Бестрансформаторное устройство умножения напряжения Советский патент 1981 года по МПК H02M7/10 

Изобретение относится к преобразовательной технике в части ползгчения высоких напряжений бестрансфррматорным способом и может быть испо зовано для питания мощных электроимпульсных систем, например для зарядки конденсаторной батареи импульсных генераторов плазмы, где вр мя между рабочими импульрами достаточно Велико для зарядки К01щенсаторной батареи. Известны бестрансформаторные уст ройства вьшрямления с умножением напряжения, например многокаскадные однофазные схемы выпрямления, с умно жением напряжения lJ. Работа схемы основана на работе однофазного удвоителя напряжения, при этом напряжение на нагрузке достигает номинального значения спустя V| полупериодов выпрямленного тока при умножении в И раз. Наряду с описанными (несимметрич ными) схемами выпрямления с умножением напряжения применяют и симметричные схемы. Наиболее близким к предлагаемому устройстру техническим решением является устройство вьшрямления. с умножением напряжения t. Недостатком этой схемы является большое внутреннее сопротивл1ние, неэффективное использование входящих В1 схему элементов и низкий КПД. Цель изобретения - уменьшение пульсаций выходного напряжения и расширение функциональных возможностей схемы. Эта цель достигается тем, что в бестрансформаторном устройстве умножения .напряже шя, содержащем однофазные удвоители напряжения вентильно-конденсаторного типа, указанные однофазные удвоители напряжения соединены последовательно в колонны, в каждой паре которых выходные цепи последовательно соединены через развязывающие диоды с выводами для подключения нагрузки, а входные цепи соединены с выводами для подключения трехфазного источника питания. На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства . Устройство содержит фазы J-3 трех фазной сети, конденсаторы 4-8 первой колонны первой пары, конденсаторы 9-13 второй колонны первой пары, диоды 14-17 первой колонны первой па ры, диоды 18-21 второй колонны первой пары, развязывающие диоды 22 и 23. Все три пары колонн равнозначны в работе, элементы в них повторяются, поэтому работу предлагаемого устройства рассмотрим на примере первой пары. Напряжением отрицательной полуволны 1, 3 через диод 14 заряжается конденсатор 4, затем диод 4 запирается, и через диод напряжением положительной полуволны фазы 1, 3 в сумме с напряжением конденсатора 4 удвоенным напряжением заряжается кон денсатор 5; напряжением последующей отрицательнбй полуволны фазы 1, 3 происходит повторная зарядка конденсатора 4 через диод 14, запертым ока жется диод 15 и конденсатор 5 разрядится через диод 16 на конденсатор 6 зарядив его до удвоенного напряжения Последующей положительной полуволной фазы., J , 3 в сумме с напряжением конденсатора 4 при запертом диоде 14 через диод 15 удвоенным напряжением повторно заряжается конденсатор 5 и так далее, пока через диод 17 зарядится конденсатор 8 до удвоенного напряжения. Во второй колонне напряжением положительной полуволны фазы 2, 3 через диод 8 заряжается конденсатор 9 затем диод 18 запирается и через диод 19 напряжением отрицательной полуволны фазы 2, 3 в сумме с напряжением ковденсатора 9 удвоенным напряжением заряжается конденсатор 10, напряжением последующей положительной полуволны фазы 2, 3 происходит повторная зарядка конденсатора 9 через диод 18 запертым окажется диод 19 и конденсатор 10 разрядится через диод 20 14 На кояденсатор 1 1, зарядив, его до удвоенного напряжения; последующей отрицательной полуволной фазы 2, 3 в сумме с напряжением конденсатора 9 при запертом диоде 18, через диод 19 удвоенным напряжением повторно заряжается конденсатор 10 и т.д., пока через диод 21 не зарядится конденсатор 13 до удвоенного напряжения. Таким образом, с пары колонн снимается выпрямленное напряжение, равное 2п.Е, где Ц- Число диодов в любой коло.нне, Е - значение ЭДС фазы. Предлагаемое устройство имеет меньшие габариты и вес по сравнению с используемыми трансформаторными устройствами, не требует ограничивающих сопротивлений и допускает регулировку выходных напряжений относительно питающего напряжения и, что немаловажно для повышения cos V сети, емкостной характер нагрузки. Предлагаемое устройство молсет быть использовано для питания мощных злектроимпульсных систем. Формула изобретения Бестрансформаторное устройство умножения напряжения содержащее однофазные удвоители напряжения вентильно-конденсаторного типа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с цель10 уменьшения пульсаций выходного напряжения и расширения функциональных возможностей, указанные однофазные удвоители напряжения соединены последовательно в колойны, в каждой паре которых выходные цепи последовательно соединены через развязыва ющие диоды с выводами для подключения нагрузки, а входные цепи сое цинены с выводами для подключения трехфазного источника питания. . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Рогинский В.Ю. Расчет устройств электропитания аппаратуры электрог связи, М., 1972, с. 140. 2.Векслер Г.С. Электропитание спецаппаратуры. Киев, 1975, с. 60.

У : 1

1

ц

31