Умножитель напряжения

Умножитель напряжения

Реферат

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам преобразования напряжения, и может быть использовано для питания различных устройств, где требуется высокое напряжение.

Известны устройства умножения напряжения, содержащие емкостно-диодные преобразователи, содержащие входной источник постоянного напряжения, емкостно-диодный преобразователь напряжения и нагрузку (SU 1725341 C1, 1992, RU 35598 U1, 2007 и др.)

Недостатком данных устройств является невозможность получения в нагрузке большой мощности.

Наиболее близким к заявленному устройству является умножитель напряжения, содержащий узел преобразования напряжения с резисторами, диодами, конденсаторами и трансформатором, узел излучения импульсов с радиальными электродами, умножитель напряжения и узел питания, отличающийся тем, что узел преобразования напряжения выполнен со связанным с узлом питания выпрямительным мостом, на выходе последнего смонтирован сглаживающий конденсатор, узел излучения импульсов имеет последовательно попарно установленные резисторы и параллельно смонтированные конденсаторы, соединенные между собой денисторы, обмотку трансформатора и переключателя с резисторами, умножитель напряжения имеет восемь ступеней умножения, а радиальные электроды узла излучения импульсов снабжены приспособлением разнонаправленного перемещения заряженных ионов (RU 35598 U1, 2007).

Недостатком данного устройства является невозможность получения большой мощности в нагрузке.

Технический результат - обеспечение увеличения мощности в нагрузке.

Для достижения указанного технического результата предлагается умножитель напряжения, состоящий из конденсаторов и диодов, включенных по лестничной схеме, при этом параллельно всем конденсаторам, кроме подключенного к выходной клемме, подключают группы параллельно соединенных конденсаторов с одинаковой емкостью, причем количество конденсаторов в каждой группе увеличивается по направлению от выходной клеммы к входной по закону арифметической прогрессии.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема умножителя напряжения.

Умножитель напряжения содержит конденсаторы 2 и диоды 1, группы параллельно соединенных конденсаторов 3.

Умножитель напряжения работает следующим образом

Импульсами входного тока, имеющими какое-то напряжение U, зависящее от степени заряда конденсаторов умножителя, при одной полярности этих импульсов заряжается одна половина конденсаторов, а током нагрузки разряжается другая половина конденсаторов. При смене полярности питающего тока заряжается уже другая половина конденсаторов, которая разряжалась при первой полярности, а разряжается та, которая заряжалась. Через группы конденсаторов, включенных между диодами по лестничной схеме, протекают разные зарядно-разрядные токи. Непосредственно из схемы видно, что через группу конденсаторов, подключенных к входу, протекают токи, заряжающие и эти конденсаторы, и все последующие. Через группу конденсаторов, включенных дальше от входа, протекают токи, заряжающие меньшее количество конденсаторов. При этом через группу конденсаторов, подключенных к выходной клемме, протекают зарядно-разрядные токи, равные току нагрузки. Через каждый конденсатор протекает ток, равный I_c=I_н. Во второй от выхода группе конденсаторов протекают зарядно-разрядные токи, равные двум токам нагрузки. Но и число параллельно включенных конденсаторов в этой группе вдвое больше. Через каждый конденсатор протекает ток, равный опять I_c=I_н. Входной ток умножителя больше тока нагрузки в n раз. Но и число параллельно включенных конденсаторов в этой группе больше, чем на выходе в n раз. Через каждый конденсатор протекает ток, опять равный I_c=I_н. Таким образом, в схеме обеспечивается одинаковая плотность токов через все конденсаторы, равенство тепловых потерь в них и равные условия охлаждения конденсаторов, имеющих одинаковые поверхности. Этим обеспечивается максимальное повышение нагрузочной способности умножителя.

Умножитель напряжения, состоящий из конденсаторов и диодов, включенных по лестничной схеме, отличающийся тем, что параллельно всем конденсаторам, кроме подключенного к выходной клемме, подключают группы параллельно соединенных конденсаторов с одинаковой емкостью, причем количество конденсаторов в каждой группе увеличивается по направлению от выходной клеммы к входной по закону арифметической прогрессии.