CS218007B1

CS218007B1 - Connection of rectifier and voltage multiplier

Info

Publication number: CS218007B1
Application number: CS68381A
Authority: CS
Inventors: Jan Slavik
Original assignee: Jan Slavik
Priority date: 1981-01-30
Filing date: 1981-01-30
Publication date: 1983-02-25

Abstract

Vynález se týká zapojení usměrňovače a násobiče napětí, zejména pro zdroje stabilizovaného stejnosměrného napětí, u kterého jsou ke svorkám zdroje střídavého napětí paralelně připojeny usměrňovač a násobič napětí. Vynález si klade za úkol vytvořit obvod, který by byl jednodušší a levnější než dosud známá zapojení tohoto druhu, a který by umožňoval ve spojení se stabilizátorem stejnosměrného napětí dosažení vyšší energetické účinnosti. Podstata řešení podle vynálezu spočívá v tom, že ke svorkám zdroje střídavého napětí je připojen jednak usměrňovač prostřednictvím vstupů Graetzova můstkového obvodu diod, mezi jehož společný výstup a výstup usměrňovače je paralelně zapojen kondenzátor usměrňovače, a jednak násobič napětí, a to k jedné svorce dioda násobiče, za kterou je připojena dioda a mezi nimi je připojen výstup z kondenzátoru násobiče, jehož vstup je připojen ke druhé svorce zdroje střídavého napětí, přičemž mezi společný výstup a výstup násobiče napětí je připojen společný výstup násobiče napětí, ve kterém je kondenzátor.The invention relates to a rectifier and voltage multiplier circuit, in particular for stabilized DC voltage sources, in which a rectifier and a voltage multiplier are connected in parallel to the terminals of the AC voltage source. The invention aims to create a circuit that would be simpler and cheaper than previously known circuits of this type, and which would enable, in conjunction with a DC voltage stabilizer, to achieve higher energy efficiency. The essence of the solution according to the invention lies in the fact that a rectifier is connected to the terminals of the AC voltage source via the inputs of a Graetz bridge circuit of diodes, between whose common output and the rectifier output a rectifier capacitor is connected in parallel, and a voltage multiplier, namely to one terminal of the multiplier diode, after which a diode is connected and between them the output from the multiplier capacitor is connected, the input of which is connected to the other terminal of the AC voltage source, while between the common output and the output of the voltage multiplier the common output of the voltage multiplier, in which there is a capacitor, is connected.

Description

(54] Zapojení usměrňovače a násobiče napětí(54] Rectifier and voltage multiplier wiring

Vynález se týká zapojení usměrňovače a násobiče napětí, zejména pro· zdroje stabilizovaného stejnosměrného napětí, u kterého jsou ke svorkám zdroje střídavého napětí paralelně připojeny usměrňovač a násobič napětí.The invention relates to the connection of a rectifier and a voltage multiplier, in particular for stabilized direct voltage sources, in which a rectifier and a voltage multiplier are connected in parallel to the terminals of the AC voltage source.

Vynález si klade za úkol vytvořit obvod, který by byl jednodušší a levnější než dosud známá zapojení tohoto druhu, a který by umožňoval ve spojení se stabilizátorem stejnosměrného napětí dosažení vyšší energetické účinnosti.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a circuit which is simpler and cheaper than the known circuits of this type and which, in conjunction with a DC voltage stabilizer, allows a higher energy efficiency to be achieved.

Podstata řešení podle vynálezu spočívá v tom, že ke svorkám · zdroje střídavého napětí je připojen · jednak usměrňovač prostřednictvím vstupů Graetzova můstkového obvodu diod, mezi jehož společný výstup a výstup usměrňovače je paralelně zapojen kondenzátor usměrňovače, a jednak násobič napětí, a to k jedné svorce dioda násobiče, za kterou je připojena dioda a mezi nimi je připojen výstup z kondenzátoru násobiče, jehož vstup je připojen ke · druhé svorce zdroje střídavého napětí, přičemž mezi společný výstup a výstup násobiče napětí je připojen společný výstup násobiče napětí, ve kterém je kondenzátor.The principle of the solution according to the invention consists in that a rectifier is connected to the terminals of the AC power supply on the one hand through the inputs of the Graetz bridge diode circuit, whose rectifier capacitor is connected in parallel with the rectifier output and on the other a multiplier diode, followed by a diode, and an output from the multiplier capacitor connected to the other terminal of the AC power supply, with a common voltage multiplier output having a capacitor between the common output and the voltage multiplier output.

Vynález se týká zapojení usměrňovače a násobiče napětí, zejména pro zdroje stabilizovaného stejnosměrného napětí, u kterého jsou ke svorkám zdroje střídavého napětí paralelně připojeny usměrňovač a násobič napětí.BACKGROUND OF THE INVENTION The invention relates to a rectifier and voltage multiplier circuit, in particular for stabilized direct current sources, in which a rectifier and a voltage multiplier are connected in parallel to the terminals of the AC voltage source.

Jsou již známá zapojení tohoto druhu, která jsou uspořádána tak, že se ze zdroje střídavého napětí po usměrnění napájí jak obvody pro získání referenčního napětí a obvody zesilovače regulační odchylky, tak i vlastní výkonový regulační prvek nebo se pro napájení obvodů pro získání referenčního napětí a obvodů zesilovače regulační odchylky použije zvláštního zdroje střídavého napětí s usměrňovačem.Connections of this kind are already known, which are arranged so that the AC voltage source after rectification supplies both the reference voltage and the deviation circuits as well as the power regulator itself or for the supply of the reference voltage and the circuits. a deviation control amplifier uses a special AC voltage source with a rectifier.

Hlavní nevýhody těchto známých zapojení spočívají v tom, že již při běžných požadavcích na stabilitu výstupního napětí stabilizátoru a větších odebíraných výkonech, dochází ke značné výkonové ztrátě na výkonovém prvku. Další nevýhoda spočívá v tom, že pro napájení obvodů pro získání referenčního napětí a obvodů zesilovače regulační odchylky ze zvláštního zdroje je potřeba samostatného zdroje střídavého napětí s usměrňovačem, zejména v těch případech, kdy je nízké napájecí napětí stabilizátoru buď kvůli výkonové ztrátě na regulačním prvku, nebo z důvodu nutnosti napájení obvodů referenčního napětí a zesilovače regulační odchylky ze zdroje vyššího stejnosměrného napětí.The main drawbacks of these known circuits are that, even with the usual stability requirements of the output voltage of the stabilizer and the larger power consumption, there is a considerable power loss on the power element. A further disadvantage is that a separate AC power supply with a rectifier is needed to power the reference voltage and deviation circuits from a separate source, especially in those cases where the stabilizer supply voltage is low due either to power loss on the control element, or because of the need to power the reference voltage and control deviation amplifier circuits from a higher DC voltage source.

Účelem vynálezu je odstranění uvedených nedostatků.The purpose of the invention is to overcome the above mentioned drawbacks.

Tento úkol se podle vynálezu řeší tak, že ke svorkám zdroje střídavého napětí je připojen jednak usměrňovač prostřednictvím vstupů Graetzova můstkového obvodu diod, mezi jehož společný výstup a výstup usměrňovače je paralelně zapojen kondenzátor usměrňovače, a jednak násobič napětí, a to к jedné svorce dioda násobiče, za kterou je připojena dioda a mezi nimi je připojen výstup z kondenzátoru násobiče, jehož vstup je připojen ke druhé svorce zdroje střídavého napětí, přičemž mezi společný výstup a výstup násobiče napětí je připojen společný výstup násobiče napětí, ve kterém je kondenzátor.According to the present invention, the rectifier is connected to the terminals of an AC voltage source by means of Graetz bridge diode inputs, the rectifier capacitor of which is connected in parallel to the rectifier output, and a voltage multiplier to one terminal of the multiplier diode. after which a diode is connected and between them is connected the output of the multiplier capacitor, the input of which is connected to the second terminal of the AC voltage source, wherein the common output of the voltage multiplier in which the capacitor is connected is connected between the common output and the voltage multiplier output.

Hlavní výhody řešení podle vynálezu spočívají v tom, že z jednoho zdroje střídavého napětí, například z jednoho vinutí transformátoru, lze získat usměrněním napětí pro napájení vlastního výkonového regulačního prvku, například tranzistoru, a současně z násobiče napětí získat vyšší stejnosměrné napájecí napětí pro obvody referenčního napětí a zesilovače regulační odchylky.The main advantages of the solution according to the invention are that one AC source, for example one transformer winding, can be obtained by rectifying the voltage for supplying its own power control element, for example a transistor, and simultaneously obtaining a higher DC supply voltage for the reference voltage circuits. and control error amplifiers.

Usměrňovač je dvoucestný a je tedy vhodný i pro větší odebírané výkony. Odběr výkonů obvodů, napájených z násobiče napětí, je poměrně malý, proto jsou i nároky na prvky násobiče napětí nízké. Tímto zapojením še podstatně zvyšuje účinnost celého zdroje stejnosměrného stabilizovaného napětí, aniž je třeba, použít zvláštního zdroje pro napájení obvodů referenčního napětí a zesilovače regulační odchylky.The rectifier is two-way and is therefore suitable for larger power consumption. The power consumption of the circuits supplied from the voltage multiplier is relatively small, therefore the demands on the elements of the voltage multiplier are low. By this connection, it substantially increases the efficiency of the entire DC stabilized voltage source, without the need to use a separate power supply to supply the reference voltage circuits and the amplifier of the control deviation.

Vynález je v dalším podrobněji vysvětlen na příkladu provedení ve spojení s výkresem.The invention is explained in more detail below by way of example with reference to the drawing.

Na výkresu je znázorněno schéma zapojení podle vynálezu.The drawing shows the circuit diagram according to the invention.

Ke svorkám 2 zdroje 1 střídavého napětí je připojen usměrňovač 3. Tento usměrňovač 3 je dvoucestný. Ke svorkám 2 je připojen kromě usměrňovače 3, paralelně ještě kaskádový násobič 4 napětí, například kaskádový zdvojovač napětí nebo kaskádový čtyřnásobič napětí a podobně. Na výstupu 5 násobiče 4 napětí je n násobek napětí na výstupu 6 usměrňovače 3 proti společnému výstupu 7, na který je také připojen společný výstup 8 násobiče 4 napětí. Usměrňovač 3 je tvořen diodami 9 usměrňovače 3 v Graetzově zapojení a kondenzátorem 12 usměrňovače 3.A rectifier 3 is connected to the terminals 2 of the AC power supply 1. This rectifier 3 is a two-way rectifier. In addition to the rectifier 3, a cascading voltage multiplier 4, for example a cascading voltage doubler or a cascading quadruple voltage multiplier and the like, is connected in parallel to the terminals 2. At the output 5 of the voltage multiplier 4 there is n times the voltage at the output 6 of the rectifier 3 against the common output 7, to which the common output 8 of the voltage multiplier 4 is also connected. The rectifier 3 is formed by the diodes 9 of the rectifier 3 in Graetz connection and the capacitor 12 of the rectifier 3.

Diody 9 usměrňovače 3 jsou připojeny ke svorkám 2 a dále jsou připojeny ke společnému výstupu 7 a výstupu 6 usměrňovačeThe rectifier diodes 9 are connected to terminals 2 and are further connected to the common output 7 and the output 6 of the rectifier.

3. Kondenzátor 12 usměrňovače 3 je zapojen mezi společný výstup 7 a výstup 6 usměrňovače 3. Násobič 4 napětí je tvořen diodou 10 násobiče a diodou 11, zapojenými v sérii mezi prvou svorku 2 a výstup 5 násobiče 4 napětí a kondenzátorem 13, zapojeným mezi druhou svorku 2 a spojení sériově řazené diody 10 násobiče a diody 11, dále kondenzátorem 14, zapojeným mezi společný výstup 7 a výstup 5 násobiče 4 a ještě dvěma diodami 9 usměrňovače 3, které jsou připojeny ke společnému výstupu 7. Výstupem 5 násobiče 4 napětí, výstupem 6 usměrňovače 3 a společným výstupem 7 se lze připojit к dalším obvodům, například к obvodům stabilizátoru napětí.3. The capacitor 12 of the rectifier 3 is connected between the common output 7 and the output 6 of the rectifier 3. The voltage multiplier 4 consists of a diode 10 multiplier and a diode 11 connected in series between the first terminal 2 and the output 5 of the voltage multiplier 4. terminal 2 and the connection of the series diode 10 of the multiplier and the diode 11, the capacitor 14 connected between the common output 7 and the output 5 of the multiplier 4 and two more diodes 9 of the rectifier 3 connected to the common output 7. 6 of the rectifier 3 and the common output 7 can be connected to other circuits, for example voltage stabilizer circuits.

Činnost zapojení lze popsat ve dvou fázích.The wiring operation can be described in two phases.

V první fázi činnosti je na první svorce 2 zdroje 1 střídavého napětí kladné napětí proti spodní svorce 2. Potom teče proud z první svorky 2 přes diodu 9 usměrňovače 3, tj. levou horní diodu 9 usměrňovače 3, do kondezátoru 12 usměrňovače 3, který nabíjí na napětí E, a dále teče na výstup 6 usměrňovače 3. Obvod pro tento proud se uzavírá přes společný výstup 7, diodu 9 usměrňovače 3, tj. pravou spodní diodu 9 usměrňovače 3 к druhé svorce 2 zdroje 1 střídavého napětí. Nabíjecí proud kondenzátoru 12 usměrňovače 3 se uzavírá rovněž přes diodu 9 usměrňovače 3, tj. pravou spodní diodu 9 usměrňovače 3, к druhé svorce 2 zdroje 1 střídavého napětí. Kondenzátor 12 usměrňovače 3 lze nahradit libovolným vhodným vyhlazovacím filtrem, ale také čistě odporovou zátěží. Současně teče proud do paralelně připojeného obvodu násobiče 4 napětí, tvořeného sériovou kombinací diody 10 násobiče a diody 11, přes které se nabíjí kondenzátor 13 násobiče a kondenzátor 14, a dále teče na výstup 5 násobiče 4 napětí.In the first phase of operation, there is a positive voltage against the lower terminal 2 on the first terminal 2 of the AC power supply 1. Then current flows from the first terminal 2 through the rectifier diode 9, i.e. the upper left diode 9 of the rectifier 3, to the rectifier capacitor 12 The circuit for this current is closed via the common output 7, the diode 9 of the rectifier 3, ie the right lower diode 9 of the rectifier 3, to the second terminal 2 of the AC power supply 1. The charge current of the capacitor 12 of the rectifier 3 is also closed via the diode 9 of the rectifier 3, i.e. the right lower diode 9 of the rectifier 3, to the second terminal 2 of the AC power supply 1. The capacitor 12 of the rectifier 3 can be replaced by any suitable smoothing filter, but also by a pure resistive load. Simultaneously, current flows to the parallel connected voltage multiplier circuit 4, consisting of a series combination of the multiplier diode 10 and the diode 11, through which the multiplier capacitor 13 and the capacitor 14 are charged, and further flows to the output of the voltage multiplier 4.

Obvod pro proud násobiče 4 napětí se uzavírá přes zátěž, připojenou na výstup 5 násobiče 4 napětí a společný výstup 7, k němuž je připojen společný výstup 8 násobiče 4 napětí a přes pravou spodní diodu 9 usměrňovače 3 k druhé svorce 2 zdroje 1 střídavého napětí. Přes společný výstup 8 násobiče 4 napětí se uzavírá nabíjecí proud kondenzátoru 14 přes společný výstup 7. pravou spodní diodu 9 usměrňovače 3 k druhé svorce 2. Obvod pro nabíjecí proud kondenzátoru 13 násobiče se uzavírá k druhé svorce 2 přímo. Kondenzátor 13 násobičeThe circuit for the voltage multiplier 4 is closed via a load connected to the output 5 of the voltage multiplier 4 and a common output 7 to which the common output 8 of the voltage multiplier 4 is connected and via the right lower diode 9 of the rectifier 3 to the second terminal 2 of the AC power supply 1. Via the common output 8 of the voltage multiplier 4, the charging current of the capacitor 14 is closed via the common output 7 of the right lower diode 9 of the rectifier 3 to the second terminal 2. The circuit for the charging current of the capacitor 13 is closed directly to the second terminal 2. Capacitor 13 multipliers

Claims

SUBJECT

Rectifier and voltage multiplier, especially for stabilizovanáho · source DC voltage, in which the terminals ⁴ AC voltage connected in parallel to a rectifier and voltage multiplier,. characterized in that to the terminals (2) of the source. (1) AC voltage is. the rectifier (3) is connected by means of inputs of the Graetz bridge diode circuit (9), between which the capacitor (12) is connected in parallel between the common output (7) and the output (6) of the rectifier. rectifier and capacitor 14 are also charged to voltage E.

In the second phase of operation, the opposite polarity is at terminals 2, i.e. at the second terminal 2, the AC voltage is positive against the first terminal 2. Then, current flows from the second terminal 2 through the lower rectifier diode 9 to the rectifier capacitor 12 as charging and then to the output 6 of the rectifier 3. The circuit is closed via the common output 7 and the right upper diode 9 of the rectifier 3 to the first terminal.

2. Simultaneously, current is applied through the multiplier capacitor 13 and through the diode 11 to the capacitor 14 and the output 5 of the voltage multiplier 4 at which the voltage 2 E appears. The circuit is closed via the common output 8 of the voltage multiplier 4 connected to the common output 7 and. the right upper diode 9 of the rectifier 3 to the first terminal 2. The multiplier diode 10 is in a non-conductive state.

BACKGROUND OF THE INVENTION (3) and a multiplier (4). voltage to the first terminal (2 j of the multiplier diode (10), to which the diode (11) is connected in series and between them is connected the output of the multiplier capacitor (13), the input of which is connected to the second terminal (2) 1) of an AC voltage, wherein a common output (8) of the voltage multiplier (4) with a capacitor (14) is connected between the common output (7) and the output (5j) of the voltage multiplier (4).