Высоковольтный переключатель

)5 Н 03 К 17 ГОСУДАРСТВЕННЬПО ИЗОБРЕТЕНИЯПРИ ГКНТ СССР КОМИТЕТИ ОТКРЫТИЯМ ИЕ ИЗОБРЕТ ОПИСА К АВТОРСКО СВИДЕТЕЛЬСТВУ же для питания,генератов СВ СВЧ-печах.Цель изобретения. - упрощ рукции путем исключения ряд имеющихся в устройстве-прото тносится к импульсной ь использовано преимуве высоковольтного исия каскадов усиления ющих устройСтвах, а такИзобретение ехнике и может б щественно в сост очника для пит мощности в перед(21) 4774409/21, . М-го фиксирующего диода ЗМ, Его второй (22) 26.12,89 вывод соединен с первым выводом нагрузки (46) 30,01.92. Бюл. М 4 . 6 и через М конденсаторов 4,1.,;4.М, кото- (71) Центральное научно-производственное, рые включены последовательно, с эмиттеобъединение "Ленинец" .; ром первого силового транзистора 1,1, (72) В.С. Уманский.вторым выводом нагрузки 6 и общей шиной, (53) 621.382(088.8) 10, Каждый конденсатор 4;14.М зашунти- (56) Авторское свидетельство СССР,. рован .соответствующим стабилитроном М.1347178, кл. Н 03 К 17/60, 1987. 5.15;М, Каждый защитный диод 2,12,МАвторское свидетельство СССР : включен встречно-параллельно база-эмит- М 1554132, кл. Н 03 К 17/60, 1989. терному переходу соответствующего сило- (54) ВЪСОКОЙОЛЬТНЫЙ ПЕРЕКЛЮЧА- вого транзистора 1;1,1.МБаза каждого ТЕЛЬ последующего силового транзистора 1.М (57). Изобретение относится к импульсной соединена с первым выводом соответствую- технике и может быть использовано в соста-. щего предыдущего фиксирующего диода, ве высоковольтного источника для питания. 3.(М), второй вывод каждого из которых каскадов усиления мощности в передающих . подключен к точке соединения соответству= ф устройствах, а также для питания генерато- ющих предыдущего 4;(М) и последующего ров СВЧ в бытовых СВЧ-печах, Цель изобре.М конденсаторов. База первого силового тения - упрощение устройства. транзистора 1.1 соединена с управляющей Высоковольтный переключатель содержит шиной 11. Каждый из введенных отводов М силовых транзисторов 1,11.М, М защит. 14,1.14(М) обмотки 8 подключен к эмит.- ных диодов 2.12.М, М фиксирующих дио-. теру соответствующего последующего силодов 3,1,3.М, М конденсаторов 4.14,М,.М вого транзистора 1,21.М, Начало и конец стабилитронов 5 15.М, нагрузку 6, силовой каждой вспомогательной. обмотки дроссель 7 с основной обмоткой 8, шину 9 13.113.(М) соединены соответственно спитания,общуюшину 10,управляющуюши- .базой и эмиттером соответствующего по- . ну 11 и резистор 12. В силовой дроссель 7 . следующего силового транзистора 1;2.,Л.М;введены Мвспомогательных обмоток Коллектор каждого предыдущего силового 13.113.(М) и М - 1 отводов 14.1.14;(М) транзистора 1.(М) подключен к эмиттеру у основной обмотки. Начало основной об- последующего транзистора 1.М. Такое соемотки 8 дросселя 7.подключено к шине 9 динение позволяет упростить высоковольтпитания, а конец - к коллектору М-го сило- ный переключатель в целом. 2 ил.вого транзистора 1,М и к первому выводуНа фиг. 1 показана схема высоковольтного переключателя; на фиг, 2 - временнаядиаграмма, поясняющая его работу,Высоковольтный переключатель содержит М силовых транзисторов 1,1 - 1.М, М защитных диодов 2.1-2.М, М фиксирующихдиодов 3.1-3.М, М конденсаторов 4,1-4.М,М стабилитронов 5,1-5.М, нагрузку б, силовой,дроссель 7 с основной обмоткой 8; шину9 питания, общую шину 10, управляющуюшину 11 и резистор 12. В силовой дроссель7 введены Мвспомогательных обмоток13.1 - 13.(М) и Мотводов 14.1-14.(М - 1) уосновной обмотки.При этом начало основной обмотки 8дросселя 7 подключено к шине 9 питания, аконец - к коллектору М-го силового транзи. стора 1.М и к первому вйводу М-го фиксирующего диода З,М. Его второй выводсоединен с первым выводом нагрузки 6 ичерез М конденсаторов 4.14.М, которыевключены последовательно, с эмиттеромпервого силового транзистора 1,1, вторымвыводом нагрузки б и общей шиной 10. Каждый конденсатор 4.1 - 4.М зашунтирован соответствующим стабилитроном 5,1-5.М,Каждый защитный диод 2.1 - 2.М включенвстречно-параллельно база-эмиттерномупереходу соответствующего силового транзистора 1.1-1,М, База каждого последующего силового транзистора 1.М соединенас первым выводом соответствующего предыдущего фиксирующего диода 3;(М - 1), второй вывод каждого из которых подключен кточке соединения соответствующих предыдущего 4,(М) и последующего 4.Мконденсаторов. База первого силовоготранзистора 1,1 соединена с управляющейшиной 11.Каждый из введенных отводов 14,114(М) обмотки 8 подключен к эмиттерусоответстующего последующего силовоготранзистора 1,2-1,М, Начало и конец каждой вспомогательной обмотки 13,1-13.(М 1) соединены соответственно с базой иэмиттером соответствующего последующего силового транзистора 1.2-1.М. Коллекторкаждого предыдущего силового транзистора 1,(М) подключен к эмиттеру последующего транзистора 1.М.Высоковольтный переключатель работает следующим образом,В исходном состоянии в паузах междуимпульсами все транзисторы 1,11,М заперты. При поступлении в момент Т 1 положительного импульса управляющего токаупр на шину 11 и на базу транзистора 1.1 оннасыщается (фиг. 2,а). При этом начинаетсяпротекание тока вл по цепи: шина 9 - леваясекция обмотки 8 дросселя 7 (до первого30 35 40 45 и 4.1, В этих условиях на базе транзистора1.М возникает отрицательный импульс Е 2,м, ограничиваемый по амплитуде диодом 2,М,50 55 5 10 15 20 25 отвода 14.1) - насыщенный транзистор 2 - шина 10 (фиг, 2 д).При этом на обмотках 13.1 - 13,(М - 1) образуются импульсы положительной полярности Е 1 з.1-Е 1 з(м), которые поступают на базы транзисторов 1.2-1,М и переводят их в состояние насыщения (фиг. 2 б, в). При этом начинается протекание тока 8,2 по цепи; шина 9 питания - левая секция обмотки 8 (до второго отвода) - насыщенный транзистор 1,2 - насыщенный транзистор 1.1 - шина 10 (фиг. 2 д), Диоды 2.1 - 2.М и 3,1-3,М остаются запертыми. Далее начинается протекание тока в по цепи: шина 9 - обмотка 8 - насыщенные транзисторы 1,1 - 1.М - шина 10 (фиг. 2 е), В индуктивности обмотки 8 при протекании тока в накапливается некоторая энергия, В момент Т 2 положительный импульс Уп на шине 11 заканчивается и на базу транзистора 11 подается отрицательный импульс, под действием которого транзистор 1,1 форсированно запирается (фиг, 2 а), При этом в индуктивности левой секции обмотки 8 дросселя 7 (до первого отвода 14,1) создается ЭДС самоиндукции, йод действием которой отпираются диоды 2,2 и 3.1. Энергия, накопленная к моменту Т 2 в индуктивности левой секции обмотки 8 (до ее первого отвода), вызывает появление ЭДС самоиндукции и протекание тока з,1 через диоды 2,2 и 3,1, чем обеспечивается передача энергии в конденсатор 4.1 (фиг, 2 ж). В этих условиях на обмотке 13.1 и на базе транзистора 1.2 появляется отрицательный импульс Е 2,2, обеспечивающий форсированное запирание транзистора, Амплитуда запирающего импульса ограничивается с помощью диода 2.2(фиг, 2 з). После запирания транзистора 1,2 под действием ЭДС самоиндукции аналогично описанному отпираются диоды 2,М и 3.2 и током з,м осуществляется передача энергии из левой секции обмотки 8 (до второго отвода) через диоды 2,М и 3.2 в конденсаторы 4.2 и обеспечивающий форсированное запирание транзистора 1,М (фиг. 2 и), Достигается необходимая последовательность запирания транзисторов: сначала запирается транзистор 1.1, затем 1,2, последним запирается транзистор 1,М, При этом напряжения на коллекторах запирающихся транзисторов не могут превысить значений Е 5 напряжений стабилизации однотипных стабилитронов 5, которые выбраны из условия Е 5Елоо, где Едоп - максимальное допустимое напряжение на коллекторах транзисторов 1,1 - 1.М, После запирания всех транзисторов 1,11,М энергия, накопленная в индуктивности обмотки 8, вызывает появление ЭДС самоиндукции, под действием которой отпирается диод З,М. Через него и обмотку 8 начинается. протекание тока и передача энергии в конденсаторы 4.1-4.М и в нагрузку 6 (фиг. 2 е), При одинаковых величинах емкостей конденсаторов напряжения на них оказываются равными Е = Ев/МЕв, где Ев - напряжение на всех конденсаторах 4.1-4.М и на нагрузке 6,Положительный эффект достигаемый при использовании предлагаемого высокО- вольтного переключателя, состоит в упрощении устройства за счет исключения ряда элементов при сохранении основных электрических параметров, свойственных прототипу,Формула изобретения Высоковольтный переключатель, содержащий М силовых транзисторов, М защитных диодов, М фиксирующих диодов, М конденсаторов, М стабилитронов, нагрузку и силовой дроссель, начало основной обмотки которого подключено к шине питания, а конец - к коллектору М-го силового транзистора и к первому выводу М-го фиксирующего диода, второй вывод которого соединен,с первым выводом нагрузки и через М конденсаторов, которые включены последовательно, с эмиттером первого силового транзистора, вторым выводом на грузки и общей шиной, каждый конденсаторзашунтирован стабилитроном, каждый защитный диод включен встречно параллельно база-змиттерному переходу соответствующего силового транзистора, база каждого после дующего силового транзистора соединена спервым выводом соответствующего .предыдущего фиксирующего диода, второй вывод каждого из которых подключен к точке соединения соответствующих предыдущего 15 и последующего конденсаторов, база первого силового транзистора соединена с управляющей шиной, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения, в силовой дроссель введены М - 1 вспомогательных обмоток и 20 М - 1 отводов основной обмотки, каждый изкоторых подключен к эмиттеру соответствующего последующего силового транзистора, начало и конец каждой вспомогательной обмотки соединены соответственно с базой 25 и эмиттером соответствующего последующего силового транзистора, коллектор каждого предыдущего силового транзистора подключен к эмиттеру последующего транзистора,30Составитель В.УманскийН,Горват Техред М.Моргентал . Корректор Н,Ревская Редвкто Заказ 436 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открыти 113035, Москва, Ж, Раущская наб., 4/6при ГКНТ ССС Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101,