Преобразователь переменного напряжения в постоянное с умножением напряжения

СОЮЭ СОВЕТСКИСОЦИАЛИСТИЧЕРЕСПУБЛИК 1149359 А 9) 8 4(51) Н 02 М 7 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРМтИ САНИ)Е И ЯСНОМУ СЗИДЕ ОПИ ЬСТВ(21) 3599598/24-07 конденсатором, а также входные вы- (22) 06.06,83 воды, о т л и ч а ю щ и й с я тем, (46) 07,04.85. Бюл, В 13 что, с целью обеспечения регулиро- )(72) А,Ф.Березовский и В.НБегунов вания выходного напряжения, в него (53) 621.314.6(088.8) введены два коммутирующих блока и (56) 1. Рогинский В.Ю. Электропита- дополнительный мост с вторым кондея ние радиоустройств. Л., "Энергия", . сатором в диагонали постоянного 1970, с 112-113. тока, который соединен последова 2. Авторское свидетельствоСССР тельно с первым конденсатором, обра- В 656163, кл. Н 02 М 704, 1967. зуя выходные выводы, один из которых подключен к выводу соответствую- (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННО- щего введенного коммутирующего бло- ГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ С УМНОЖЕ-. ка, свободный вывод которого соеди- НЮИ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий мост, нен с соответствующим одним издва противолежащих плеча которого дополнительно введенных диодов, щунобразованы диодами, а два других - тирукщик конденсатор соответствую- конденсаторами, диагональ постоян- щего моста в обратном направлении, ного тока образована последователь- . а один из коммутирующих блоков выно соединенным диодом, включенным полнен со ступенчатым регулировасогласно с диодами моста, и первым нием.114931Известны умножители напряжения,в которых дпя получения умножениянапряжения на нагрузке в л раз требуетсявентилей и и конденсаторов 13.5Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности являетсявыпрямитель с умножением напряжения,содержащий подключенный к выводамдля источника переменного напряжения мост, два плеча которого образованы вентилями, два другихконденсаторами, а диагональ постоянного тока связана с цепью, состоящей из дополнительного вентиля ивыходных выводов, при этом конденсаторы включены в противолежащие плечи моста а к параллельно выходнымвыводам подключен конденсатор 23Недостатки известных устройствзаключаются в невозможности регулирования напряжения на нагрузке иполучении разных значений напряжений.Цель изобретения - обеспечениерегулирования выходного напряжения.Эта цель достигается тем, что впреобразователь переменного напряження в постоянное сумножением напряжения, содержащий мост, два противолежащих плеча которого образованыЗОдиодами, а два других - конденсатораья, диагональ постоянного токаобразована последовательно соединенными диодом, включенным согласнос диодами моста, и первым конденсатором, а также входные выводы, введены два коммутирующих блока и дополнительный моет с вторым конденсатором в диагонали постоянного тока,который соединен последовательнос первым конденсатором, образуя вы Оходные выводы, один из которых под.ключен к выводу соответствующеговведенного коммутирующего блока, свободный вывод которого соединен ссоответствующим одним из дополнитель 45но введенных диодов, шунтирующихконденсатор соответствующего мостав обратном направлении, а один изкоммутирующих блоков выполнен соступенчатым регулированием,На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства.Устройство содержит трансформатор1 с первичной обмоткой 2 и двумявторичными обмотками 3.1 и 3,2. Обмотка 3, 1 одним выводом подключенак выпрямителю 4, который представля 59 2ет собой утроитель напряжения в виде моста, два противолежащих плеча. которого образованы диодами 5 и 6, а два других - конденсаторами 7 и 8. Диагональ постоянного тока моста образована последовательно соединенными диодом 9 и конденсатором 10, Другой вывод обмотки 3.1 подключен к коммутирующему блоку 11, свободный вывод которого соединен с длодом 12, шунтирующим конденсатор 8 в обратном направлении. Обмотка 3,2 подключена к выпрямителю 13, который представляет собой, также как и выпрямитель 4, утроитель напряжения на диодах 14-16, конденсаторах 17- 19, шунтирующем диоде 20 и коммутирующем блоке 21, выполненном со ступенчатым регулированием, Конденсаторы 10 и 19 соединены последовательно, образуя выходные выводы для подключения нагрузки 22. Коммутирующий блок 11 содержит встречно-параллельно включенные тиристоры 23 и 24, Коммутирующий блок 21 содержит управляемый замыкающий контакт 25. Заземление при необходимости может быть перенесено на один из выводов нагрузки 22,Блок 11 выполнен упрощенно, а блок 2 1 - более, сложно. В блоке 11 при упрощении тиристор 23 заменен на диод 26. В блоке 21 при усложнении ступенчатого регулирования последовательно с контактом 27 включена параллельная пара из диода 28 и отдельно управляемого замыкающего контакта 29, Управление тиристорами 23 и 24 выполняют по известному вертикальному методу, прйменяя ждущий блокинг-генератор с насыщающимся сердечником.Устройство работает следующим образом.Рассмотрим режим, при котором достигается шестикратное напряжение, а именно; контакт 25 замкнут, а у тиристоров 23 и 24 угол регулирования Ы " Оо (тиристоры открыты весь полупериод). При положительной полу- волне напряжения на обмотках 3.1 и 3.2 положительные потенциалы находятся на зажимах, обозначенных точкой. При положительной полуволне в выпрямителе 13 через диоды 14 и 15 заряжаются, а в установившемся процессе подзаряжаются, конденсаторы 17 и 18, каждый до напряжения не более Ощ ( О - амплитудное значение напряжения на вторичной обмотке1149359 4Чтобы получить возможность плавно уменьшать до нуля трехкратное напряжение на нагрузке 22, необходимо одновременно возвратить в разомкнутое состояние контакт 25 в блоке 21, а также открыть тиристоры 23 и . 24 в блоке 11, При этом составляющая напряжения на нагрузке со стороны выпрямителя 13 уменьшается плавно (по мере разряда конденсаторов 17-19), а со стороны выпрямителя 4аналогично увеличивается. Затем,увеличивая у тиристоров 23 и 24 угол регулирования от с( = 0 до с= 180 можно плавно уменьшить напряжение на нагрузке от трехкратного до нулевого.Когда коммутирующие блоки выполнены по.упрощенному (второму) варианту, а именно: в блоке 11 тиристор 23 заменен на диод 26, а в блоке 21 последовательно с контактом 27 подсоединена параллельная пара из диода 28 и отдельно управляемого контакта 29, то для получения шестикратного напряжения должны быть замкнуты контакты 27 и 29, а также полностью открыт тиристор 24, т,е. у него угол регулирования должен быть о= О. Затем для плавного уменьшения напря- . жения от шестикратного до четырех-, кратного увеличивают у тиристора 24 угол регулирования до значения с =о180 , когда тиристор полностью закрыт. В этих условиях выпрямитель 4 дает однократное напряжение, причем в работе находятся все три конденсатора 7-10, которые оказываются включенными параллельно. Чтобы получить возможность плавно уменьшать коммутирующих блоков необходимо одновременно вернуть в разомкнутое состояние контакт 29 в блоке 21, а также открыть тиристор 24 в блоке 11 Затем, увеличивая у тиристора 24 угол регулирования от Ы= 0 дооЫ= 180 , можно плавно уменьшить напряжение на нагрузке от четырехкратного до двухкратного. Чтобы получить возможность главно уменьшать напряжение от двухкратного до однократного, при втором варианте коммутирующих блоков необходимо одновременно возвратить в разомкнутое состояние еце контакт 27 в блоке 21, а также частично открыть 3трансформатора)При той же положительной полуволне в выпрямителе 4напряжение на обмотке 3.1, складываясь с напряжением. зародившихсяранее конденсаторов 7 и 8, создают.на конденсаторе 10 напряжение, равное 3 О, .При отрицательной полуволне ввыпрямителе 4 через диоды 5 и 6 подзаряжаются до Р, конденсаторы 7 и8, а в выпрямителе 13 напряжениена обмотке 3.2, складываясь с напряжением на конденсаторах 17 и 18,создает .на конденсаторе 19 напряжение, которое (при холостом ходе)также равно ЗО,.У конденсаторов 1 О и 19, соединенных,последовательно, напряжения,.складываются, образуя шестикратноенапряжение (при холостом ходе) ивызывая ток в нагрузке 22Жесткость внешней характеристикиушестерителя сохраняется такой жеповышенной как в известном, потомучто в созданйи каждого из утроенных 25напряжений на конденсаторах 10.и 19принимает непосредственное участие. источник переменного. найряжения (обмотки 3,1 и 3.2 трансформатора 1) идва зарядившихся от него конденсато. -ра (7 и Ы или 17 и 18).Чтобы плавно умейьшить напряжениена нагрузке е шестикратного до трехкратного, следует увеличить угол регулированиядо значения К=180 (тиристо.ры 23 и 24 всегда закрыты) .При этом об. ратный диод .12 совместно с диодами. 5 и 9 не позволяет напряжению наконденсаторе 10 измениться в. обратном.направлении более, чем на 3 .В 40(суюа падений напряжения на упомяну- ".напряжение от четырехкратного дотйх диодах нри прямом токе). Если бы двухкратного,при втором вариантене бйпо обратного диода 12, то вуказанных условиях кондейсаторы 7, 8и Ю: получили бы трехкратное напря.жение обратной полярности черезнагрузку 22 от выпрямителя 13, после чего гок через нагрузку 22 прек.ратйлся бш, прй этом конденсаторы. и 8 могли бы.повредиться, поскольку 50они раеечитывают на.однократное номиаальное напряжение. Аналогичноедействие оказывает обратнйй диод 20. иоетью открытых тиристорах 23 и 24елучайно нарушается цепь питаниявыпрямителя 13 от обмотки 3.2,149359 ВНИИПИ Заказ 1914/40 Тираж 646 Подписи Филиал ППП "Патент", г.ужгород Проектная, 4 тиристор 24 в блоке 11 на такойугол регулирования, который обеспе.чил бы подачу от выпрямителя 4 двухкратного напряжения. Еще возможен третий ступенчатый вариант регулирования в устройстве, когда оба блока 11 и 21 выполнены так, как блок 21 при втором варианте регулирования. При этом можно получить следующие кратности напряжения (первой указывается кратность, создаваемая выпрямителем 4): (3 + 3) ( + 3); (0 + 3), (1 + 1), (О + 1).Предлагаемое устройство можно также испольэовать для знакопеременного питания электрофильтров. Приэтом краткий импульс отрицательногонапряжения на электрофильтре долженбыть больше положительного, Если5 осадительный электрод электрофильтра, включаемый помимо. особого коммутатора, подсоединить к заземлению,а корронирующий электрод через особый коммутатор подключить к свободным выводам конденсаторов 10 и 19,и если коммутирующий блок 11 выполнить по второму варианту, а коммутирующий блок 21 - по первому варианту регулирования, то можно получитьлюбое отношение модулей отрицательного и положительного напряжений впределах от 1 до 3,