Высоковольтный преобразователь переменного напряжения в постоянное с управляемой полярностью

 

Использование1 изобретение может быть использовано в высоковольтных источниках питания постоянного тока, где требуется повышенная точность и плавное изменение полярности выходного напряжения . Сущность изобретения: устройство включает источник переменного тока 1, подключенный к объединенным эмиттерам Изобретение относится к электропреобразовательной технике и может быть использовано в высоковольтных источниках питания постоянного тока где требуется повышенная точность и плавное изменение полярности выходного напряжения Известны высоковольтные преобразователи , содержащие два канала преобразования переменного напряжения в транзисторов 2, 3, в коллекторные цепи которых включены первичные обмотки повышающих трансформаторов 4, 5 соответственно. Базы транзисторов 2, 3 подключены к источникам опорного и управляющего напряжения (делители 6, 7) соответственно , а соединенные между собой свободные концы первичных обмоток трансформаторов 4, 5 подключены к источнику постоянного напряжения 8. Вторичные обмотки трансформаторов подключены соответственно к выпрямителям умножителям 9, 10, однополярные выводы которых соединены между собой. К свободным выходам выпрямителей-умножителей подключены нагрузка 11 и высоковольтный делитель напряжения 12, юторый может быть использован в составе схемы измерения и стабилизации выходного напряжения 13 Коэффициенты трансформации трансфер маторов 4, 5 и число каскадов умножителя обоих каналов равны между собой. Указанное выполнение устройства позволяет плавно осуществлять реверс выходного напряжения и измерять его с наименьшей погрешностью. 1 ил постоянное и переключатель полярности выходного напряжения Прототипом является высоковольтный преобразователь переменного напряжения в постоянное с управляемо полярностью 3. содержащий переключатель полярности и 2 канала, каждый из которых состоит из трансформатора с первичной и втори,ной обмотками и выпрямителя с vмчoжeниeм напряжения, подключенного к шоричнои сл с Ivl XI СП 00 ю Сл)

СОЮЗ СОВЕТ(КИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ!УБЛИК (51)5 Н 02 M 7/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ы

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4900056/07 (22) 08,01.91 (46) 15.11.92, Бюл. N 42 (71) Специальное конструкторское бюро аналитического приборостроения Научнотехнического объединения АН СССР (72) Е.С.Гузиков, Ю.А.Исаков и Л,Ш.Кузнецов. (56) Патент CLUA ¹ 3731179, кл. Н 02 М 7/00, 1973.

Авторское свидетельство СССР № 944021, кл. Н 02 М 7/10, 1980.

Авторское свидетельство СССР № 542185, кл. С 05 F 1/56, 1977. (54) ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В

ПОСТОЯННОЕ С УПРАВЛЯЕМОЙ ПОЛЯРНОСТЬЮ (57) Использование: изобретение может быть использовано в высоковольтных источниках питания постоянного тока, где требуется повышенная точность и плавное изменение полярности выходного напряжения. Сущность изобретения; устройство включает источник переменного тока 1, подключенный к объединенным эмиттерам

Изобретение относится к электропреобразовательной технике и может быть использовано в высоковольтных источниках питания постоянного тока, где требуется повышенная точность и плавное изменение полярности выходного напряжения.

Известны высоковольтные преобразователи, содержащие два канала преобразования переменного напряжения в

„„5U„„1775823 А1 транзисторов 2, 3, в коллекторные цепи которых включены первичные обмотки повышающих трансформаторов 4, 5 соответственно. Базы транзисторов 2, 3 подключены к источникам опорного и управляющего напряжения (делители 6, 7) соответственно, а соединенные между собой свободные кзнцы первичных обмоток трансформаторов 4, 5 подключены к источнику постоянного напряжения 8, Вторичные обмотки трансформаторов подключены соответственно к выпрямителям-умножителям 9, 10, однополярные выводы которых соединены между собой, К свободным выходам выпрямителей-умножителей подключены нагрузка 11 и высоковольтный делитель напряжения 12, !оторый может быть использован в составе схемы измерения и стабилизации выходного напряжения 13.

Коэффициенты трансформации тра нсформаторов 4, 5 и число каскадов умножителя обоих каналов равны между собой. Указанное выполнение устройства позволяет плавно осуществлять реверс выходного напряжения и измерять его с наименьшей погрешностью. 1 ил, постоянное и переключатель полярности выходного напряжения.

Прототипом является высоковольтный преобразователь переменного напряжения в постоянное с управляемой полярностью 3, содержащий переключатель полярности и 2 канала, каждый из которы состоит из трансформатора с первичной и втори гной обмотками и выпрямителя с умножением напряжения, подкл!оченно(о к г!оричной

1775823

55 обмотке, раэнополарные выходы каналов соединены между собой и подключены к выводам для подключения нагрузки, один из концов первичной обмотки каждого трансформатора подключен к одному из выводов для подключения источника переменного напряжения, другой вывОд для подключения источника переменного напряжения образован средним выводом переключателя полярности, крайние выводы которого соединены со свободными концами первичных обмоток упомянутых трансформаторов.

В каждом канале четные вентили заменены резисторами, образующими делители напряжения, которые могут быть использованы в составе схемы измерения, а также стабилизации напряжения на нагрузке.

К недостаткам прототипа следует отнести большие массо-габаритные показатели, обусловленные наличием двух высоковольтных делителей напряжения, а также вдвое увеличенным количеством каскадов умножения по сравнению с обычной схемой умножения напряжения, т.к. каскады с резисторами в умножении напряжения не участвуют.

Недостаток этого устройства также связан с низкой точностью измерения выходного напряжения, вызванной TGM, что ток s цепи последовательно включенных нелинейных элементов (вентилей в цепи делителей напряжения) и падение напряжения на них резко изменяются при изменении величины выходного напряжения, причем по нелинейному закону, Целью изобретения является уменьшение массо-габаритных показателей и повышение точности измерения выходного напряжения.

Указанная цель достигается тем, что в высоковольтном преобразователе переменного напряжения в постоянное с управляемой полярностью блок управления полярностью выходного напряжения выполнен в виде двух транзисторов, и источников постоянного, опорного и управляющего напряжений, причем, эмиттеры транзисторов объединены в общую точку, образующую выводдля подключения источника переменного напряжения, базы транзисторов подключены, соответственно, к выходу источника опорного и выходу источника управляющего напряжений, соединенных входами с Bblxoдом источника постоянного напряжения, коллектор одного транзистора соединен с одним из концов первичной обмотки трансформатора одного канала, коллектор друго" го транзистора соединен с одним из концов первичной обмотки трансформатора друго5

50 го канала, а свободные концы указанных первичных обмоток соединены с выходом указанного источника постоянного напряжения, при этом, однополярные входы указанных каналов соединены между собой, а их свободные другие выводы соединены с соответствующими указанными выходными выводами.

Высоковольтный преобразователь переменного напряжения в постоянное с управляющей полярностью поясняется фиг.1 и выполнен следующим образом, Источник переменного тока 1 подключен к соединенным вместе эмиттерам транзисторов 2, 3, в коллекторные цепи которых включены первичные обмотки повышающих трансформаторов 4 и 5 соответственно. Базы транзисторов 2, 3 подключены соответственно к источникам опорного и управляющего напряжений 6, 7, которые, в свою очередь, подключены к источнику постоянного напряжения 8, к которому подключены также соединенные между собой свободные концы первичных обмоток трансформаторов 4, 5. Вторичные обмотки трансформаторов подключены соответственно к выпрямителям-умножителям 9, 10, однополярные выводы которых соединены между собой.

К свободным выходам выпрямителей-умножителей подключена нагрузка 11 и высоковольтный делитель напряжения 12, который может быть использован в составе схемы измерения и стабилизации выходного напряжения 13. Коэффициенты трансформации трансформаторов 4, 5 и число каскадов умножения обоих каналов равны между собой.

Высоковольтный преобразователь rieременного напряжения в постоянное с управляемой полярностью работает следующим образом.

Положим, что потенциалы баз транзисторов 2 и 3 равны, т.е. Vm = Оьз, при этом открыты оба транзистора и в каждом протекают равные токи. В этом случае напряжения на первичных обмотках трансформаторов 4, 5 равны междусобой, и, следовательно, равны и напряжения на выходах умножителей. Так как однополярные выходы умножителей соединены между собой, то напряжение на нагрузке равно нулю.

При изменении Оя относительно Vgz в ту или иную сторону изменяются напряжения на первичных обмотках трансформаторов, а напряжение на нагрузке 13 изменяется в соответствии с изменением алгебраической суммы выходных напряжений умножителей, В частности, при уменьшении потенциала базы транзистора 3, т.е. при Оьз < Um,на нагрузке формируется положительное напряжение,а при Обз > Um — на нагрузке отрицательное

1775Р23

Составитель Е,Гуэиков

Техред М.Моргентал Корректор О Кравцова

Редактор Т,Иванова

Заказ 4039 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издавал,ский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина 101 напряжение. Высоковольтный делитель напряжения 12, подкл оченный параллельно нагрузке 11, позволяет с высокой точностью измерять выходное напряжение, а также использовать его для формирования напряже- 5 ния обратной связи в системе стабилизации выходного напряжения.

По сравнению с прототипом предлагаемое устройство позволяет плавно осуществлять реверс выходного напряжения и 10 измерять его с погрешностью+0,005;6, Кроме того, предлагаемое устройство имеет значительно меньшие массо-габаритные показатели, что позволяет испольэовать его в сложных аналитических системах. 15

Формула изобретения

Высоковольтный преобразователь переменного напряжения в постоянное с управляемой полярностью, содержащий два канала, каждый из которых состоит иэ 20 трансформатора, первичная обмотка которого через блок управления полярностью выходного напряжения соединена с источником переменного напряжения, а вторич- ная обмотка соединена с входом блока 25 умножения напряжения, два выходных вывода, один из которых заземлен, для подключения нагрузки, высоковольтный делитель напряжения, включенный между выходными выводами, и скему измерения t< стабилизации выходного напряжения, о T л и ч а ю шийся тем, что, с целью умень шения массогабаритных показателей и повышения точности измерения выходно о напряжения, блок управления полярностью выходного напряжения выполнен в виде двух транзисторов, и источников постоянного, опорного и управляющего напряжений, причем змиттеры транзисторов объединены в общую точку, образующую вывод для подключения источника переменногс- напряжения, базы транзисторов подключены соответственно к выходу источника опорного и выходу источника управляющего напряжений, соединенных входами с выходом источника постоянного напряжения, коллектор одного транзистора соединен с одним иэ концов первичной обмотки трансформатора одного канала, коллектор другого транзистора соединен с одним иэ концов первичной обмотки трансформатора другого канала, а свободные концы укаэанных первичных обмоток соединены с выходом указанного источника постоянного напряжения, при этом однополярные выходы указанных каналов соединены между собой, а их свободные другие выводы соединены с соответствующими указанными выходными выводами.