Высоковольтный преобразователь переменного напряжения в постоянное с управляемой полярностью

 

Использование: изобретение может быть использовано в высоковольтных источниках питания постоянного тока с изменяющейся полярностью выходного напряжения. Сущность изобретения: устройство состоит из двух трансформаторов 4, 5, выпрямителя с умножением напряжения, содержащего две цепочки последовательно соединенных конденсаторов 1.1-1.П и 2.1- 2.п и цепочку последовательно согласно соединенных диодов 3.1-3.п, и входного 9 и выходного 6 переключателей напряжения. К одноименным обкладкам конденсаторов 1.1 и 2.1 подключена вторичная обмотка трансформатора 4, а к одноименным обкладкам конденсаторов 1 ,п и 2.п подключена вторичная обмотка трансформатора 5. Средние выводы указанных обмоток через переключатель 6 подключены либо к общей точке, либо к выходному выводу преобразователя, к которому подключена нагрузка 7. Источник переменного напряжения 8 через переключатель 9, в зависимости от полярности выходного напряжения, подключен к соответствующим первичным обмоткам транс- Форматоров 4 и 5. Полярность выходного напряжения задается положением переключателей 6 и 9. 1 ил.

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s Н 02 М 7/10

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ (21) 4948557/07 (22) 25.06;91 (46) 15.05.93, Бюл. М 18 (7t) Фирма ".Аналитические приборы "Акционерного общества "Научные приборы" (72) Е,С.Гузиков и Л.Ш,Кузнецов (56)Патент США ЬЬ3731179, кл. Н02 М7/00, 1973.

Ядерная физика, том 21. вып. 2, 1975, с, 292-299.

Авторское свидетельство СССР

hh 944021, кл. Н 02 M 7/10, 1982. (54) ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ B

ПОСТОЯННОЕ С УПРАВЛЯЕМОЙ ПОЛЯРНОСТЬЮ (57) Использование: изобретение может быть.использовано в высоковольтных источниках питания постоянного тока с изменяющейся полярностью выходного напряжения. Сущность изобретения: устройство состоит из двух трансформаторов 4, „„ЯД„„1815772 А1

5. выпрямителя с умножением напряжения, содержащего две цепочки последовательно соединенных конденсаторов 1.1-1,n и 2.12,п и цепочку последовательно согласно соединенных диодов 3.1 — З.п, и входного 9 и выходного 6 переключателей напряжения. К одноименным обкладкам конденсаторов 1.1 и 2.1 подключена вторичная обмотка трансформатора 4, а к одноименным обкладкам конденсаторов 1 и и 2.п подключена вторичная обмотка трансформатора 5. Средние выводы указанных обмоток через переключатель 6 подключены либо к общей точке, либо к выходному выводу преобразователя, к которому подключена нагрузка 7. Источник переменного напряжения 8 через переключатель 9, в зависимости от полярности выходного напряжения, подключен к соответствующим первичным обмоткам трансформаторов 4 и 5. Полярность выходного напряжения задается положением переключателей 6 и 9. 1 ил.

1815772

Изобретение относится к электропреобразовательной технике и предназначено для высоковольтных источников питания постоянного тока с изменяющейся полярностью выходного напряжения. 5

Целью изобретения является упрощение конструкции и уменьшение пульсаций выходного напряжения, Высоковольтный преобразователь переменного напряжения в постоянное с уп- 10 равляемой полярностью поясняется чертежом и выполнен следующим образом, Выпрямитель с умножением напряжения (в дальнейшем умножитель) содержит две цепочки последовательно соединенных конденсаторов 1.1-1.п и 2.1-2.п и цепочку последовательно согласно соединенных диодов 3,1 — З.п. К одноименным (левым на чертеже) обкладкам конденсаторов 1 1-2.1 подключена вторичная обмотка трансфор- 20 матора 4, а к одноименным (правым на чертеже) обкладкам конденсаторов 1 п-2.п подключена вторичная обмотка трансфор-. матора 5. Средние выводы указанных обмоток через переключатель 6 подключены 25 либо к общей точке, либо к выходному выводу преобразователя, к которому подключена нагрузка 7.

Источник переменного напряжения 8 через переключатель 9 в зависимости от по- З0 лярности выходного напряжения подключен к соответствующим первичным обмоткам; трансформаторов 4 и 5. Полярность выходного напряжения задается положением переключателей 6 и 9. 35

Работа предлагаемого высоковольтного преобразователя заключается в следующем.

При подключении первичной обмотки трансформатора 4 через переключатель 9 к 40 источнику переменного напряжения 8, а средних выводов вторичных обмоток трансформаторов 4 и 5 через переключатель 6 соответственно к общей точке и нагрузке 7 на выходе умножителя формируется посто-. 45 янное напряжение положительной полярности. При этом вторичная обмотка трансформатора 5 выполняет роль компенсирующей катушки индуктивности. Реактивные токи, проходящие через катушку и 50 паразитные емкости умножителя сдвинуты по фазе относительно друг друга на 180, что приводит к взаимной компенсации этих токов, а, следовательно, и снижению пульсаций выходного напряжения. 55

В другом положении переключателей 6 и 9 трансформаторы меняются ролями и на выходе умножителя формируется напряжение отрицательной полярности, Таким образом, разнополярное напряжение реализуется при одноканальном исполнении высоковольтного преобразователя, чем достигается вторая цель изобретения — упрощение конструкции преобразователя, Кроме того, использование вторичных обмоток трансформаторов в качестве компенсирующих катушек позволяет увеличить напряжение на последнем каскаде,-т.е. повысить эффективность умножителя, что в конечном счете дает возможность уменьшить количество каскадов умножения по сравнению с прототипом при одном и том же выходном напряжении.

Первичные обмотки трансформаторов 4. (при отрицательном выходном напряжении) и 5(при положительном выходном напряжении) можно использовать для измерения выходного напряжения преобразователя, для формирования сигнала обратной связи в системе стабилизации выходного напряжения или для электропитания устройств, находящихся под высоким потейциалом.;

Положительный эффект от использования изобретения по сравнению с прототипом заключается в том, что: — пульсации выходного напряжения по сравнению с прототином снизились по меньшей мере в 100 раз; — эффективность умножителя 0,9 против

0,6 у прототипа, т,е. выходное напряжение увеличилось в i,5 раза.

Простота конструкции, низкий уровень пульсаций,. высокая эффективность позволят использовать высоковольтный преобразователь в технике высоких напряжений, где требуются реверсируемые источники питания, Формула изобретения

Высоковольтный преобразователь переменного напряжения в постоянное с управляемой полярностью, содержащий первый и второй входные выводы для под- . ключения источника переменного напряжения, первый и второй выходные выводы для подключения нагрузки, два трансформатора, каждый из которых выполнен с одной первичной и одной вторичной обмотками, выпрямитель с умножением напряжения, выполненный по однофазной каскадной диодно-конденсаторной схеме, включающей две цепочки из последовательно соединенных конденсаторов, и цепочку из последовательно согласно включенных диодов, общие точки соединения которых нодключены к соответствующим общим точкам соединения конденсаторов указанных цепочек, а также переключатель входного напряжения, причем один вывод первичной обмотки каждого из трансформаторов соединен с первым входным выводом, другой вывод первичной

18157Т2

Составитель Е.Гузиков

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Л.Пилипенко

Редактор

Заказ 1643 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 обмотки первого трансформатора соединен с первым выводом переключателя входного напряжения, средний вывод которого соединен с вторым входным выводом, а другой вывод первичной обмотки второго трансформатора соединен с вторым выводом указанного переключателя. вторичная обмотка первого трансформатора включена между свободными выводами первых конденсаторов первой и второй конденсаторных цепочек указанного выпрямителя, а первый выходной вывод выполнен общим, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения конструкции и уменьшения пульсаций выходного напряжения, вторичная обмотка второго трансформатора включена между свободными выводами последних конденсаторов первой и второй конденсаторных цепочек указанного выпрямителя, и допол5 нительно введен переключатель выходного напряжения. причем вторичная обмотка каждого из трансформаторов выполнена с отводом от середины ее витков, первые одноименные крайние выводы переключателя

10 выходного напряжения соединены с вторым выходным выводом, его вторые одноименные крайние выводы соединены с первым выходным выводом, а каждый из его средних выводов соединен с отводом вторичной обмотки

15 соответствующего трансформатора.