Умножитель постоянного напряжения

(19) (И) эш Н 02 М 7/10 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТО 0 РСНОМУ СВ У Ел ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Патент ФРГ %2621694, кл. Н 02 М 7/ 10, 1978.2, Авторское свидетельство СССР Мф 543109, кл. Н 02 М 7/10, 1973. (54) (57) УМНОЖИТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий источник постоянного напряжения, отрицательная клемма которого соединена с первым выводом управляемого зарядного ключа, выходной конденсатор, один вывод которого соединен с положительным выходным выводом, 11 параллельно включенных цепочек, состоящих .каждая из двух соединенных последовательно через конденсатор разрядных диодов, объединенные аноды которых соединены с первым выводом управляемого разрядного ключа, 11-1 зарядных диодов, соединяющих разнополярные обкладки конденсаторов смежных цепочек, причем анод каждого из зарядных диодов подключен к отрицательной обкладке конденсатора предыдущей цепочки, его катод - к положительной обкладке конденсатора последующей цепочки, а отрицательная обкладка конденсатора последней цепочки соединена с вторым выводом управ" ляемого зарядного ключа, схему управления разрядным ключом и схему управления зарядным ключом, выходы которых соединены с управляющими входами соответственно разрядного и зарядного ключей, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения КПД при получении дискретного ряда выходных напряжений, в раз больших входного напряжения, второй вывод управляемого разрядного ключа соединен с положительной клеммой источника постоянного напряжения, вторым выводом выходного конденсатора и анодом дополнительно введенного входного диода, катод которого соединен с положительной обкладкой конденсатора первой из П параллельных цепочек, объединенные катоды разрядных диодов параллельных цепочек соедине. ны с положительным выходным выводом, а отрицательная клемма источника постоянного напряжения соединена с отрицательным выходным выводом,1119Изобретение относится к преобразовательной технике, а более конкрет"но к вторичным источникам питанияпостоянного напряжения, и предназначены для питания электро- и радио.аппаратуры.Известен умножитель напряжения,содержащий источник входного напряжений, положительная клемма которогосоединена с анодом входного диодаи первой клеммой .управляемого разрядного ключа, а отрицательная клемма - с первой клеммой управляемогозарядного ключа и отрицательной клеммой выхода, выходную накопительную 15емкость, положительная обкладкакоторой соединена с положительнойклеммой выхода, а отрицательнаяобкладка - с положительной клеммойисточника входного напряжения, Катод входного диода через емкостьподсоединен к эмиттерам управляемыхзарядных и разрядных ключей. Положительная обкладка накопительной емкости соединена с катодом разрядногодиода, анод которого соединен с катодом входного диода Я .К недостаткам данной схемы относятся возможность умножения напряжения.только вдвое и невозможностьс Вполучения дискретного ряда напряжений.Наиболее близким к предлагаемомуявляется умножитель постоянного напряжения, отрицательная клемма которого соединена с первым выводомуправляемого зарядного ключа, содержащий также выходной конденсатор,один вывод которого соединен с положительным выходным выводом, и парал лельно включенных цепочек, состоящихиз двух соединенных последовательночерез конденсатор разрядных диодов,объединенные аноды которых соединеныс первым выводом управляемого разряд ного ключа, Ь -1 зарядных диода,соединяющих разнополярщае. обкладкиконденсаторов смежных .цепочек, причем анод каждого из зарядных диодовподключен к отрицательной обкладке 50конденсатора предыдущей цепочки,его катод - к положительной обкладке конденсатора последующей цепочки,а отрицательная обкладка конденсатора последйей цепочки соединена с вто рым выводом. управляемого зарядногоключа, схему управления разряднымключом и схему управления зарядным 142ключом, выходы которых соединены с управляющими входами соответственно разрядного и зарядного ключей 12Недостатком этого устройства является возможность умножения на" пряжения только в 1/О раз, т.е. получения выходных напряжений, меньших входного напряжения, причем при получении дискретного ряда выходных напряжений, в "+ раз больших входного напряжения, требуется введение дополнительных элементов, снижающих КПД устройства.Цель изобретения - повышение КПД устройства при получении дискретного.ряда выходных напряжений, в " ф 1 рази больших входного напряжения.Поставленная цель достигается тем, что в умножителе постоянного напряжения, содержащем источник постоянного напряжения, отрицательная клемма которого соединена с первым выводом управляемого зарядного ключа, выходной конденсатор, один вывод которого соединен с положительным выходным выводом, П параллельно включенных цепочек, состоящих каждая из двух соединенных последовательно через конденсатор разрядных диодов, объединенные аноды, которых соединены с первым выводом управляемого разрядного ключа, П -1 зарядных диодов, соединяющих разнополярные обкладки конденсаторов смежных, цепочек, причем анод каждого из зарядных диодов подключен к отрицательной обкладке конденсатора предыдущей цепочки, его катод - к положительной обкладке конденсатора последующей цепочки, а отрицательная обкладка конденсатора последней цепочки соединена с вторым выводом управляемого зарядного ключа, схемууправления разрядным ключом и схему управления зарядным ключом выходыкоторых соединены с управляющими входами соответственно разрядного и зарядного ключей, второй вывод управляемого разрядного ключа соединен с положительной клеммой источника постоянного напряжения, вторым выводом выходного конденсатора и анодомдополнительно введенного входногодиода, катод которого соединен с поло" жительной обкладкой кондеисаторЬпервой из 1 параллельных цепочек, объединенные катоды разрядных диодов параллельных цепочек соединены с поло20 жительным выходным выводом, а отрицательная клемма источника постоянного напряжения сбединена с отрицательным выходным выводом,На чертеже представлена принципиаЛьная схема предлагаемого умножителяпостоянного напряжения.Умножитель постоянного напряжениясодержит источник 1 постоянного входного напряжения, входной диод 2, уп Оравляемый разрядный ключ 3, управляемый зарядный ключ 4, выходнойнакопительный конденсатор 5, схему6 управления разрядным ключом, схему 7 управления зарядным ключом, 1511 параллельно включенных цепочек,состоящих из двух последовательносоединенных через конденсатор 8разрядных диодов 9 и 10 и И -1 зарядных днодов 11.Источник 1 выходного напряжениясоединен положительной клеммой санодом входного диода 2 и первойклеммойуправляемого разрядногоключа 3, а отрицательной клеммой - 25с первой клеммой управляемого зарядного ключа 4 и отрицательной клеммойвыхода, Выходной конденсатор 5 соединен положительной обкладкой с положительной клеммой выхода, а отри- ЗОцательной - с положительной клем, мой источника 1 входного напряжения.Управляющий вывод разрядного ключа3 соединен с выходом схемы б управления разрядным ключом. Управляющийвывод зарядного ключа 4 соединен,с выходом схемы 7 управления заряд ным ключом. Разрядные диоды 9 и 10соединены последовательно через конденсаторь 1 8 в П параллельно вклю - 4 Оченных цепочек, Дзарядных диодов11 соединяют разнополярные обкладкиконденсаторов.8 смежных цепочек.Катод входного диода 2 соединенс положительной обкладкой конденсатора в первой цепочке. Вторая клемма управляемого зарядного ключа 4соединена с отрицательнойобкладкойконденсатора в последней цепочке.Объединенные катодыразрядных 5 Одиодов 9 параллельных цепочек соединены с положительной обкладкой выходного конденсатора 5. Объединенныеаноды разрядных диодов 10 параллель-.ных цепочексоединены со второй клеммой управляемого разрядного ключа 3.В качестве управляемых ключей мож-.но использовать транзисторы, тиристоры, электромагнитное реле и т.д.Умножитель работает следующим образом.Схема 7 управления зарядным ключом вырабатывает импульсы управления. Схема управления разрядным ключом вырабатывает импульсы, инверсные к ним. За время действия импульса управления, открывающего зарядный ключ 4, конденсаторы 8 параллельных цепочек заряжаются последовательно от источника 1 входного напряжения через входной диод 2, зарядные диоды 11 и открытый зарядный ключ 4. В конце заряда, время которого определяется с характеристиками схемы заряда, напряжение на каждом конденсаторе достигает значения, примерно в П раз меньшего значения напряжения источника 1 входного напряжения, т.е.09 х- После прекращения управляющего сигнала со схемы 7 управления зарядным ключом зарядный ключ 4 размыкается и подается управляющий сигнал со схемы 6 .управления разрядным ключом, открывающий разрядный ключ 3. При этом конденсаторы 8 параллельных цепочек через разрядные диоды 9 и 10 и открытый разрядный ключ 3 разряжаются на выходной накопительный конденсатор 5. В конце разряда, время которого определяется КС-характеристиками схемы разряда напряжения на конденсаторе 5, напряжение достигает значения, которое имели емкости 8 параллельных цепочек в конце периода заряда, т.е,Овх- На выходе схемы появляетсяП Н 1напряжение, примерно равное ц 81- д 1 ец,являющееся суммой напряжения источника 1 входного напряжения и выходного конденсатора 5. После прекращения управляющего сигнала со схемы 6 управления разрядным ключом разрядный ключ 3 закрывается и подается управляющий сигнал со схемы 7 управления зарядным ключом , открывающий зарядный ключ 4. Процесс повторяется. В период заряда напряжение на выходе поддерживается наи+1уровне, примерно равном , 0 О за счет энергии, занесенной в выходном конденсаторе 5, включенном последо1119142 Составитель Л. Устинкинаексеенко Техред З,Палий ректор Е. Сирохман едакт 3 7470/43 Тираж 666ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб;, д. 3 дписн илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна 5вательно с источником 1 входного напряжения.Таким образом, умножитель позволяет получить на выходе дискретный ряд напряжений, которые враз 5Й больше входного напряжения.В зависимости от числа параллельно включенных цепочек напряжение на выходе может меняться от 2 0 8 при 0=1 до 08 при увеличении и, Конкретная реализация дискретного ряда указанных напряжений возможна, например, изменением числа параллельных цепочек в схеме либо установкой парал 15 лельно разрядным диодом 1 Ч ключей, Замыкая определенное число ключей,можно изменять количество включенныхпоследовательно конденсаторов 8 в режиме заряда, меняя тем самым величину выходного напряжения. При использовании изобретения появляется возможность получения и дискретного ряда напряжений. В связи с тем, что в составе предлагаемо" го умножителя напряжения отсутству" ют дроссели и трансформаторы, имеется возможность проявления его в толстопленочном исполнении. Это позволит значительно снизить габариты умножителя и автоматизировать его изготовление,