Преобразователь переменного напряжения в постоянное
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в высоковольтном источнике питания с коммутацией уровней выходного напряжения, работающем на емкостную нагрузку. Цель изобретения - уменьшение массогабаритных показателей, повышение КПД и надежности. Конструкция благодаря размещению ячеек 3 и 4 по обе стороны пространства от сердечника 1 и наличию в основаниях ячеек окон для размещения элементов соседних ячеек позволяет ввести в состав каждой конструктивной ячейки разрядный ключ и при этом полностью использовать окно сердечника, так как расстояние между основаниями ячеек будут определяться толщиной секций вторичной обмотки трансформатора, что позволяет уменьшить габариты сердечника и потери в нем. Применение в устройстве сердечника, состоящего из двух Ш-образных частей при небольших габаритах сердечника позволяет получить на выходе устройства большую импульсную мощность. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„.Яц„„1524109 д1 (5!) 4 Н 01 Е 25/02
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К Д BTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4391093/24-07 (22) 10.03.88 (46) 23.11.89. Бюл.Р 43 (72) А.Н.Моспанов и И.Н.Головнев (53) 621.314.632(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
11 463229, кл. Н 03 К 5/01, 1975.
Авторское свидетельство СССР
1Г 944020, кл. Н 02 M 7/06, 1982. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в высоковольтном источнике питания с коммутацией уровней выходного напряжения, работающем на емкосгную нагрузку. Цель изобретения — уменьшение массогабаритных показателей, 2 повышение И1Д и надежности. Конструкция благодаря размещению ячеек 3 и 4 по обе стороны пространства от сердечника 1 и наличию в основаниях ячеек окон для размещения элементов соседних ячеек позволяет ввести в состав каждой конструктивной ячейки разрядный ключ и при этом полностью использовать окна сердечника, так как расстояния между основаниями ячеек будут определяться то щиной секций вторичной обмотки трансформатора, что позволяет уменьшить габариты сердечни а и потери в нем, Применение в устройстве сердечника, состоящего из двух Ш-образных частей при небольших габаритах сердечника, позволяет получить на выходе устройства большую импульсную мощность„ 1 э.п, ф-лы, 4 ил.
1524109
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано
i в высоковольтном источнике питания с коммутацией уровней выходного напряжения, работающем на емкостную
5 нагрузку °
Цель изобретения - уменьшение массбгабаритных показателей, повьпнение
КПД и надежности.
l0
На фиг.l приведено предлагаемое устройство, собранное из 8 ячеек двух типов; на фиг.2 — ячейка, выполненная в виде платы печатного монтажа с размещенными на ней элементами; на фиг.3 — принципиальная электрическая схема устройства; на фиг.4 — временные диаграммы напряжений, поясняющие работу устройства.
Устройство включает lil-образный сер- 0 дечник трансформатора 1, первичную обмотку 2, размещенную ыа среднем стержне сердечника трансформатора четыре ячейки 3 первого типа и четыре ячейки 4 второго типа, нанизанные на 25 средний стержень сердечника трансформатора 1. Выводы "+" и "-" (четные ячейки соединяются с нечетными) соединены проводом 5. Каждую группу четных и нечетных ячеек пронизывает 30 трансформатор 6 связи, выполненный в виде двух цилиндрических стержней, две части первичной обмотки 7 которого соединены последовательно, а. секции вторичной обмотки 8 приклеиваются с обеих сторон к основанию ячеек 3 и 4. Секпии вторичной обмотки трансформатора 6 изолируются от первичной трубкой 9 из диэлектрика, Изоляцию первичной обмотки от 40 вторичной трансформатора 1 обеспечивает находящийся в зазоре между обмотками слой компаунда (после заливки устройства компаундом).
Ячейка (фиг.2) состоит иэ платы 45
10 печатного монтажа, в которой имеются отверстие 11 для сердечника трансформатора 1, отверстие 12 для стержня трансформатора 6, окна 13 предназначены для размещения высту- 50 пакщих при сборке устройства элементов соседней ячейки. На плате размещена бескаркасная секция 14 вторичной обмотки трансформатора 1 и две секции 8 вторичной обмотки трансформатора 6 связи, два выпрямительных столба 15, две фильтрующие емкости
16, два выравнивающих реэистора 17 цепей 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.3) содержит первичную обмотку 2 и вторичные обмотки 14 трансформатора 1. Каждая из вторичных обмоток соединена с соответствующей схемой умножителя, собранного на выпрямительных столбах !5 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, две части 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 равно
АЛЫХ нулю. В момент времени t на первичную обмотку трансформатора 1 посту- пает переменное напряжение U с
6Х формой импульса меандр и с амплитудой, нарастающей по экспоненте (фиг.4).
За интервал времени t,, t < (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 saдермкой, равной интервалу времени на первичную обмотку 7 трансформатора 6 связи подается управляющий сигнал U „ (пачка импульсов с высокой частотой следования). Разрядные ключи 18 открываются и эа интервал времени t, t происходит полный разряд фильтрующих емкостей 16, В момент времени t < поступление управляю щих импульсов прекращается и с задерм кой, равной интервалу времени t» t, на вход устройств» может снова быть передано напряжение. Длительность час5 15241 тоты следования, амплитуда импульсов на выходе устройства определяются параметрами входного переменного напряжения и частотой следования пачек импульсов.
Предложенная конструкция благодаря размещению ячеек по обе стороны пространства от сердечника и наличию в основаниях ячеек окон для размещения tO элементов соседних ячеек позволяет ввести в состав каждой конструктивной ячейки разрядный ключ, имеюший наибольшую габаритную высоту, и при этом полностью использовать окно сердечника,5 так как расстояние между основаниями ячеек в основном определяется толщиной секций вторичной обмотки трансформатора, что позволяет уменьшить габариты сердечника и потери в нем, а следова- 20 тельно, уменьшить массогабарнтные показатели всего устройства и повысить его КПД, Применение в устройстве сердечника, состоящего из двух Ш-образных частей при небольших габаритах сер- 25 дечника, позволяет получить на выходе устройства большую импульсную мощность. Конструкция устройства обеспечивает высокую плотность упаковки элементов в единице объема, причем 3О расстояние между элементами увеличивается с ростом разности потенциала между ними.
Введение в схему устройства разрядключей для разряда фильтрующих емкостей позволяет осуществить не
I только быстрый разряд фильтрующих емкостей, но и емкости внешней нагруз" ки, подключенной к выходу устройства (например, емкости анода трубки 4g типа "пенетрон").
Таким образом, предлагаемое устройство осуществляет три функции: преобразование переменного напряжения в постоянное» форсированный заряд и 45 разряд фильтрующих емкостей и емкос- . ти внешней нагрузки. С учетом того, что указанные функции обычно выполня09 6 ются 2-3 отдельными узлами, предлагаемое устройство позволяет более чем в 2-3 раза улучшить массогабаритные показатели. Введение s состав ячейки разрядного ключа, подключенною параллельно каждой фильтрующей емкости, позволяет исключить элементы, выравнивающие напряжения на каждом закрытом разрядном ключе (резисторы, стабилитроны), так как функции этих элементов выполняет ЭДС каждой секции вторичной обмотки трансформатора, что позволяет дополнительно уменьшить габариты устройства и повысить его 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, отличающийся тем, что, с целью уменьшения ма ;.огабаритных показателей, повышения КПД и надежности, все ячейки размещены на среднеи стержне сердечника, состоящего из двух lit-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 шийся тем, что для разряда фильтрующей емкости каждая ячейка снабжена разрядным ключом и элементами управления им, размещенными также на основании ячейки. г
1524109 08, 1
Пуавр
1524109
Составитель О. Наказная
Текред И.Дидык
Корректор О.Кравцова
Редактор А.йандор
Подписное
Тирах 696
Заказ 7050/53
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раут..:ая наб., д. 4)5
Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ухгород, ул. Гагарина, 101 н II
