Преобразователь переменного напряжения в постоянное с умножением напряжения

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ С УМНОЖЕНИЕМ НАПРЯЖБ{ШЯ, содержащий мост, два п отиволежащшс плеча котсфого образованы J(, а два других KoiviteHcaTopafOi , диагональ постоянного тока образована последовательно соединенным диодом, включенным согласие с диодами моста, и первым конденратором, а также входные выводы , о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью обеспечения регулирования выходного напряжения, в него введены два коммутирукщих блока и дополнительньй мост с вторьм конденсатором в диагонали постоянного тока, который соединен последовательно с первьш конденсатором, образуя выходные выводы, один из которых подключен к выводу соответствующего введенного коммутирумщего блоКА , свободный клвод которого соединён с соответствующим одним из дополга1тельно введенных диодов, шунтируицих коцдеясатор соответствующего моста в обратном направлении, ед а один из коммутирующих блоков выполнен со ступенчатым регулированием . .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ1149359

4(51) Н 02 M 7/19

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3599598/24-07 (22) 06.06.83 (46) 07,04.85. Бюл. Ф 13 (72) А.Ф.Березовский и В.Н..Бегунов (53) 62 f.314.6(088.8) (56) f. Рогинский В.Ю. Электропитание радиоустройств. Л., "Энергия", f970 с. 1 f 2-113.

2. Авторское свидетельство СССР

У 656163, кл. Н 02 М 7!04, 1967. (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ С УМНОЖЕ-.

НИЕМ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий мост, два противолежащих плеча которого образованы диодами, а два другихконденсаторами, диагональ постоянного тока образована последовательно соединенным диодом, включенным .согласно с диодами моста, и первым конденсатором, а также входные выводы, отличающийся тем, что, с целью обеспечения регулирования выходного напряжения, в него введены два коммутирующих блока и дополнительный мост с вторым конденсатором s диагонали постоянного тока, который соединен последовательно с первым конденсатором, образуя выходные выводы, один из которых подключен к выводу соответствующего введенного коммутирующего блока, свободный вывод которого соединен с соответствующим одним из дополнительно введенных диодов, шунтирукеих конденсатор соответствующего моста в обратном направлении, а один из коммутирующих блоков выполнен со ступенчатым регулированием.

11493

Известны умножители напряжения, в которых дпя получения умножения напряжения на нагрузке в и раз требуется п вентилей и р конденсаторов (13.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является выпрямитель с умножением напряжения, содержащий подключенный к выводам для источника переменного напряжения мост, два плеча которого образованы вентилями, два других конденсаторами, а диагональ постоянного тока связана с цепью, состоящей из дополнительного вентиля и выходных выводов, при этом конденсаторы включены в противолежащие плечи моста,, а к параллельно выходным выводам подключен конденсатор f23.

Недостатки известных устройств заключаются в невозможности регули рования напряжения на нагрузке и получении разных значений напряжений.

Цель изобретения — обеспечение регулирования выходного напряжения.

Эта цель достигается тем, что в преобразователь переменного напряження в постоянное с умножением напряжения, содержащий мост, два противолежащих плеча которого образованы

30 дйодами, а два других — конденсатора я диагональ постоянного тока образована последовательно соединенными диодом, включенным согласно с 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 последовательно с первым конденсатором, образуя выходные выводы, один из которых под.ключен к выводу соответствующего введенного коммутирующего блока, свободный вывод которого соединен с соответствующим одним из дополнитель 4 но введенных диодов, шунтирующих конденсатор соответствующего моста в обратном направлении, а один из коммутирующих блоков выполнен со ступенчатым регулированием.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит трансформатор

1 с первичной обмоткой 2 и двумя вторичными обмотками 3.1 и 3.2. Обмотка 3, 1 одним выводом подключена к выпрямителю 4, который представля59 2 ет 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 ?4. Коммутирующий блок 21 содержит управляемый замыкающий контакт 25. Заземление при необходимости может быть еренесено 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 полуволне 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 (Ll — амплитудное значение напряжения на вторичной обмотке

1149359

Чтобы получить возможность плавно уменьшать до нуля трехкратное напряжение на нагрузке 22, необходимо одновременно возвратить в разомкнутое состояние контакт 25 в блоке

2i, 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 4 аналогично 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 о

180, когда тиристар 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 of= 0 до о

eL- 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

3 трансформатора) ° При той же положительной полуволне в выпрямителе 4 напряжение на обмотке 3.1, складываясь с напряжением. зародившихся ранее конденсаторов 7 и 8, создают .на конденсаторе 10 напряжение, равное 3 У,„ .

При отрицательной полуволне в выпрямителе 4 через диоды 5 и 6 подзаряжаются до Р„, конденсаторы 7 и

8, а в выпрямителе 13 напряжение на обмотке 3.2, складываясь с напряжением на конденсаторах 17 и 18, создает .на конденсаторе 19 напряжение, которое (при холостом ходе) также равно 3U„.

У конденсаторов 10 и 19, соединенных .последовательно, напряжения, .складываются, образуя шестикратное напряжение (при холостом ходе) ивызывая ток в нагрузке 22..

Жесткость внешней характеристики ушестерителя сохраняется такой же повышенной как в известном, потому что в созданйи каждого из утроенных 25 напряжений на конденсаторах 10.и 19 принимает непосредственное участие . источник переменного. найряжения l,îáмотки 3.1.и 3.2 трансформатора 1) и два зарядившихся от него конденсато.— ра (2 и Ы или 17 и 18). !

Чтобы плавно умейьшить напряжение на нагрузке с шестикратного до трехкратного, следует увеличить угол регулирования до значенияo(= 180 (тиристо.ры 23 и 24 всегда закрыты) .При этом об. ратный диод .12 совместно с диодами

5 и 9 не позволяет напряжению на конденсаторе 10 измениться в. обратном .направлении более,.чем на 3 .В 40 (суьма падений напряжения на упомяну-. " .напряжение от четырехкратного до тйх диодах нри прямом токе). Если бы двухкратного, при втором варианте не бйпо Обратного диода 12, то в указанных условиях кондейсаторы 7, 8 и 10: получили бы трехкратное напря- 45. жение обратной полярности через нагрузку 22 от выпрямителя 13, после чего гок через нагрузку 22 прек.ратйлся бш, прй этом конденсаторы 7 . и 8 могли бы.повредиться, поскольку 50 они.раеечитывают на.однократное номинальное напряжение. Аналогичное . действие оказывает обратнйй диод 20 (в выпрямителе 13) совместно с диода. — .. ми 14 и 16 если, например, при пол- 55 иоетью открытых тиристорах 23 и 24 елучайно нарушается цепь питания выпрямителя 13 от обмотки 3.2.

1) 49359

ВНИИПИ Заказ 1914/40 Тираж 646 Подписное

Филиал ППП "Патент", r Ужгород, ул. Проектная, 4 тиристор 24 в блоке 11 на такой угол 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); (1 + 3); (0 + 3), (1 + 1), (О + 1).

Предлагаемое устройство можно также испольэовать для знакопеременного питания электрофильтров. При этом краткий импульс отрицательного напряжения на электрофильтре должен быть больше положительного. Если 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 получить любое отношение модулей отрицательного и положительного напряжений в пределах от 1 до 3.