Высоковольтный преобразователь переменного напряжения в постоянное с управляемой полярностью

(51)5 Н 02 М 7 ЗОБРЕТЕНИЯ ИСАН СВИДЕТЕЛЬСТВУ АВТОРСКО(54) ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ ВПОСТОЯННОЕ С УПРАВЛЯЕМОЙ ПОЛЯРНОСТЫО(57) Использование: изобретение можетбыть.использовано в высоковольтных источниках питания постоянного тока с изменяющейся полярностью выходногонапряжения. Сущность изобретения: устройство состоит из двух трансформаторов 4,ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) 25. 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- о форматоров 4 и 5, Полярность выходного апряжения задается положением перелючателей 6 и 9. 1 ил.Изобретение относится к электропреобразовательной технике и предназначенодля высоковольтных источников питанияпостоянного тока с изменяющейся полярностью выходного напряжения. 5Целью изобретения является упрощение конструкции и уменьшение пульсацийвыходного напряжения,Высоковольтный преобразователь переменного напряжения в постоянное с управляемой полярностью поясняетсячертежом и выполнен следующим образом,Выпрямитель с умножением напряжения (в дальнейшем умножитель) содержитдве цепочки последовательно соединенных 15конденсаторов 1,1-1.п и 2.1-2.п и цепочкупоследовательно согласно соединенных диодов 3,1 - З.п. К одноименным (левым на чертеже) обкладкам конденсаторов 1 1-2.1подключена вторичная обмотка трансформатора 4, а к одноименным (правым на чертеже) обкладкам конденсаторов 1 п,пподключена вторичная обмотка трансформатора 5. Средние выводы указанных обмоток через переключатель 6 подключены 25либо к общей точке, либо к выходному выводу преобразователя, к которому подключена нагрузка 7.Источник переменного напряжения 8через переключатель 9 в зависимости от по- З 0лярности выходного напряжения подключен к соответствующим первичным обмоткам;трансформаторов 4 и 5. Полярность выходно-.го напряжения задается положением переключателей 6 и 9. 35Работа предлагаемого высоковольтногопреобразователя заключается в следующем,При подключении первичной обмоткитрансформатора 4 через переключатель 9 к 40источнику переменного напряжения 8, асредних выводов вторичных обмоток трансформаторов 4 и 5 через переключатель 6соответственно к общей точке и нагрузке 7на выходе умножителя формируется посто-, 45янное напряжение положительной полярности. При этом вторичная обмоткатрансформатора 5 выполняет роль компенсирующей катушки индуктивности, Реактивные токи, проходящие через катушку и 50паразитные емкости умножителя сдвинутыпо фазе относительно друг друга на 180,что приводит к взаимной компенсации этихтоков, а, следовательно, и снижению пульсаций выходного напряжения. 55В другом положении переключателей 6и 9 трансформаторы меняются ролями и навыходе умножителя формируется напряжение отрицательной полярности, Таким образом, разнополярное напряжение реализуется при одноканальном исполнении высоковольтного преобразователя, чемдостигается вторая цель изобретения - упрощение конструкции преобразователя,Кроме того, использование вторичных обмоток трансформаторов в качестве компенсирующих катушек позволяет увеличитьнапряжение на последнем каскаде, т.е. повысить эффективность умножителя, что в конечном счете дает возможность уменьшитьколичество 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, дляформирования сигнала обратной связи в системе стабилизации выходного напряженияили для электропитания устройств, находящихся под высоким потейциалом.,Положительный эффект от использования изобретения по сравнению с прототипом заключается в том, что:- пульсации выходного напряжения посравнению с прототивом снизились поменьшей мере в 100 раз;- эффективность умножителя 0,9 против0,6 у прототипа, т,е. выходное напряжениеувеличилось в 1,5 раза,Простота конструкции, низкий уровеньпульсаций,. высокая эффективность позволят использовать высоковольтный преобразователь в технике высоких напряжений,где требуются реверсируемые источникипитания,Формула изобретенияВысоковольтный преобразователь переменного напряжения в постоянное с управляемой полярностью, содержащийпервый и второй входные выводы для под- .ключения источника переменного напряжения, первый и второй выходные выводы дляподключения нагрузки, два трансформатора, каждый из которых выполнен с однойпервичной и одной вторичной обмотками,выпрямитель с умножением напряжения,выполненный по однофазной каскадной диодно-конденсаторной схеме, включающейдве цепочки из последовательно соединенных конденсаторов, и цепочку из последовательно согласно включенных диодов, общиеточки соединения которых нодключены к соответствующим общим точкам соединенияконденсаторов указанных цепочек, а такжепереключатель входного напряжения, причем один вывод первичной обмотки каждогоиз трансформаторов соединен с первымвходным выводом, другой вывод первичной1815772 Составитель Е.ГузиковТехред М,Моргентал Корректор Л.Пилипенко Редактор Заказ 1643 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, 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 щ и й с я 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 допол нительно введен переключатель выходногонапряжения. причем вторичная обмотка каждого из трансформаторов выполнена с отводом от середины ее витков, первые одноименные крайние выводы переключателя 10 выходного напряжения соединены с вторымвыходным 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.