Регулируемый преобразователь постоян-НОгО НАпРяжЕНия C ВыСОКОВОльТНыМ ВыХОдОМ Советский патент 1981 года по МПК H02M3/335 

вольтной ячейки подключен ко втором выводу нагрузки 2. . При подаче управляющих сигналов высоковольтные коммутаторы, содержащие в своем составе высоковольтны ключи на транзисторах, подключают в последовательную цепь питания на рузки одну или несколько высоковоль ных ячеек постоянного напряжения. Таким образом, в зависимости от сиг налов управления на на;грузке можно получить дискретные величины высок напряжения,изменяющиеся от величин напряжения первой высоковольтной ячейки до суммы напряжений всего р да высоковольтных ячеек. Недостатками схемы являются слож ность устройства, связанная с большим количеством высоковольтных исто ников постоянного тока, а также сло ность, связанная с применением высоковольтных коммутаторов, каждый из которых содержит высоковольтные ключи в виде ряда последовательно соединенных -транзисторов, каждый транзистор высоковольтного коммутатора имеет в свою очередь собственную схему управления, обеспечивающую высокопотенциальную гальваническую развязку. Кроме Toto, с ростом количества выходных уровней пропорционально увеличивается количество элементов в схеме, что так же усложняет устройство. Кроме этог недостатком схемы является ее низкая надежность, связанная с-большим количеством элементов, находящихся под высоким напряжением, соизмеримым с выходным. Под высоким напряжением находятся все элементы высоковольтных коммутаторов и выходы вы соковольтных ячеек постоянного напряжения. Это приводит к ухудшению электропрочности устройства в целом Цель изобретения - упрощение схемы. Цель достигается тем, что в регу лируемом преобразователе постоянного напряжения с высоковольтным выходом, подключенным к емкостной нагрузке, содержащем две преобразовательные ячейки, выходы которых соединены между собой согласнопоследовательно, и регулирующий эле мент, входы.указанных ячеек соединены между собой также согласнопоследовательно, а точка их соедине 1ния подключена к выходному выводу регулирующего элемента, подключенного к входным выводам преобразователя, выходы ячеек совместно шунтированы опорным конденсатором, параллельно которому/включен резистор а выход одной из ячеек соединен с выходными выводами преобразователя На чертеже представлена принци Пиальная электрическая схема предлагаемого устройства. Преобразователь по входу подключен к низковольтному источнику 1, например к выпрямителю,. и содержит две преобразовательные ячейки 2 и 3 с высоковольтным выходом, выполненные, например, на основе высокочастотного транзисторного преобразователя напряжения. Параллельно низковольтному источнику 1 напряжения включен регулирующий элемент 4, представляющий собой, например, управляющий делитель напряжения на транзисторах, выход регулирующего элемента 4 подключен в точку соединения ячеек 2 и 3. Выходы ячеек 2 и .3 включены согласно-последовательно между собой и шунтированы опорным конденсатором 5, параллельно которому включен резистор б. Нагрузка 7 включена на выходе ячейки 3. Предлагаемый преобразователь работает следующим образом. Напряжение низковольтного источника 1 подается на ячейки 2 и 3, напряжение на входе которых распределяется в .соотношении -а упр где и,, - напряжение на входе ячей ки 2; UM,-,CI напряжение на входе ячейупь. Напряжение на конденсаторе 5 не зависит от Uyqp и равно Uon (и,К + UynP) KS , где К - коэффициент преобразования ячеек 2 и 3; Е - напряжение источника 1 питания. Напряжение на нагрузке 7 определяется уравнением УЬЫ- - .... Резистор б служит для разряда опорного конденсатора при выключении устройства и является балластной нагрузкой высоковольтных ячеек 2 и 3. Рассмотрим реакцию устройства при изменении . от нуля до Ь. При этюм емкость нагрузки 7 быстро заряжается через малое внутреннее сопротивление ячейки 3 до напряжения в соответствии с Ug;,,. . Конденсатор 5 при этом заряжен до того же напряжения. При уменьшении и,р до нуля на выходе ячейки 3 напряжение также снижается до нуля, а на выходе ячейки 2 напряжение равно той же величине КЕ. Это напряжение равно напряжению на конденсаторе 5 и компенсирует его по знаку. При выборе-емкости конденсатора 5 много больше, чем емкость нагрузки 7, выходное напряжение преобразователя принудительно устанавливается равным нулю. Разряд емкости нагрузки происходит через внутреннее сопротивление ячейки 2 и конденсатор 5.Разряд происходит быстро за счет малого со противления цепи разряда. Таким образом, устройство обладает высокой скоростью подъема и сброса напряжения. Аналогично схема работает и при подаче любого дискретного или непрерывного сигнала .

Предлагаемый преобразователь имеет более простую схему за счет исключения высоковольтных коммутаторов и схем управления к ним с высокопотенциальной развязкой и заменой их простым низковольтным регулирующим элементом; .более высокую электричес кую прочность и надежность за счет малого количества высоковольтных элементов,что позволяет объединить их конструктивно в один узел, герметизированный изолирующими компаундами; возможность получения на выходе непрерывно изменяющегося высокого напряжения при подаче с регулирующего элемента сигнала соответствующей формы.

Формула изобретения

Регулируемый преобразователь постоянного напряжения с высоковольтным выходом, подключенным к емкостной нагрузке, содержащий две преобразовательные ячейки, выходы которых соединены между собой согласно-последовательно, регулирующий элемент, отличают и йс я тем, что, с целью упрощения, входы указанных ячеек соединены между собой согласнопоследовательно, а точка их соединения подключена к выходному выводу регулирующего элемента, подключен0ного к входным выводам преобразователя, выходы ячеек совместно шунтированы опорным конденсатором, параллельно которому включен резистор, а выход одной из ячеек соединен с 5 выходными выводами преобразователя .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 0 1. Авторское свидетельство СССР 575743,. кл. Н 02 М 3/04, 1977..

2. Патент США №3723855, кл. Н 02 М 3/335, 1972.