Умножитель напряжения

,СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 2.М 7 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ У ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ. СССРПО ДЕЛАМ ИЗОВРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЙ 3(71) Московский ордена ТрудовогоКрасного Знамени инженерно-физический институт(54)(57) УИНОЖИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ содержащий диодную цепочку, состоящуюиз М диодов, соединенных последова- .тельно в прямом направлении, и двеконденсаторные. цепочки, состоящиекаждая из последовательно соединенных конденсаторов, причем свободныйвывод первого конденсатора первойцепочки и общая точка соединенияанодапервого диода диодной цепочкии свободного вывода первого кднден"сатора второй цеПочки образуют вход-ные выводы для подключения источника питающего напряжения, к свободному выводу последнего конденсатора первой цепочки подключена общая точка соединения последней пары диодов указанной диодной цепочки, катод последнего диода которой соединен со свободным выводом последнего конденсатора второй цепочки, а к каждой из общих точек соединения остальных конденсаторов обеих цепочек подключена общая точка соединения одной из соответствующих остальных пар диодов указанной цепочки, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения КПД, дополнительно введены Мдиода, анод каждого из которых соединен с соответствующей общей точкой соединения двух смежных кон-денсаторов одной из конденсаторных цепочек, а катоды всех дополнительных диодов объединены и их общая точка соединения подключена к катоду последнего диода указанной диодной цепочки и образует один из вы- фф ходных выводов, причем другой выходной вывод образован свободным выводом первого конденсатора йервой цепочки.Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при построении устройств преобразования переменного напряжения н постоянное, устройств умножения напряжения. 5Известен умножитель напряжения, содержащий последовательно включенные диоды, причем катод каждого диода кроме последнего, соединен с анодом последующего, а также две 10 группы конденсаторов, каждая из которых имеет общие электроды. Четные и нечетные катоды всех диодов соединены со свободными. электродами соответственно первой и второй 15 групп конденсаторов Ц .Устройство характеризуется низким коэййициентом полезного действия (КПД), особенно при работе на периодически разряжаемую емкость, что обусловлено высоким выходным сопротивлением умножителя, а также большим пороговым напряжением включения последовательно включенных диодон.Прототипом да ного изобРетения является умножитель напряжения, содержащий диодную цепочку, состоящую из М диодов, соединенных последовавательно в прямом направлении, и две конденсаторные цепочки, состоящие каждая из последовательно со, единенных конденсаторов, причем свободный вывод первого конденсатора первой цепочки и общая точка соединения анода первого диода диодной цепочки и свободного вывода первого конденсатора второй, цепочки образуют входные выводы для подключения источника питающего напряжения. К свободному выводу последнего конденсатора первой цепочки подключена общая точ ка соединения последней пары диодов указанной диодной цепочки, катод последнего диода которой соединен со свободным выводом последнего конденсатора .второй цепочки, а к каждой 45 из общих точек соединения остальных конденсаторов обеих цепочек подклю чена общая точка соединения одной иэ соответствующих остальных пар диодов указанной цепочки 2 . 50Данное устройство характеризуется низким КПД, особенно при работе на периодически разряжаемую емкость-, что обусловлено высоким выходным сопротивлением, а также большим поро говым напряжением включения последовательно включенных диодов, которые увеличиваются с увеличением коэффициента умножения.Цель изобретения - повышение коэй-бО фициента полезного действия устройства.Поставленная цель достигается тем, что в умножитель напряжения, содержащий диодную цепочку, состоящую 65 из М диодов, соединенных последовательно н прямом направлении, и двеконденсаторные цепочки, состоящиекаждая иэ последовательно соединенных конденсаторов, причем свободныйвывод первого конденсатора первойцепочки и общая точка соединенияанода первого диода диодной цепочкии свободного вывода первого конденсатора второй цепочки образуют входнце ныводы,для подключения источни-, ка питающего напряжения, к свободному выводу последнего конденсаторапервой цепочки подключена общая точка соединения последней пары диодовукаэанной диодной цепочки, катодпоследнего диода которой соединен со свободным выводом последнего конденсатора второй цепочки, а к каждой из общих точек соединения остальных конденсаторов обеих .цепочекподключена общая точкасоединенияодной из соответствующих остальныхпар диодов указанной цепочки, введены Мдиода, анод каждого из которых соединен с соответствующей общей точкой соединения двух смежных конденсаторов одной из конденсаторных цепочек, а катоды всех дополнительных диодов объединены и их общая точка соединения подключена к катоду последнего диода указанной диодной цепочки и образует один из выходных выводов, причем другой выходной вывод образован снободным выводом первого конденсатора первой цепочки.На чертеже представлена принципиальная схема умножителя напряжения. 1. Схема содержит входные выводы 1 и 2, выходные выводы 3 и 4, к которым подключена нагрузка 5 и три цепочки, одна из которых состоит из М последовательно соединенных диодов 6, а две другие - емкостныецепочки, состоящие одна из последонательно соединенных конденсаторов 7,а другая из последовательно соединенных конденсаторов 8. Первый конденсатор 7 первой цепочки свободнымвыводом подключен к входному выводу 1 и к выходному выводу 4. Свободный вывод первого конденсатора 8 второй конденсаторной цепочки и анодпервого диода 6 диодной цепочки подключены к входному выводу 2. Дополнительные диоды 9 анодами подключены к соответствующим общим точкамсоединениясмежных конденсаторовконденсаторных цепочек, а их катодыобъединены и подключены к выходномувыводу 3 и к катоду последнего диода диодной цепочки. Конденсаторы 7и 8 предназначены для хранения заряда при умножении напряжения. После1066002 3довательно включенные диоды 6 предназначены для заряда конденсаторов ,при подключения источника переменного напряжения к входным выводам 1 и. 2. Дополнительные диоды 9 обеспечивают заряд емкости,нагрузки 5, минуя цепочку последовательно включенных диодов б.Умножитель напряжения работает следуюцим образом.в . В начальном состоянии на емкости 10 нагрузки 5 нулевой потенциал. При .подаче йа входы 1 и 2 переменного напряження амплитудОй .Уе бУДет пРо" исходить зарядка емкости нагрузки. 5. Нри этомпри Оу О будут открыты .15 первый диод б диодной цепочки и пер. вый дополнительный диод 9, подключенный.к общей точке.соепйнеиия первых .смежных конденсаторов 7 первой конденсаторной цепочки, Оа 4 0 - 2 О второй .диод б.диодной цепочки и дополнительный диод 9, соединенный анодом с катодом указанного диода б. Выходное сопротивление умножителя и пороговое напряжение включения . диодов в этом случае будет опреде-" ,ляться сопротивлением и напряжением.отпирания двух диодов.. При этом.все .остальные диоды будут находиться в закрытом состо:янии,так как напряжение на них бу-дет йеньше напряжения отпирания. Закрытые диоды схемы препятствуют :зарядке конденсаторов, кроме первых 7 и 8, что приводит к тому, что в предлагаемом умножителе в этом: .случае работает только первая ступень с коэффициентом умножения равным единице. Таким образом,.прн напряжении на емкости нагрузки 5 меньшем, чем: У -2 0 (О - порог включения диодов),. умножитель производит зарядку этой емкости напряжением ЦУи с выходным сопротивлением 2 В (В - сопротивление прямо смещенного диода).Прн увеличении напряжения на емкости нагрузки 5 до 0-20 диод 9 закрывается.Теперь при Уо ъ О открываются третий диод б диодной цепочки и со- ,. единенный с его катодом соответствукщий дополнительный диод 9, а. при 0 еО открываются второй диодб диодной цепочки и соедкненццй с его катодом соответствуюнщий дополнительный диод 9.В этом слУчае пРи УсО эаРЯд на первом конденсаторе 8 Ъ О, а,при 0 ю с О заряд на первом конденсаторе 7 . О.Процесс заряда емкости нагруэКи 5 в этом случае аналогичен рассмотренному за исключением того, что емкость будет заряжаться,.от напряжения 20 -ЗОи, а выходное сопротивление умножителя составляет ЗВ Аналогично при изменении напряжения на конденсаторе нагрузки 5 в . интервале от иО -(и+1)0 до (и+1)Ое"(и+2)ип выходйое сопротивлевие устройства составляет соответственно (и+2)В . При этом диоды более высоких ступеней будут закрыты.Максимальное напряжение до ко. торого зарядится емкость нагрузки 5, составляет М (О -0,) где И - чис-ло диодов в диоднрй цепочке.Устинкинец Редактор Е. КривтвютЕМЕЕЕаЕЕФаеэавЗакаэ 1105 б/57ВНИИПИ Еорре исное митета ССоткрытийкая наб.,/,5 1 3035 ,ЮВ Ю Ю Ю Ю Ю 4 илиа Проектная Составитель Л.на Техред А, Бабина 4 Ы ФЫВ 4 ВРирах б 72Государственного коелам изобретений нМосква, Ж, Раувжюю юг ЕЭ 4 ЫЬЕюПП фйатент", г. Уаго В Р