Каскадный генератор
Использование: изобретение может быть использовано в высоковольтных источниках литания электронных микроскопов, литографических установок, масС Спектрометров, Сущность изобретения: каскадный генератор сострит из диодов 1 и конденсаторов 2 однофазной циклической двухполупериодной схемы умножения напряжения, трансформатора питания 3, выполненного на двух мфнитопроводах, котррых имеет регулируемый немагнитный зазор Л1г и Al2. причем первичная обмотка 4 трансформатора намотана на двух соединенных вместе кернах магнитопроводов, вторичная обмотка 5 состоит из двух половин 6, 7, каждая из которых намотана на соответствующих свободных кернах магни топроводов. К выходному каскаду генерато-: ра подключена секционированная компенсирующая катушка индуктивностм 8, выполненная из двух секций 9, 10, точка соединения которых подключена к нагрузке генератора 11. Указанное выполнение устройства обеспечивает упрощение конструкции и повышение КПД. t ил. : ;J ;
СОЮЗ СОВЕТСКИХ . СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (si)s Н ог М 7/10
ГОСУДАРСТВЕНЮЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ции и повышение КПД. 1 ил..
К АВТОРСКОМУ СВИДЕ ГЕЛЬСТВУ
1 (21) 4912481/07 (22) 19.02.91 (46) 07.06.93. Бюл. hh 21 (71) Специальное. конструкторское бюро
:аналитического приборостроения Научнотехнического обьединения АН СССР . (72) Е.С.Гузиков и Л.Ш.Кузнецов (56} Патент Японии th 38-.9649, «л; Н 02 М 7/t0, 1963.
Патент Японии Q 45 —;14240, кл. Н 02 M.Y/10, 1970.
Авторское свидетельство СССР . Ф 1097172, кл. Н 02 M 7/02, 1984. (54) КАСКАДНЫЙ ГЕНЕРАТОР (57) Использование: изобретение может быть использовано в высоковольтных источниках питайия зле«тронных микроскопов, литографических установок. масс-спектрометров, Сущность изобретения: каскадный генератор состоит из диодов 1 и конденса-.., Ы 1820469 А1
2 торов 2 однофазной циклической двухполупериодной схемы умножения напряжения, трансформатора питания 3,:выполнейного на. Двух МФГнитопровОдвх, «аждый из кото- 1 рь|х имеет регулируемый йемагнитный за- зор .66 и Ь2. причем первичная обмотка 4 трансформатора. намотана на двух соеди- . ненных -saeecre «ернах магнитопроводов, вторичная обмотка 5 состоит:из двух поло-, вин 6. 7; .каЖдая иэ которых намотана на соответствующйх свободных мерках магнитопроводов.. К выходному каскаду reHepsmpa -. подкаючена .секцианироеэнная компенсирующая катушка индуктивности 8 выполненная из двух секций .9, 10."точка соединения «оторых подключейа к нагрузке генератора 11. Указанное выполнение,уст- .. ройства обеспечивает уйрощение конструк-
1820469
Изобретение относится к электропреобразовательной технике и может быть использовано в высоковольтных источниках питания электронных микроскопов, литографических установок, масс-спектрометров.
Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение КПД генератора.
На чертеже показан предлагаемый каскадный генератор, состоящий из диодов 1 и конденсаторов 2 однофазной циклической двухполупериодной схемы умножения напряжения, трансформатора питания 3, выполненного на двух магнитопроводах, . каждый из которых имеет регулируемый немагнитный зазор hl> и biz, причем первичная обмотка 4 трансформатора намотана на двух соединенных вместе кернах магнитопроводов, вторичная обмотка 5 состоит из двух половин 6 и 7, каждая из которых намотана на соответствующих свободных кернах ,магнитопроводов. К выходному каскаду генератора подключена секционированная компенсирующая катушка индуктивности 8, выполненная из двух секций 9, 10. точка соединения которых подключена к нагрузке генератора 11. Индуктивность катушки выбирается равной индуктивности, соответствующей настройке колебательного контура, составленного из катушки и паразитных емкостей генератора, на частоту питания.
Работа каскадного генератора заключается в следующем.
При подаче напряжения питания на трансформатор 3 помимо реактивного тока, идущего по параэитным емкостям генератора от источника питания, появляется и реактивный ток, идущий через катушку 8, т.е. происходит взаимная компенсация этих токов.
Поскольку паразитные емкости определяются конструкцией и расположением конденсаторов, диодов и экранов, то для конкретной конструкции можно достато гно точно определить величины этих емкостей и тем самым определить необходимую величину индуктивности компенсирующей катушкии. Таким образом, реактивные токи, вызванные паразитными емкостями генера. тора, компенсируются и снижаются пульсации выходного напряжения, обусловленные этими токами.
Снижение пульсаций выходного напряжения, связанных с разбросом напряжений на половинах вторичной обмотки питающеготрансформатора, происходит следующим образом. Напряжение, развиваемое вторичной обмоткой трансформатора 3 делится на напряжение 0 и Uz пропорциональное индуктивностям половин обмоток 6, 7 соответственно. Значение индуктивности обмотки
6 определяется количеством витком Wi u величиной немагнитного зазора Ь :
V% S po где $ — сечение керна магнитопровода; ,и,> — магнитная проницаемость вакуума.
Соответственно значение индуктивности обмотки 7 определяется количеством витков Wz и величиной немагнитного зазора
Лг. — тът;—
«V4 Я / о
Изменяя величины зазоров Ж1, bJz можно добиться равенства напряжений U1 и Uz, тем самым исключив несимметрию напряжения питания схемы умножения и пульсации на выходе генератора, вызванные указанной несимметрией.
Положительный эффект от использования изобретения по сравнению с прототипом заключается в том, что каскадный генератор, сохраняя свойственную прототипу возможность достигать компенсации реактивного тока генератора, позволяет достигать этого более простыми средствами. Кроме того, т.к. компенсирующая катушка выполнена без ферромагнитных сердечников, схема, по сравнению с прототипом, не требует дополнительной мощности от питающего трансформатора для компенсации потерь в ферромагнитных сердечниках, тем самым достигается вторая цель изобретения — повышение КПД каскадного генератора. Технологичность изготовления, возможность простыми средствами компенсировать реактивные токи генератора, более высокий КПД вЂ” позволяет найти широкое применение предлагаемому каскадному генератору в технике высоких напряжений, особенно для маломощных устройств, где требуются малые пульсации рабочего напряжения.
Формула изобретения
Каскадный генератор, содержащий входные выводы для подключения источника переменного напряжения выходные выводы для подключения нагрузки, входной трансформатор, первичная обмотка которого соединена с входными выводами; а вторичная обмотка выполнена в виде двух соединенных последовательно полуобмо55 динена с одним из выходных выводов, являющимся общим, а также каскадный блок умножения напряжения, состоящий из диодов и конденсаторов, соединенных между собой по однофазной циклической двух1820469
Составитель Е.Гузиков
Техред М.Моргентал Корректор М.Ткач
Редактор
Заказ 2035 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 полупериодной схеме умножения напряжения, вход которой соединен со свободными выводами указанных полуобмоток, а выход соединен с крайними выводами обмотки контактирующей катушки индуктивности, средний вывод которой соединен с другим выходным выводом, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения КПД, укаэанный входной трансформатор выполнен на двух магнитопроводах, каждый иэ которых выполнен с регулируемым немагнитным зазором, причем первичная обмотка трансформатора
5 намотана на двух соединенных вместе кернах магнитопроводов, а каждая иэ полуобмоток вторичной обмотки намотана на свободном керне соответствующего магнитопровода.
