Преобразователь переменного напряжения в постоянное

(5) 4 Н 01 1. 25 ОПИСАН Д ВТОРСНОМ ОБРЕТЕНИ ЛЬСТВ вн о СССР1975.СССР1982. 4) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГ ЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ7) Изобретение относится к эл хинке и может быть использова высоковольтном источнике пита коммутацией уровней выходного яжения, работающем на емкосгн грузку. Цель изобретения - ум ние массогабаритных показател НА ктрот пр ьГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР 1(56) Авторское снидетельстУ 463229, кл. Н 03 К 5/01,Авторское свидетельствоУ 944020, кл. Н 02 М 7/06,повышение КПД и надежности. Конструкция благодаря раэмещенюо ячеек 3 и 4 по обе стороны пространства от сердеч ника 1 и наличию в основаниях ячеек окон для размещения элементов соседни ячеек позволяет ввести в состав каждой конструктивной ячейки разрядный ключ и при этом полностью использоват окна сердечника, так как расстояния между основаниями ячеек будут определят ся толщиной секций вторичной обмотки трансформатора, что позволяет уменьшить габариты сердечни а и потери в нем, Применение в устройстве сердечника, состоящего из двух Ш-образны частей при небольших габаритах сердечника, позволяет получить на выходе устройства большую импульсную мощность 1 э.п, ф-лы, 4 ил.Изобретение относится к электротехнике и может быть использованое высоковольтном источнике питанияс коммутацией уровней выходного напряжения, работающем на емкостную5нагрузкуЦель изобретения " уменьшениемассбгабаритных показателей, повышениеКПД и надежности.ОНа фиг.1 приведено предлагаемоеустройство, собранное из 8 ячеек двухтипов; на фиг.2 - ячейка, выполненная в виде платы печатного монтажас размещенными на ней элементами; нафиг.З - принципиальная электрическаясхема устройства; на фиг.4 - временные диаграммы напряжений, поясняющиеработу устройства,Устройство включает Ш-образный сер дечник трансформатора 1, первичнуюобмотку 2, размещенную ыа среднемстержне сердечника трансформаторачетыре ячейки 3 первого типа и четыреячейки 4 второго типа, нанизанные на 25средний стержень сердечника трансформатора 1. Выводы "+" и "-" (четныеячейки соединяются с нечетными)соединены проводом 5. Каждую группучетных и нечетных ячеек пронизывает 30трансформатор 6 связи, выполненныйв виде двух цилиндрических стержней,две части первичной обмотки 7 которого соединены последовательно, асекции вторичной обмотки 8 приклеиваются с обеих сторон к основаниюячеек 3 и 4. Секции вторичной обмотки трансформатора 6 изолируютсяот первичной трубкой 9 из диэлектрика, Изоляцию первичной обмотки от 10вторичной трансформатора 1 обеспечивает находящийся в зазоре между обмотками слой компаунда (после заливкиустройства компаундом).Ячейка (фиг.2) состоит иэ платы 4510 печатного монтажа, в которой имеются отверстие 11 для сердечникатрансформатора 1, отверстие 12 длястержня трансформатора 6, окна 13предназначены для размещения выступакщих при сборке устройства элементов соседней ячейки. На плате размещена бескаркасная секция 14 вторичной обмотки трансформатора 1 и двесекции 8 вторичной обмотки трансформатора 6 связи, два выпрямительныхстолба 15, две фильтрующие емкости16, два выравнивающих реэистора 17цепей управления разрядными ключами 18. Каждая плата имеет контактные площадки "+" и "-" для припайки проводников при сборке устройства, Секции обмоток 14 и 8 приклеиваются к плате, а их выводы соединяются с электрической схемой при помощи пайки. Оба типа ячеек отличаются друг от друга зеркальным расположением отверстий 13 и разрядных ключей 18 относительно оси 19.Схема (фиг.З) содержит первичную обмотку 2 и вторичные обмотки 14 трансформатора 1. Каждая из вторичных обмоток соединена с соответствующей схемой умножителя, собранного на выпрямительных столбах 15 и фильтрующих емкостях 16. Параллельно фильтрующим емкостям подключены разрядные ключи 18 со своими цепями управления, состоящими из выравнивающего резистора 17 и секции вторичной обмотки 8 трансформатора Ь связи, двечасти первичной обмотки 7 которого соединены последовательно.Устройство работает следующим образом.Пусть в некоторый начальный момент времени фильтрующие емкости 16 разряжены.и, следовательно, напряжение Б д на выходе устройства равно6 Ынулю. В момент времени с, на первичную обмотку трансформатора 1 посту- пает переменное напряжение Бс61 формой импульса меандр и с амплитудой, нарастающей по экспоненте (фиг.4). За интервал времени( 100 мкс) происходит быстрый заряд фильтрующих емкостей 16. На выходе устройства устанавливается уровень постоянного напряжения (8 кВ), пропорциональный коэффициенту преобразования входного напряжения.В момент времени йз поступленйе импульсов переменного напряжения на вход устройства прекращается и с задержкой, равной интервалу временина первичную обмотку 7 трансформатора 6 связи подается управляющий сигнал П, (пачка импульсов с высокой частотой следования). Разрядные ключи 18 открываются и эа интервал времени 11, 1 происходит полный разряд фильтрующих емкостей 16. В момент временипоступление управляю щих импульсов прекращается и с задерм кой, равной интервалу времени С, С, на вход устройств может снова быть передано напряжение. Длительность час5 15241тоты следования, амплитуда импульсовна выходе устройства определяютсяпараметрами входного переменного напряжения и частотой следования пачекимпульсов,5Предложенная конструкция благодаряразмещению ячеек по обе стороны пространства от сердечника и наличию воснованиях ячеек окон для размещения 1 Оэлементов соседних ячеек позволяетввести в состав каждой конструктивнойячейки разрядный ключ, имеющий наибольшую габаритную высоту, и при этомполностью использовать окно сердечника,5так как расстояние между основаниямиячеек в основном определяется толщинойсекций вторичной обмотки трансформатора, что позволяет уменьшить габаритысердечника и потери в нем, а следовательно, уменьшить массогабарнтные показатели всего устройства и повыситьего КПД, Применение в устройстве сердечника, состоящего из двух Ш-образныхчастей при небольших габаритах сердечника, позволяет получить на выходеустройства большую импульсную мощность. Конструкция устройства обеспечивает высокую плотность упаковкиэлементов в единице объема, причем 30расстояние между элементами увеличивается с ростом разности потенциаламежду ними.Введение в схему устройства разрядных ключей для разРяда фильтрующихемкостей позволяет осуществить нетолько быстрый разряд фильтрующихемкостей, но и емкости внешней нагруз"ки, подключенной к выходу устройства (например, емкости анода тРУбки 4 ртипа "пенетрон").Таким образом, предлагаемое устройство осуществляет три функции:преобразование переменного напряженияв постоянное, форсированный заряд и 5разряд фильтрующих емкостей и емкости внешней нагрузки. С учетом того,что указанные функции обычно выполня 09 6ются 2-3 отдельными узлами, предлагаемое устройство позволяет более чемв 2-3 раза улучшить массогабаритныепоказатели. Введение в состав ячейкиразрядного ключа, подключенногопараллельно каждой фильтрующей емкости, позволяет исключить элементы,выравнивающие напряжения на каждомзакрытом разрядном ключе (резисторы,стабилитроны), так как функции этихэлементов выполняет ЭДС каждой секциивторичной обмотки трансформатора,что позволяет дополнительно уменьшитьгабариты устройства и повыситьего надежность. Формула изобретения 1, Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий трансформатор, включающий первичную и многосекционную вторичную обмотки, каждая секция которой составляет вместе с соответствующим ей выпрямителем и фильтрующей емкостью отдельную конструктивную ячейку, имеющую общее плоское основание, на котором разме-. щены элементы ячеек, причем все ячейки размещены на общем сердечнике, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения ма;.огабаритных показателей, повышения КПД и надежности, все ячейки размещены на среднем стержне сердечника, состоящего из двух Ш-образных частей так, что все четные ячейки расположены по одну сторону сердечника, все нечетные - по другую сторону от него, а в основаниях ячеек выполнены окна для размещения элементов соседних ячеек, выходящих за габариты.2. Преобразователь по п.1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что для разряда фильтрующей емкости каждая ячейка снабжена разрядным ключом и элементами управления им, размещенными также на основании ячейки.гР1524109 Составитель О. Наказная Техред И,Дидык Корректор О,Кравцова Редактор А.йандор Подписное Тирж 696 Заказ 7050/53 ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раут, .:ая наб., д, 4)5