PL105644B1 - Tranzystorowa przetwornica wysokiego napiecia - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest tranzystorowa przetwornica wysokiego napiecia pracujaca na zasadzie rezonansu.

Znane sa przetwornice tego typu, zawierajace cewke wysokiego napiecia oraz cewke kolektorowa umieszczone na wspólnym rdzeniu magnetycznym, uklad stabilizacji napiecia oraz powielacz napiecia Cewka wysokiego napiecia w tych przetwornicach jest skonstruowana wylacznie jako uzwojenie wtórne transformatora podwyzszajace komutowane przez przetwornice napiecia do wymaganych wartosci. Istotna jest wiec tutaj tylko ilosc zwojów cewki pozwalajaca uzyskac okreslone wysokie napiecie. Dotyczy to zarówno przetwornic jedno lub dwutaktowych. Wada takich rozwiazan jest to, ze ze wzgledu na obciazanie sie przetwornicy pojemnosciami wlasnymi wysokonapieciowych obwodów wtórnych wybierano wzglednie niska czestotliwosc pracy, która z kolei znajdujac sie w zakresie czestotliwosci akustycznych powoduje glosna prace urzadzen. W ukladach tych kondensator wejsciowy powielacza wykonywany jest jako oddzielny element.

Istota wynalazku polega na tym, ze w ukladzit zastosowano cewke wysokonapieciowa o specjalnej konstrukcji. Jest to cewka sprzegajaco-wyjsciowa wykonana w ten sposób, ze na karkasie nawiniete sa zwoje dwuczesciowo, tzn. bezposrednio na karkasie nawinieta jest jedna czesc zwojów, która oddzielona jest warstwa izolacji od drugiej czesci zwojów, przy czym obie czesci zwojów sa nawiniete wspólosiowo, w tym samym kierunku i nie posiadaja polaczenia galwanicznego. Liczba zwojów obu czesci i sposób ich nawiniecia jego taki, ze cewka wraz ze swoimi pojemnosciami wewnetrznymi tworzy obwód LC o pulsacji wlasnej równej pulsacji wypadkowej drgan przetwornicy. Tak wykonana cewka zapewnia wysoka dobroc obwodu niezbedna do uzyskania wysokich napiec oraz dobrze wspólpracuje z powielaczem wyjsciowym. Cewka polaczona jest w obwodzie przetwornicy z powielaczem napiecia, którego pojemnosc wejsciowa stanowi wprowadzona warstwa izolacyjna pomiedzy obu czesciami zwojów.

Uklad wedlug wynalazku umozliwia przy malych obciazeniach uzyskanie napiec znacznie wiekszych niz w ukladach dotychczasowych, poniewaz wielkosc napiecia wyjsciowego stanowi tutaj funkcje dobroci2 105 644 drgajacego obwodu wyjsciowego oraz energii pobudzajacej. Ponadto przy pracy przetwornicy z czestotliwoscia rezonansowa obwodu wyjsciowego nie wystepuje szkodliwy efekt obciazania sie wysokonapieciowego obwodu wyjsciowego pojemnosciami wlasnymi, a tym samym czestotliwosc ta moze byc znacznie wieksza od czestotliwosci akustycznych, co w efekcie daje nieslyszalna prace urzadzenia.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykladzie wykonania uwidocznionym na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat ideowy przetwornicy dwutaktowej, a fig. 2 - przekrój poprzeczny cewki wysokiego napiecia.

Na karkasie 18 nawinieta jest jedna czesc zwojów 17, na których znajduje sie warstwa izolacji 16, na której nawinieta jest druga czesc zwojów 15. Zwoje 17 i 15 nawiniete sa wspólosiowo w tym samym kierunku,oraz nie posiadaja polaczenia galwanicznego. Cewka 4 polaczona jest jednym koncem z baza tranzystora 11, a drugim koncem z powielaczem napiecia 5 skladajacym sie z dwóch diod 6 i 8, kondensatora 7 oraz z pojemnosci wejsciowej 9, która stanowi wprowadzona warstwa izolacyjna 16 pomiedzy zwojami 15 i 17. Baza tranzystora 11 polaczona jest równiez z rezystorem 3 oraz z katoda diody 10, której anoda jest polaczona z masa ukladu.

W obwodzie kolektora tranzystora 11 znajduje sie obwód stabilizujacy 1 skladajacy sie z rezystora 14 zalaczonego równolegle do diody Zenera 13, której anoda jest polaczona ze zródlem zasilania i z jednym koncem cewki kolektorowej 2, a katoda diody Zenera jest polaczona z katoda diody 12, której anoda jest polaczona z drugim koncem cewki kolektorowej 2 oraz z kolektorem tranzystora 11.

Dzialanie ukladu jest nastepujace. W pracy przetwornicy wykorzystane jest zjawisko rezonasnowego pobudzania do drgan obwodu LC o duzej dobroci. Przetwornica pracuje na pewnej czestotliwosci wynikajacej z parametrów elektrycznych i magnetycznych zastosowanych elementów oraz warunków zasilania. Sa to parametry cewki kolektorowej 2 cewki sprzegajacej wysokiego napiecia 4, rdzenia magnetycznego, szczeliny magnetycznej w rdzeniu, wartosci indukcyjnosci rozproszenia i pojemnosci uzwojen. Wszystkie wymienione parametry daja w efekcie pewna wypadkowa czestotliwosci drgan fg, która jest tak dobrana, ze jest równa czestotliwosci drgan wlasnych f0 obwodu LC odpowiednio skonstruowanej cewki sprzegajaco-wyjsciowej 4, przy czym wartosc pojemnosci C jest suma pojemnosci wlasnych cewki 4. Obwód LC o duzej dobroci cyklicznie pobudzany do drgan oscyluje z czestotliwoscia f0 tworzac w efekcie wysokie napiecie przemienne, które po wyprostowaniu i powieleniu laduje kondensator wyjsciowy 7 przetwornicy. Moc tracona na stabilizacje wydziela sie w znacznym stopniu w rezystorze 14 odciazajac diode 13 a tym samym zmniejsza jej nagrzewanie.

Uwzgledniajac zmiany napiecia na diodzie Zenera w funkcji temperatury uzyskujemypolepszona stabilizacje napiecia wyjsciowego.

Przetwornica wedlug wynalazku moze byc stosowana we wszelkich zasilaczach wysokonapieciowych pradu stalego, np. w oscylatorach, neutralizatorach, ladunków elektrostatycznych, filtrach powietrza, elektrokopiarkach itp. urzadzeniach.

££ /T (iq1 fig. 2

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Tranzystorowa przetwornica wysokiego napiecia zawierajaca cewke wysokiego napiecia oraz cewke kolektorowa na wspólnym rdzeniu magnetycznym, uklad stabilizacji napiecia oraz powielacz napiecia, znamienita tym, ze cewka wysokiego napiecia (4) wykonana jest w ten sposób, ze na karkasie (18) nawiniete sa zwoje dwuczesciowo, to znaczy bezposrednio na karkasie nawinieta jest jedna czesc zwojów (17), która oddzielona jest warstwa izolacji (16) od drugiej czesci zwojów (15), przy czym obie czesci zwojów nawiniete sa wspólosiowo w tym samym kierunku i nie posiadaja polaczenia galwanicznego, a liczba zwojów tej cewki i sposób jej nawiniecia jest taki, ze cewka wraz ze swoimi pojemnosciami wewnetrznymi tworzy obwód LC o puliacji wlasnej równej pulsacji wypadkowej drgan przetwornicy, przy czym cewka wysokonapieciowa (4) polaczona jest z powielaczem napiecia (5), którego pojemnosc wejsciowa (9) stanowi wprowadzona warstwa izolacji (16) pomiedzy obu czesciami zwojów.105 644 *