Умножитель напряжения

Умножитель напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при построении импульсных источников высокого напряжения. Цель изобретения - упрощение устройства при одновременном увеличении выходного напряжения. Устройство содержит две конденсаторные цепочки по М конденсаторов в каждой, диодную цепочку из 2М диодов, М+1 резисторов и коммутатор . Конденсаторы и диоды соединены по схеме умножения напряжения, причем конденсаторы 2 второй цепочки своими общими точками соединения подключены к соответствующим общим точкам соединения диодов 3 через соот- .ветствующие резисторы 7. Первый из резисторов 7 включен между анодом первого из диодов 3, образующего входной вывод 5, и -свободным выводом первого из конденсаторов 2. Последний Q (Л со 00 4: :с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1,(19) (11) (SD4H 02 М? 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4054407/24-07 (22) 10.04.86 (46) 30.08.87. Бюл. № 32 (7 1) Московский инженерно-физический институт (72) N.Â.Àëþøèí и А.В.Алюшин (53) 62 1.314.6 (088.8) (56) Патент США № 3902108, кл. 3.21-15, 1975.

Авторское свидетельство СССР

¹ 11006666000022, кл. Н 02 М 7/10, 1982 ° (54) УМНОЖИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при построении импульсных источников высокого напряжения. Цель изобретения — упрощение устройства при одновременном увеличении выходного напряжения. Устройство содержит две конденсаторные цепочки по М конденсаторов в каждой, диодную цепочку из 2М диодов, М+1 резисторов и коммутатор. Конденсаторы и диоды соединены по схеме умножения напряжения, причем конденсаторы 2 второй цепочки своими общими точками соединения подключены к соответствующим общим точкам соединения диодов 3 через соот.ветствующие резисторы 7. Первый из резисторов 7, включен между анодом первого из диодов 3, образующего входной вывод 5, и свободным выводом пер- а ф вого из конденсаторов 2. Последний! 3343 из резисторов 7 включен между катодом последнего из диодов 3 и свобс дным выводом последнего конденсатора второй цепочки, образующим выходной вывод 8. Свободный вывод первого конденсатора первой цепочки образует общий вывод, свободный вывод последнего конденсатора этой же цепочки через коммутатор 6 соединен со свободным выводом первого конденсатора второй цепочки. Введение коммутатора

14

6 и резисторов 7, величина сопротивлений R которых выбирается из условия,М Т /2С « R « Т,/С, где М=1,2..., Т вЂ” длительность импульса на нагрузД ке, Т вЂ” периоц питающего напряжения;

С вЂ” емкость конденсаторов, позволяет получить на нагрузке напряжение, равное 4МА, где А — амплитуда входного напряжения, при минимальном количестве используемых диодов и конденсаторов. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при построении импульсных источников высокого и сверхвысокого напряжения.

Цель изобретения — упрощени устройства при одновременном увеличении выходного напряжения.

На чертеже представлена электрическая схема умножителя напряжения.

Умножитель напряжения состоит из первой цепочки, включающей М последовательно соединенных конденсаторов

1, второй цепочки из M последовательно соединенных конденсаторов 2 и диодной цепочки из 2М последовательно соединенных диодов 3. Свободный вывод первого конденсатора первой цепочки и анод первого диода диодной цепочки образуют входные выводы 4 и

5 для подключения источника питающего напряжения, причем вывод 4 являеется общим с одним из выходных выводов. Свободный вывод последнего конденсатора первой цепочки подключен к общей точке соединения последней пары диодов диодной цепочки и через коммутатор 6 соединен с общей точкой соединения первого конденсатора второй цепочки с .первым из М+1 резисторов 7, свободный вь."вод которого соединен с анодом первого диода диодной цепочки. Последний из резисторов 7 включен между катодом последнего диода диодной цепочки и свободным выводом последнего конденсатора второй цепочки, образующим выходной вывод

8. Каждая из общих точек соецинения конденсаторов первой цепочки подключена к аноду соответствующего четного диода диодной цепочки. Каждая из общих точек соединения конденсаторов второй цепочки через одиН из остав5 шихся резисторов 7 подключена к катоду соответствующего четного диода.

Умножитель напряжения работает следующим образом.

В начальном состоянии коммутатор

1п 6 выключен. На входные выводы 4 и 5 поступает переменное напряжение с амплитудой А . При положительной полуволне на выводе 5 первый из конденсаторов 1 заряжается до величины +А,.

При отрицательной полуволне на выводе 5 первый из конденсаторов 2 через второй диод 3 и первые два резистора 7 заряжается до напряжения

+2А,. Остальные конденсаторы первой

2д и второй цепочек при положительной полуволне на выводе 5 заряжаются до напряжения +2А, каждый. При этом заряд каждого конденсатора осуществляется через цепь из двух резисторов.

25 Процесс заряда конденсаторов в наихудшем случае (например, первого конденсатора второй цепочки) определяется постоянной времени 2R С/2 (два последовательно включенных конЗр денсатора емкостью С заряжаются через два сопротивления). Для эффективного заряда емкостей необходимо выполнение условия КС<Т, или К(Т /С где Т, — длительность периода питаЗб ющего напряжения на входных выводах.

После того, как напряжение на выходе возрастает до величины 2МА (M последоватепьно включенных конденсаторов второй цепочки, заряжен14

МТ /С « R c» Т,/С.

М Т /2С(-К<Т /С, длительность импульса высокого напряжения на нагрузке, длительность периода питающего напряжения; емкость конденсаторов умногде Т.Т о жителя.

Составитель Л.Устинкина

Техред М.Ходанич

Редактор Л.Пчолинская

Корректор А. Зимокосов аказ 3976/54

Тираж 659

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðoä, ул.Проектная,4 з

13343 ных до напряжения +2А каждый), включается коммутатор 6. Две цепочки конденсаторов оказываются включенными последовательно. В результате на5 пряжение на выходе 8 возрастает до

4МА

Необходимым условием для формирования на выходе 8 высокого напряжения заданной длительности Т„ является Tn R С/М (где R С/М вЂ” постоянная времени разряда емкостей через сопротивления 7). В наихудшем случае — зто цепь, содержащая вторую цепочку кон.денсатора 2, коммутатор 6, последний из диодов 3 и последнее из сопротивлений 7.

Таким образом, условием эффективной работы умножителя напряжения является

Формула изобретения

Умножитель напряжения, содержащий две цепочки из М последовательно соединенных конденсаторов каждая и диодную цепочку из 2М последовательно соединенных диодов, причем свободный вывод первого конденсатора первой цепочки и анод первого диода анодной цепочки образуют входные выводы для подключения источника питающего нап-. ряжения, один из которых является об- Зб щим с одним из выходных выводов для подключения нагрузки, свободный вывод последнего конденсатора первой цепочки подключен к общей точке сое40 динения последней пары диодов диодной цепочки, каждая из общих точек соединения конденсаторов первой цепочки подключена к аноду соответствующего четного диода диодной цепочки, а свободный вывод последнего конденсатора второй цепочки образует другой выходной вывод, отличающийся тем, что, с целью упрощения при одновременном увеличении выходного напряжения, в него дополнительно введены

М+1 резисторов и коммутатор, причем первый из резисторов включен между свободным выводом первого конденсатора зторой цепочки и анодом первого диода диодной цепочки, последний из резисторов включен между свободным выводом последнего конденсатора второй цепочки и катодом последнего диода диодной цепочки, каждый из оставшихся резисторов включен между общей точкой соединения соответствующей

l пары конденсаторов второй цепочки и катодом соответствующего четного диода диодной цепочки, коммутатор включен между общей точкой соединения указанной последней пары диодов и общей точкой соединения первого конденсатора второй цепочки с первым резистором, а величина сопротивления каждого из резисторов определяется из условия