Преобразователь постоянного напряжения в постоянное

 

т ф7

ыМ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 6Î7317 (61) Дополнительное к авт. свил-вуЯ (51) М. Кл.

Н 02 М 3/335 (22) Заявлено28.12.76 (21) 2434420/24-07 с присоединением заявки % (23) Приоритет

Государственный номнтет

Совета Министров СССР во делам изобретений н открытий (43) Опубликовано15.05.78.Бтоллетень №18 (53) УДХ 621--314.12 (088.8) (45) Дата опубликования описания 26.04.78 (72) Автор изобретения

Б. И. Тихомиров (7Ц заявитель СевеРо-Западный заочный политехнический институт (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

В ПОСТОЯННОЕ

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах электропитания электронной аппаратуры в качестве преобразователя энергии низковольтного первичного источника в энергию высокого напряжения постоянного тока для питания фотоумножителей, электронных микроскопов, счетчиков частиц, электронно-лучевых трубок и т.п.

Известны преобразователи (умножители йа напряжения), работающие по принципу попеременного подзаряда и разряда веьтилъноконденсаторйых цепей, питающихся от первичного источника переменного тока $1). Недостатком этих умножителей напряжения яв- тк ляется низкая эффективность умножения, так как подключение каждой последующей множительной ячейки приводит к увеличению выходного напряжения лишь на величину, равную напряжению первичного источника,. При 20 большом коэффициенте умножения схема получается с большим числом элементов и низким КПД.

Наиболее близким к изобретению по тех. нической сущносаи является преобразователь хо постоянного напряжения в постоянное, состоящий из связанных с обтцим блоком управления ет, последовательно соединенных множительных ячеек, каждая из которых содержит коммутируемую вентильно-конденсаторную цепь и разрядный ключ, причем анод вентиля этой цепи соединен с выводом дпя положительного полтоса источника питания и амиттером разрядного ключа, коллектор которого соединен с одной нз обкладок конденсатора указанной цепи, а база — с общим блоком управления $2). При переключении вентильно-конденсаторных цепей каждой ячейки из параллельного соединения с первичным источником питания при. заряде с помощью ключей, управляемых одним блоком управления, повышаемся эффективность умножители, так как с увеличением числа ячеек напряжение на выходе умножителя возрастает по закону геометрической прогрессии со знаменателем два. Недостатком указанного преобразователя является наличие в каждой множительной ячейке двух коммутирующих ключей, что усложняет его схему и снижает ПД и надежность.

607317

Целью изобретения явпяется ynpoiiiennb схемы преобразователя, повышение его КП( и надежности. Это достигается тем, что B предлагаемый преобразоватепь введен общий дпя всех ячеек зарядный клич, а каждая из б ячеек снабжена дополнитепьным конденсатором и двумя развязывающими вентилями, один из которых анодом подключен к коннектору зарядного ключа, катодом — к эмиттеру разрядного ключа, а другой — катодом к од- (0 ной иэ обкпвдок дополнительного конденсатора> а анодом - к другой обкладке основного конденсатора, причем другая обкпадка допопнитепьного кОнденсатОра подключена к, коплектору зарядного кпюча и выводу дпя отрицательного попюса источника питания, а база зарядного ключа соединена с блоком управления.

На чертеже дана схема описываемого преобразователя.

Преобразоватепь постоянного напряжения в постоянное, состоящий нз связанных с общим бпоком управления И поспедовательно соединенных множнтепьных ячеек, каждая иэ которых содержит коммутируемую вентипьпо-конденсаторную цепь и разрядный ключ, причем анод вептппя этой цепц соединен с выво дом дпя положительного поп1оса источника питания и эмиттером разрядного ключа, коппектор которого соединен с одной из обкпадок конденcàòîðà указанной цепй, а база — с общим блоком управления, о т и и ч а ю щ и йс я тем, что, с цепью упрощения, повышения КП,ц и надежности, в него введен общий

; дпя всех ячеек зарядный кпюч„а каждая из ячеек снабжена дополнительным конденсатором и двумя развязывающнми вентипями, один иэ которых анодом подключен к коннектору зарлдного ключа, катодом - к эмиттеру разрядного кпюча, а другой - катодом к од= ной нз обкпадок допоптлеиъного конденсато- ра, а анодом - к другой Обкпвдке основного конденсатора, причем другая обкпадка допопни тепьного КОнденсаторв подключена к коппектору

Преобразователь содержит конденсаторы

1 и 1, образующие с соответствующими

1 развязывающими вентилями 2, 2 и 3, 3 р коммутируемые вентипьно-конденсаторные цепи, разрядные кпючи (транзисторы) 4 и

4, конденсаторы 5 и 5, образующие с соответствующими развлзывающими вен пил=, ми 6 и 6 коммутируемые вентипьпо-кон30

:денсаторные цепи, зарядный ключ 7, общий дпя всех коммутируемых конденсаторов ячеек, схему 8 управления ключами и нагрузку 9. Элементы 1-6 образуют первую ячейку 10, а эпементы 1 - 6 — втору о ячей-! / ,. ку 1 ..

Преобразователь работает следующим об-. разом.

В первую половину периода схема 8 уп 40 равнения открывает зарядный транзистор 7.

В результате этого конденсатор 1 заряжается по цепи: "+" источника питания - вентиль 2 - конденсатор 1 - BeIITnnb 3 — транзистор

7 — "- источника питания, В следующую половину периода схема 8 управления откры. вает разрядный транзистор 4 и закрывает зарядный транзистор 7, в результате чего конденсатор 1 оказывается подкпюченным согласно-последовательно с первичным источником питания к конденсатору 5. Конденсатор S заряжается по цепи: "+" источника питания — транзистор 4 - конденса тор 1 — вентиль 6 — конденсатор 5источника питания. 55

Таким .образом, за первый цопупериод конденсатор 1 заряжается до напряжения первичного источника, а за второй конденсатор 5 заряжается до удвоенного напряжения лервичного источника.

Рвэвязываюший вентиль 2 предотвращает

pe?KJIi, KopoTKoI o эам =IKBnna конденсатора 1 при eIo разряде, а раз вяэывающий вен тинь

6 предотвращает разряд конденсатора 5 на источник питания и конденсатор 1 при заряде последнего. Вентили 3 и 3 развязывают

1 ячейки 10 и 11 при заряде конденсаторов !

5 и 3 е

Каждая поснедующая ячейка работает ана погично, но входным напряжением каждой поспедующей ячейки явпяется выходное напряжение предыдущей, снимаемое с некоммутируемого конде нса тора. Спедовв тель н О, коммутируемый конденсатор 1 второй ячейки заряжает ° .1 сл до удвоенного, а некоммутируемый конден сатор 5- до учетверенного напряжения пер/ вичного источника.

Таким образом, с увеличением числа множитепьных ячеек выходное напряжение на

И -й ячейке возрастает но закону геометрической прогрессии со. знаменатепем двв При этом копнчество управпяемых кщочей воэраответ но закону арифметической прогрессии с разностью единица, в, в прототипе нзобретеши число управпяемых KInoчей изменяется

IIo зако гу n inôi IOIn IecKoé прогре cnn c раз-. ностью две единицы, Такое выпопнение предпагаемого преобра :зоиатепя позвопяет упростить его схему и повнicnn КПД, Формула нзобретенил арядногоключа и выводу для отрицательного нс 1. Источники электропитания на полупролюса источника питания, а база зарядного водниковых приборах, под ред. Додика С. Й ключа соединена с блоком управления. и др. М., Сов. радио", 1969, с, 373-38й.

Источники информации, принятые во вни- 2. Авторское свидетельство СССР мание при экспертизе: ¹ 379955, кл. Н 02 М 3/335, 1971 °

Составитель Л. Устинкина

Редактор А. Пейсоченко Ч ехред g, Андрейчук корректор g, у демирскщ о

Заказ 2621/42 Тираж 892 Подписное

UHHHIIH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушскаи иаб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4