителя с

IПОЛОВИННОЙ мощностью каждый, и передача энергии в умножителе происходит с двух сторон: от первого каскада к -о и от дополнительного (П + 1)-го :каскада к -ому.

Если бы исходное число каскадов был четным, то срединный -ый f конденсатор был бы общим.

Так как каждая из обмоток 5 и 6 питает половинное число каскадов умножителя 7, заряжая при этом только половину каждой колонны 8 и 9 до половины номинального напряжения и передавая ей половину номинальной мощности, то суммарная емкость конденсаторов умножителя равна:

Формула показывает, что умножитель напряжения предлагаемого высокоЬольт ного генератора имеет суммарную емкость конденсаторов в два раза меньшую чем известного. Зтр позволяет при той же мощности генератора значительно уменьшить его размеры, т.е. увеличить его удельную мощность. Незначительное увеличение размеров высоковольтного трансформатора за счет введения дополнительной обмотки несущественно

Оптимальное значение емкостей конденсаторов в каждом из каскадов умно-/ жителя напряжения определяется соотношением

V. -8..

ц

величина емкости конденсатора

где перврго каскада; Ci(- величина емкости конденсатора

К -ого каскада,

П - число каскадов умножения напряжения

Г1 при К П/2 + 1 К 10 при П7/К7П/2 1 L i4K n/2H-l Повышение удельной мощности генератора позволяет уменьшить его размеры и массу, повысить технологическую маневренность рентгеновского аппарата, в котором он использован, и тем самым повысить производительность труда при дефектоскопии.

Формулаизобретения

Высоковольтный генератор, содержащий рентгеновскую трубку, однофазный инвертор, высоковольтный трансформатор, одI нофазный каскадный умножитель напряжения с подзарядной и разрядной колоннами конденсаторов, причем к первому каскаду умножителя подсоединена вторичная обмотка высоковольтного трансформатора, а рентгеновская трубка соединена с ВЫХОДОМ разрйдной колонны конденсаторов отличающийся тем, что, с целый повышения удельной мощности генератора и оптимизации нагрузки каждого каскада умножите ля, в высоковольтный трансформатор введена . дополнительная обмотка, а в однофазный каскадный умножитель напряжения - дополнительный конденсатор, один вывод которого соединен с выходом подзарядной колонны конденсаторов, а другой с одним из выводов дополнительной обмотки, второй вывод которой соединен с

выходом разрядной колонны конденсаторов, причем величины емкостей конденсаторов выбраны из соотношения:

in-ZK 2|

f lslgnKi

fSl п

где С

- величина емкости конденсате

ра первого каскада, С -величина емкости конденсатора

К-ого каскада, П - число каскадов умножения,

fl, при К ГГ /2 + 1 Э, при + 1 + 1 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Заявка франции К 2051861, кл, Н 05 М 7/00, опублик. 14.05,71.

V