Умножитель напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрическим высоковольтным преобразователям, и может быть использовано в блоках питания электронных приборов. Умножитель напряжения содержит два ряда конденсаторов и ряд вентильных элементов, подключенных к соответствующим конденсаторам. Конденсаторы установлены на гибком носителе с электропроводящими дорожками или на двух электропроводящих гибких носителях контактными поверхностями на электропроводящих участках, а выводы вентильных элементов соединены с другими контактными поверхностями конденсаторов или с электропроводящими участками носителя. При реализации изобретения создается конструкция умножителя, которая исключает возникновения механических напряжений между элементами, а также обеспечивается возможность придания умножителю свободно ориентированной в пространстве формы. 5 ил.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрическим высоковольтным преобразователям, и может быть использовано в блоках питания электронных приборов.

Известен вентильно-конденсаторный умножитель напряжения, выполненный в виде матрицы с пространственной объемной решеткой из двух рядов последовательно соединенных конденсаторов и ряда вентильных элементов, подключенных к соответствующим конденсаторам, расположенного между рядами конденсаторов [1] .

Недостатком умножителя является его жесткая конструкция, что приводит к возникновению механических напряжений в процессе изготовления и эксплуатации и не позволяет придать умножителю свободно ориентированную в пространстве форму.

Наиболее близким к предлагаемому является умножитель, представляющий собой два ряда конденсаторов и расположенный между ними ряд вентильных элементов, подключенных к соответствующим конденсаторам. Кроме того, в данном умножителе конденсаторы соединены гибкими эластичными электропроводными элементами, а выводы вентильных элементов расположены между конденсаторами и контактными элементами [2].

Однако, указанная конструкция не может применяться в случае использования схемы умножения, представленной на фиг. 1, так как обеспечивает одинаковый потенциал одной из обкладок только двух соседних конденсаторов, а не целого ряда, как требуется в данном умножителе.

Задачей изобретения является создание конструкции умножителя, схема которого представлена на фиг. 1, которая исключает возникновение механических напряжений между элементами в процессе изготовления и эксплуатации, а также обеспечивает возможность придания умножителю свободно ориентированной в пространстве формы, например, кольца, спирали и т.д.

Поставленная задача решается тем, что в умножителе напряжения, содержащем два ряда конденсаторов, и расположенный между ними ряд вентилей, подключенных к соответствующим конденсаторам, конденсаторы установлены на гибком носителе с электропроводящими дорожками или на двух электропроводящих гибких носителях таким образом, что обеспечивается электрический контакт первых контактных поверхностей конденсаторов с электропроводящими дорожками или носителями, а выводы вентильных элементов соединены с другими контактными поверхностями конденсаторов или с электропроводящими участками носителей.

На фиг. 1 представлена электрическая схема умножителя напряжения; на фиг. 2 - умножитель напряжения на одном гибком носителе; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - умножитель напряжения на двух гибких носителях; на фиг. 5 - разрез А-А на фиг. 4.

Умножитель напряжения (фиг. 2, 3) содержит два ряда конденсаторов 1 с контактными поверхностями 2, 3 и ряд вентильных элементов 4, установленных на гибком носителе 5 с электропроводящими дорожками 6. Конденсаторы 1 контактными поверхностями 2 установлены на электропроводящих дорожках 6. Выводы вентильных элементов 4 соединены с контактными поверхностями соответствующих конденсаторов 1. Электропроводящие дорожки 6 не соединены между собой. Умножитель может содержать два гибких носителя 5, выполненных из электропроводящего материала или из неэлектропроводящего материала с нанесенным на них электропроводящим слоем. В умножителе (фиг. 4, 5) один из носителей 5 выполнен из электропроводящего материала, а другой - из неэлектропроводящего, с нанесенным слоем электропроводящего материала. Выводы вентильных элементов 4 могут быть соединены не с контактными поверхностями 3 конденсаторов 1, а непосредственно с электропроводящими дорожками 6, нанесенными на гибкий носитель 5. В случае, когда конденсаторы 1 установлены на двух электропроводящих гибких носителях 5, выводы вентильных элементов могут быть соединены непосредственно с электропроводящими гибкими носителями 5. В рассмотренном умножителе по крайней мере один вывод вентильного элемента 4 соединен указанным образом на фиг. 2 - 5, выводы крайних левых элементов 4 соединены соответственно с электропроводящей дорожкой 6 и электропроводящим гибким носителем 5.

Устройство работает следующим образом.

На вход умножителя поступает синусоидальное напряжение. С приходом положительной полуволны открывается вентиль D1 и происходит заряд конденсатора C1 до напряжения U₁ = U_вх. При изменении полярности напряжения U_вх происходит заряд конденсатора C2 через вентиль D2 до напряжения U₂ = U_вх + U₁ = 2U_вх. При следующем изменении полярности напряжения происходит заряд конденсатора C3 через вентиль D3 до напряжения U₃ = U_вх + U₂ = 3U_вх и т.д. Таким образом, на каждом последующем конденсаторе кратность напряжения соответствует его номеру, т.е. U_n = nU_вх, где n - номер конденсатора.

Использование гибкого носителя позволяет придать умножителю требуемую форму. При этом обеспечивается гибкое соединение и отсутствие жесткой механической связи между конденсаторами умножителя и значительно снижаются механические напряжения в процессе изготовления и эксплуатации умножителя.

Формула изобретения

Умножитель напряжения, содержащий два ряда конденсаторов и расположенный между ними ряд вентильных элементов, подключенных к соответствующим конденсаторам, отличающийся тем, что конденсаторы установлены на гибком носителе с электропроводящими дорожками или двух электропроводящих гибких носителях с обеспечением электрического контакта первых контактных поверхностей конденсаторов с электропроводящими участками, а выводы вентильных элементов соединены с другими контактными поверхностям конденсаторов, или с электропроводящими участками носителя.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5