Умножитель напряжения


 


Владельцы патента RU 2486657:

Федеральное государственное унитарное предприятие Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт радио (ФГУП НИИР) (RU)

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам преобразования напряжения, и может быть использовано для питания различных устройств, где требуется высокое напряжение. Технический результат в обеспечении увеличения мощности в нагрузке. Для этого заявленное устройство состоит из конденсаторов и диодов, включенных по лестничной схеме, при этом параллельно всем конденсаторам, кроме подключенного к выходной клемме, подключают группы параллельно соединенных конденсаторов с одинаковой емкостью, причем количество конденсаторов в каждой группе увеличивается по направлению от выходной клеммы к входной по закону арифметической прогрессии. 1 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам преобразования напряжения, и может быть использовано для питания различных устройств, где требуется высокое напряжение.

Известны устройства умножения напряжения, содержащие емкостно-диодные преобразователи, содержащие входной источник постоянного напряжения, емкостно-диодный преобразователь напряжения и нагрузку (SU 1725341 C1, 1992, RU 35598 U1, 2007 и др.)

Недостатком данных устройств является невозможность получения в нагрузке большой мощности.

Наиболее близким к заявленному устройству является умножитель напряжения, содержащий узел преобразования напряжения с резисторами, диодами, конденсаторами и трансформатором, узел излучения импульсов с радиальными электродами, умножитель напряжения и узел питания, отличающийся тем, что узел преобразования напряжения выполнен со связанным с узлом питания выпрямительным мостом, на выходе последнего смонтирован сглаживающий конденсатор, узел излучения импульсов имеет последовательно попарно установленные резисторы и параллельно смонтированные конденсаторы, соединенные между собой денисторы, обмотку трансформатора и переключателя с резисторами, умножитель напряжения имеет восемь ступеней умножения, а радиальные электроды узла излучения импульсов снабжены приспособлением разнонаправленного перемещения заряженных ионов (RU 35598 U1, 2007).

Недостатком данного устройства является невозможность получения большой мощности в нагрузке.

Технический результат - обеспечение увеличения мощности в нагрузке.

Для достижения указанного технического результата предлагается умножитель напряжения, состоящий из конденсаторов и диодов, включенных по лестничной схеме, при этом параллельно всем конденсаторам, кроме подключенного к выходной клемме, подключают группы параллельно соединенных конденсаторов с одинаковой емкостью, причем количество конденсаторов в каждой группе увеличивается по направлению от выходной клеммы к входной по закону арифметической прогрессии.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема умножителя напряжения.

Умножитель напряжения содержит конденсаторы 2 и диоды 1, группы параллельно соединенных конденсаторов 3.

Умножитель напряжения работает следующим образом

Импульсами входного тока, имеющими какое-то напряжение U, зависящее от степени заряда конденсаторов умножителя, при одной полярности этих импульсов заряжается одна половина конденсаторов, а током нагрузки разряжается другая половина конденсаторов. При смене полярности питающего тока заряжается уже другая половина конденсаторов, которая разряжалась при первой полярности, а разряжается та, которая заряжалась. Через группы конденсаторов, включенных между диодами по лестничной схеме, протекают разные зарядно-разрядные токи. Непосредственно из схемы видно, что через группу конденсаторов, подключенных к входу, протекают токи, заряжающие и эти конденсаторы, и все последующие. Через группу конденсаторов, включенных дальше от входа, протекают токи, заряжающие меньшее количество конденсаторов. При этом через группу конденсаторов, подключенных к выходной клемме, протекают зарядно-разрядные токи, равные току нагрузки. Через каждый конденсатор протекает ток, равный Ic=Iн. Во второй от выхода группе конденсаторов протекают зарядно-разрядные токи, равные двум токам нагрузки. Но и число параллельно включенных конденсаторов в этой группе вдвое больше. Через каждый конденсатор протекает ток, равный опять Ic=Iн. Входной ток умножителя больше тока нагрузки в n раз. Но и число параллельно включенных конденсаторов в этой группе больше, чем на выходе в n раз. Через каждый конденсатор протекает ток, опять равный Ic=Iн. Таким образом, в схеме обеспечивается одинаковая плотность токов через все конденсаторы, равенство тепловых потерь в них и равные условия охлаждения конденсаторов, имеющих одинаковые поверхности. Этим обеспечивается максимальное повышение нагрузочной способности умножителя.

Умножитель напряжения, состоящий из конденсаторов и диодов, включенных по лестничной схеме, отличающийся тем, что параллельно всем конденсаторам, кроме подключенного к выходной клемме, подключают группы параллельно соединенных конденсаторов с одинаковой емкостью, причем количество конденсаторов в каждой группе увеличивается по направлению от выходной клеммы к входной по закону арифметической прогрессии.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике дистанционной передачи и преобразования сверхвысокочастотной электромагнитной энергии в электрическую энергию постоянного тока и может применяться в выпрямителях малой мощности.

Изобретение относится к области электротехники и предназначено, в частности, для преобразования переменных напряжения и тока в постоянные. .

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может найти применение для питания потребителей постоянного тока, преимущественно с низковольтным питанием.

Изобретение относится к электротехнике и силовой преобразовательной технике и может быть использовано в качестве преобразователя переменного тока в постоянный для питания потребителей с повышенными требованиями к качеству выпрямленного напряжения и электромагнитной совместимости.

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может найти применение для питания потребителей постоянного тока с повышенными требованиями к надежности преобразователя.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для питания электронно-лучевого оборудования и в других областях промышленности, где требуются мощные источники питания с высоким напряжением.

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может найти применение для питания потребителей постоянного тока. .

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может найти применение в устройствах регулирования выходного напряжения на шинах тяговых подстанций электрифицированных железных дорог постоянного тока.

Изобретение относится к области прикладной преобразовательной техники и может быть использовано для расширения функциональных свойств источников электропитания, получающих применение при эксплуатации и ремонте автомобилей.

Изобретение относится к области преобразовательной техники, может использоваться в качестве вторичного источника питания, в том числе в устройствах управления светодиодным освещением

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при создании выпрямителей для регулируемых электроприводов постоянного и переменного тока для станков для повышения их быстродействия, а также на преобразовательных подстанциях для питания электрифицированных железных дорог, в электрометаллургической и химической отраслях промышленности для уменьшения величины пульсаций выпрямленного напряжения и уменьшения содержания высших гармонических составляющих в кривой переменного тока в трехфазной сети. Технический результат заключается в создании такой архитектуры преобразователя, которая позволяет сократить расход активных материалов при замене трехфазного группового трансформатора трехстержневым, что в итоге позволит улучшить весогабаритные показатели преобразователя, упростить конструкцию преобразователя и технологию его изготовления. Для этого заявленный пятифазный преобразователь числа фаз состоит из трехфазного трансформатора, имеющего три катушки первичной обмотки, которые соединены по схеме «звезда» и подключены к трехфазной сети с нулевым проводом «0», шесть соединенных между собой основных катушек вторичных обмоток, одну дополнительную катушку вторичной обмотки и отпайки от витков основных катушек вторичных обмоток, которые совместно с выходным зажимом дополнительной катушки вторичной обмотки создают симметричную пятифазную систему напряжений. Каждая основная катушка вторичной обмотки трансформатора является стороной «шестиугольника» А, В, С, D, Е, F, преобразующего симметричную трехфазную систему напряжений в симметричную шестифазную систему напряжений, при этом дополнительная катушка вторичной обмоки своим началом подсоединена к узлу контура «шестиугольника», который не связан с основными катушками вторичной обмотки той фазы, на стержне которой находится дополнительная катушка вторичной обмотки. 2 ил.

Источник питания включает в себя две или больше входных форм колебаний, которые имеют форму или которые выбирают так, чтобы после раздельного подъема их уровня и выпрямления их совокупная комбинация приводила бы к получению выходной формы постоянного тока, по существу, с отсутствующими пульсациями. Источник питания может содержать генератор формы колебания, каскад преобразования уровня для преобразования на повышенный уровень или пониженный уровень, выпрямительный каскад и объединитель. Генератор формы колебаний может генерировать взаимодополняющие формы колебаний, предпочтительно идентичные, но смещенные по фазе друг от друга так, что после того как взаимодополняющие формы колебаний будут преобразованы по уровню, выпрямлены и совокупно скомбинированы, их сумма будет постоянной, так что не требуется сглаживание или требуется минимальное сглаживание для генерирования выходной формы постоянного тока. Преобразование уровня может осуществляться с использованием трансформаторов или цепей с переключаемым конденсатором. Обратная связь из выходной формы постоянного тока может использоваться для регулирования характеристик входных форм колебаний. 5 н. и 50 з.п. ф-лы, 18 ил.
Наверх