Патент ссср 154944

 

Класс б O er; 21е, 28, ¹ 154944

"«;1

1,. И

ОписАние изОБРетейиЁ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Иодписк< « 1 17и тп Л5 95

Ь. И. Иванов и Г. A. Цинзерлинг

СПОСОб ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО УМНОЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ И ЗАРЯДА

Заявлено 2 января 1962 т. за № 758318/26-10 в Комитет «о делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений и товарных знаков» за ¹ 11 1963 г.

Известные способы параметрического умножения постоянного напряжения и заряда в измерительных цепях с применением умножающих напряжение конденсаторов переменной емкости не позволяют получить достаточно больших коэффициентов умножения по напряжению и заряду.

В предлагаемом способе параметрического умножения постоянного напряжения и заряда последовательно соединенные конденсаторы после умножения r.ересоединяют параллельно друг другу.

Используются две системы конденсаторов. Умноженные первой системой напряжения и заряд подают на последовательно соединенные, имеющие максимальную емкость конденсаторы второй системы, после чего переключают их на параллельное соединение друг с другом, уменьшают емкости до минимальных, а затем повторно умноженные напряжения и заряд вновь подают на последовательно соединенные и имеющие максимальную емкость конденсаторы первой системы. Это позв ляет получить умноженное напряжение практически на сколь угодно большой выходной емкости и гораздо большие коэффициенты умножения по напряжению, заряду и энергии зз счет многократного повторения регенеративных циклов.

Для более эффективной передачи заряда от одной системы конденсагоров к другой конденсаторы каждой из двух систем не переключаются на параллельное друг с другом соединение, а лишь разобщаючся друг от друга, и заряды их с помощью переключателей поочередно используются для питания другой системы. № 154944

На фиг. 1 изображена схема параметрического умножителя, поясняющая предлагаемый способ параметрического умножения постоянного напряжения и заряда; на фиг. 2 — симметричная регенеративная схема, состоящая из двух систем конденсаторов, каждая из которых аналогична системе, изображенной на фнг. 1; на фиг. 3 — регенеративная схема с двойной коммутацией.

Б простейшем виде схемы умножителя содержит блок из и конденсаторов С„переменной емкости (на чертеже п = 3), который спарен с переключателем П таким образом, что положению С, С „. соответствует последовательное соединение конденсаторов, а положению

С„= C„„„— параллельное.

Кратковременным замыканием ключа К последовательная группа заряжается измеряемым напряжением U„,, получая заряд д „.

° С,в. После переключения конденсаторов на параллельное соединение

q„,„., =-. и . q„., —. — ибвл C„, выл выл откуда коэффициент умножения выл вл и с

l 1вв цвыл

Например, при пятикратном увеличении чувствительности вольтметра 1, входное сопротивление которого определяет необходимость выбора, Св„„= 500 пф.

Возможны различные режимы работы схемы, например при : =- 25 и n = 5, когда С„,. = Св,„, = 500 пф, или при v = 50 и п = 10, когда

C„,. = 0 5 С „„,. = 250 пф.

С целью регенеративного многократного умножения напряжения и заряда используют две системы из и конденсаторов С„(например, из

n = 2) с переключателями П, и П2 (входной системы) и Пз и П4 (выходной системы). При этом минимальной емкости параллельно соединенных копденсаторов выходной группы (с переключателями П, и П4) соответствует максимальная емкость последовательно соединенных конденсаторов входной системы конденсаторов (с переключателями П, н

П2) .

Находящийся на общей приводной оси переключатель П,- выполнен в виде концевого переключателя, разобщающего входную и выходную системы конденсаторов при значениях емкости С,.„ С„ (С

До начала операций умножения выключатель К1 разомкнут, переключатели JT,— П5 находятся в верхнем положении, последовательно соединенные конденсаторы входной системы (C, = С, ) кратковременным нажатием кнопочного выключателя К2 заряжаются измеряемым напряженнем U,„,, приобретая заряд q,,, = U„, - С„.. После перевода переключателей П вЂ” П в нижнее положение подготовительные операции закончены, выключатель Кг замыкастся и остается впредь замкнутым, начинается полуцикл прямой передачи заряда

= n д„от парагллельно соединенных конденсаторов входной системы (Cn = С,.„) к последовательно соединенным конденсаторам выходнои системы (С„= С„.).

В результате этого конденсаторы выходной группы приобретают заряд: вв

С, C.„+ ас № 154944

Переводом переключателей O, — П, снова в верхнее положение начинается регенеративный (возвратный) полуцикл передачи умноженного выходной системой конденсаторов заряда:

/ В|Х ЕХ

Завершением регенеративного полуцикла завершается полный перBbIH цикл умножения, в результате чего на зажимах вольтметра 2 вместо первоначально приложенного напряжения U„,. будет действовать умноженное напряжение.

Если полученного за один цикл умножения недостаточно, то выполняется столько циклов Z, сколько необходимо для получения требуемого результирующего умножения.

Передача заряда от одного конденсатора к другому происходит тем эффективнее, чем меньше отношение емкостей отдающего и воспринимающего заряд конденсаторов. Для этого выгоднее конденсаторы не переключать на параллельное соединение, а использовать заряды этих конденсаторов поочередно.

Для поочередного использования зарядов в схему вводят дополни1ельный переключатель (например, П,).

Умножитель заряда образован из п одинаковых конденсаторов, нанапример С, =- С., = С постоянной емкости, коммутируемых переключателями П-„П,, П9, П о, ось которых совмещена с осью конденсатора переменной емкости С,.

Верхнему положению переклю -гателсй П-, и соответствует

С1 3 — C ;, и последователь. ое соединение конденсаторов С 1 з .

При нижнем голожении П7 д конденсаторы C> — 3 разобщены, а

С з = — — С, В предварительной стадии ключ К1 разомкнут, переключатели П к — в верхнем положении. Кратковременным замыканием ключа К2 последовательная цепочка конденсаторов CI з заряжается измеряемым (умножаемым) напряжением U„.. После размыкания К2 и перевода П7 1о в нижнее положение, К1 на все последующее время замыкается — начинаются умножительные циклы. Каждый умножительный цикл состоит из полуцикла прямой передачи зарядов входных конденсаторов С1 3 конденсатору С4 переменной емкости C„= С „. и регенеративного полуцикла передачи умноженного заряда от С, =- С,„во входную цепь.

В ilpHMQM полуцикле гереключатель Пп, связанный с переключателями ii; щ, подключает С к переключателю П6, с помощью которого конденсаторы Ci „- поочередно подключаются к конденсатору

С4 и поочередно отдают ему свои заряды.

В регенеративном полуцикле переключатель П непосредственно подключает С к входной цепи.

После окончания одного цикла на входе вместо первоначально приложенного напряжения U„. установится умноженное в у раз напряжениее.

Предмет изобретения

1. Способ параметрического умножения постоянного напряжения и заряда в измерительных цепях с использованием умножающих напряжение конденсаторов переменной емкости, отл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью возможности получения умноженного напряжения практически на сколь угодно большой выходной емкости посредством одновременного уможнения заряда, последовательно соединенные конденсаторы после умножения напряжения переключают на параллельное соединение друг с другом. № 154944

2. Способ параметрического умножения по п. 1, отл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью регенеративного многократного умножения напряжения и заряда при небольших значениях емкости каждого переменного конденсатора и коэффициента ее относительного изменения, используют две системы конденсаторов, причем умноженные первой системой напряжение и заряд подают на последовательно соединенные, имеющие максимальные емкость конденсаторы второй системы, после чего переключают их на параллельное соединение, уменьшают емкости до минимальных и затем повторно умноженные напряжение и заряд вновь подают на последовательно соединенные и имеющие максимальную емкость конденсаторы первой системы.

3. Способ параметрического умножения по п. 2, отл и чаю щийс я тем, что, с целью повышения эффективности передачи зарядов от системы к системе, конденсаторы каждой из двух систем разобщают друг от друга, и заряды их с помощью переключателей поочередно. используют для питания другой системы.

3 № 154944 риг. 3

Корректор М. П. Ромашова

Техред А. А. Камышникова

Редактор Блохина

Подп. к печ. 3/Х вЂ” 64 г. Формат бум. 70;х,108 /16 Объем 0,35 изд. л.

Заказ 2271/17 Тираж 500 Цена 4 коп.

ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий СССР

Москва, Центр, пр. Серова д. 4

Типография, пр. Сапунова, д. 2