Умножитель постоянного напряжения

 

УМНОЖИТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий источник постоянного напряжения, отрицательная клемма которого соединена с первым выводом управляемого зарядного ключа, выходной конденсатор, один вывод которого соединен с положительным выходным выводом, и параллельно включенных цепочек, состоящих каждая из двух соединенных последовательно через конденсатор разрядных диодов, объединенные аноды которых соединены с первым выводом управляемого разрядного ключа, П- зарядных диодов, соединяющих разнополярные обкладки конденсаторов смежных цепочек, причем анод каждого из зарядных диодов подключен к отрицательной обкладке конденсатора предыдущей цепочки, его катод - к положительной обкладке конденсатора последующей цепочки, а отрицательная обкладка конденсатора последней цепочки соединена с вторым выводом управляемого зарядного ключа, схему управления разрядным ключом и схему управления зарядным ключом, выходы которьк соединены с управляющими входами соответственно разрядного и зарядного ключей, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД при получении дискретного ряда выходных напряжений, в раз болычих входного напряжения, второй вывод управляемого разрядного ключа соединен с положительной клеммой источника (Л постоянного напряжения, вторым выводом выходного конденсатора и анодом дополнительно введенного входного диода, катод которого соединен с положительной обкладкой конденса тора первой из П параллельных цепочек , объединенные катоды разрядных диодов параллельных цепочек соединесо ны с положительным выходным выводом, а отрицательная клемма источника 4ik постоянного напряжения соединена с отрицательным выходным выводом.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

С(,ЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) эш Н 02 M 7/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3460631/24-07 (g2) 05.g?.82 (46) 15. 10.84. Бюл.У38 (72) А.В.Клименов, В.Ф.Осипов и Е.В.Рабинский (53) 621. 314.632 (088. Я) (56) 1. Патент ФРГ 26216949 кл. Н 02 M 7/10, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

-543109, кл. Н 02 И 7/10, 1973. (54) (57) УМНОЖИТЕЛЬ ПОС РОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий источник постоянного напряжения, отрицательная клемма которого соединена с первым выводом управляемого зарядного ключа, выходной конденсатор, один вывод которого соединен с положительным выходным выводом, l1 параллельно включенных цепочек, состоящих каждая из двух соединенных последовательно через конденсатор разрядных диодов, объединенные аноды которых соединены с первым выводом управляемого разрядного ключа, и -1 зарядных диодов, соединяющих разнополярные обкладки конденсаторов смежных цепочек, причем анод каждого из зарядных диодов подключен к отрицательной обкладке конденсатора предыдущей цепочки, его катод — к положительной обкладке конденсатора последующей цепочки, а отрицательная обкладка конденсатора последней цепочки соединена с вторым выводом управ" ляемого зарядного ключа, схему управления разрядным ключом и схему управления зарядным ключом, выходы которых соединены с управляющими входами соответственно разрядного и зарядного ключей, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД при получении дискретного ряда выходных напряжений, в " " раз больших входного напряжения, второй вывод управляемого разрядного ключа соединен с положительной клеммой источника постоянного напряжения, вторым выводом выходного конденсатора и анодом дополнительно введенного входного диода, катод которого соединен с положительной обкладкой конденсатора первой из П параллельных цепочек, объединенные катоды разрядных диодов параллельных цепочек соединены с положительным выходным выводом, а отрицательная клемма источника постоянного напряжения соединена с отрицательным выходным выводом.! 1119

Изобретение относится к преобразовательной технике, а более конкрет" но к вторичным источникам питания постоянного напряжения, и предназначены для питания электро- и радио- 5 .аппаратуры.

Известен умножитель напряжения, содержащий источник входного напряжений, положительная клемма которого соединена с анодом входного диода и первой клеммой .управляемого разрядного ключа, а отрицательная клемма — с первой клеммой управляемого зарядного ключа и отрицательной клеммой выхода, выходную накопительную емкость, положительная обкладка которой соединена с положительной клеммой выхода, а отрицательная обкладка — с положительной клеммой источника входного напряжения. Ка- 20 тод входного диода через емкость подсоединен к эмиттерам управляемых зарядных и разрядных ключей. Положительная обкладка накопительной емкости соединена с катодом разрядного диода, анод которого соединен с катодом входного диода P1) .

К недостаткам данной схемы относятся возможность умножения напряжения.только вдвое и невозможность с 9 получения дискретного ряда напряжений.

Наиболее близким к предлагаемому является умножитель постоянного напряжения, отрицательная клемма кото- Ç5 рого соединена с первым выводом управляемого зарядного ключа, содержащий также выходной конденсатор, один вывод которого соединен с положительным выходным выводом, и ппаарраалл-40 лельно включенных цепочек, состоящих из двух соединенных последовательно через конденсатор разрядных диодов, объединенные аноды которых соединены с первым выводом управляемого разряд-45 ного ключа, h -I зарядных диода, соединяющих разнополярщае, обкладки конденсаторов смежных .цепочек, при чем анод каждого из зарядных диодов подключен к отрицательной обкладке 50 конденсатора предыдущей цепочки, его катод — к положительной обкладке конденсатора последующей цепочки, а отрицательная обкладка конденсатора последйей цепочки соединена с вто-55 рым выводом. управляемого зарядного ключа, схему управления разрядным ключом и схему управления зарядным

142 ключом, выходы которых соединены с управляющими входами соответственно разрядного и зарядного ключей (2)

Недостатком этого устройства является возможность умножения на" пряжения только в 1/ раз, т.е. получения выходных напряжений, меньших входного напряжения, причем при получении дискретного ряда выходных напряжений, в "+ раз больших входного напряжения, требуется введение дополнительных элементов, снижающих КПД устройства.

Цель изобретения — повышение КПД устройства при получении дискретного. ряда выходных напряжений, в " 1 раз и больших входного напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в умножителе постоянного напряжения, содержащем источник постоянного напряжения, отрицательная клемма которого соединена с первым выводом управляемого зарядного ключа, выходной конденсатор, один вывод которого соединен с положительным выходным выводом, П параллельно включенных цепочек, состоящих каждая из двух соединенных последовательно через конденсатор разрядных диодов, объединенные аноды, которых соединены с первым выводом управляемого разрядного ключа, 11 -1 зарядных диодов, соединяющих разнополярные обкладки конденсаторов смежных, цепочек, причем анод каждого из зарядных диодов подключен к отрицательной обкладке конденсатора предыдущей цепочки, его катод — к положительной обкладке конденсатора последующей цепочки, а отрицательная обкладка конденсатора последней цепочки соединена с вторым выводом управляемого зарядного ключа, схему управления разрядным ключом и схему управления зарядным ключом,, выходы которых соединены с управляющими входами соответственно разрядного и зарядного ключей, второй вывод управляемого разрядного ключа соединен с положительной клеммой источника постоянного напряжения, вторым выводом выходного конденсатора и анодом дополнительно введенного входного диода, катод которого соединен с положительной обкладкой кондеисаторЬ первой из 1 параллельных цепочек, объединенные катоды разрядных диодов параллельных цепочек соединены с поло1119142

20 жительным выходным выводом, а отрицательная клемма источника постоянного напряжения сбединена с отрицательным выходным выводом.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого умножителя постоянного напряжения.

Умножитель постоянного напряжения содержит источник 1 постоянного входного напряжения, входной диод 2, уп- 10 равляемый разрядный ключ 3, управляемый зарядный ключ 4, выходной накопительный конденсатор 5, схему

6 управления разрядным ключом, схему 7 управления зарядным ключом, 15

ll параллельно включенных цепочек, состоящих из двух последовательно соединенных через конденсатор 8 разрядных диодов 9 и 10 и И -1 зарядных днодов 11.

Источник 1 выходного напряжения соединен положительной клеммой с анодом входного диода 2 и первой клеммой управляемого разрядного ключа 3, а отрицательной клеммой — 25 с первой клеммой управляемого зарядного ключа 4 и отрицательной клеммой выхода. Выходной конденсатор 5 соединен положительной обкладкой с положительной клеммой выхода, а отри- З0 цательной — с положительной клем. мой источника 1 входного напряжения.

Управляющий вывод разрядного ключа

3 соединен с выходом схемы б управления разрядным ключом. Управляющий вывод зарядного ключа 4 соединен

:с выходом схемы 7 управления заряд ным ключом. Разрядные диоды 9 и 10 соединены последовательно через конденсаторы 8 в 11 параллельно вклю — 40 ченных цепочек, Д-1 зарядных диодов . 11 соединяют разнополярные обкладки конденсаторов.8 смежных цепочек.

Катод входного диода 2 соединен с положительной обкладкой конденсатора в первой цепочке. Вторая клемма управляемого зарядного ключа 4 соединена с отрицательной обкладкой конденсатора в последней цепочке.

Объединенные катоды разрядных диодов 9 параллельных цепочек соединены с положительной обкладкой выходного конденсатора 5. Объединенные аноды разрядных диодов 10 параллель-. ных цепОчек сОединены сО втОрОй клем у мой управляемого разрядного ключа 3.

В качестве управляемых ключей мож-. но использовать транзисторы, тиристоры, электромагнитное реле и т.д.

Умножитель работает следующим образом.

Схема 7 управления зарядным ключом вырабатывает импульсы управления. Схема управления разрядным ключом вырабатывает импульсы, инверсные к ним. За время действия . импульса управления, открывающего зарядный ключ 4, конденсаторы 8 параллельных цепочек заряжаются последовательно от источника 1 входного напряжения через входной диод 2, зарядные диоды 11 и открытый зарядный ключ 4. В конце заряда, время которого определяется с характеристиками схемы заряда, напряжение на каждом конденсаторе достигает значения, примерно в П раз меньшего значения напряжения источника 1 входного напряжения, т.е.

"ex — После прекращения управляющего сигнала со схемы 7 управления зарядным ключом зарядный ключ 4 размыкается и подается управляющий сигнал со схемы 6 .управления разрядным ключом, открывающий разрядный ключ

3. При этом конденсаторы 8 параллельных цепочек через разрядные диоды

9 и 10 и открытый разрядный ключ

3 разряжаются на выходной накопительный конденсатор 5. В конце разряда, время которого определяется

RC-характеристиками схемы разряда напряжения на конденсаторе 5, напряжение достигает значения, которое имели емкости 8 параллельных цепочек в конце периода заряда, т.е.

0вх — На выходе схемы появляется

7) „ht4 напряжение, примерно равное вьР= "вХ, являющееся суммой напряжения источника 1 входного напряжения и выходного конденсатора 5. После прекращения управляющего сигнала со схемы 6 управления разрядным ключом разрядный ключ 3 закрывается и подается управляющий сигнал со схемы

7 управления зарядным ключом, открывающий зарядный ключ 4. Процесс повторяется. В период заряда напряжение на выходе поддерживается на и+4 уровне, примерно равном „Ugz> за счет энергии, занесенной в выходном конденсаторе 5, включенном последо1119142 ну выходного напряжения.

Составитель Л. Устинкина

Редактор Л. Алексеенко Техред- З,Палий Корректор E ° СИРохман

Заказ 7470/43 Тираж 666

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб;, д. 4/5

Лодпис кое

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 вательно с источником 1 входного напряжения.

Таким образом, умножитель позволяет получить на выходе дискретный ряд напряжений, которые в <» раз 5

tl больше входного напряжения.

В зависимости от числа параллельно включенных цепочек напряжение на выходе может меняться от 2 U gz npu

»1=1 до 08„при увеличении й, Конкретная реализация дискретного ряда указанных напряжений возможна, например, изменением числа параллельных цепочек в схеме либо установкой парал15 лельно разрядным диодом hl ключей, Замыкая определенное число ключей, можно изменять количество включенных последовательно конденсаторов 8 в режиме заряда, меняя тем самым величиПри использовании изобретения появляется возможность получения и дискретного ряда напряжений. В связи с тем, что в составе предлагаемо" го умножителя напряжения отсутству" ют дроссели и трансформаторы, имеется возможность проявления его в толстопленочном исполнении. Это позволит значительно снизить габариты умножителя и автоматизировать его изготовление.