RU2645744C1 - Ограничитель напряжения - Google Patents
Ограничитель напряжения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2645744C1 RU2645744C1 RU2017108778A RU2017108778A RU2645744C1 RU 2645744 C1 RU2645744 C1 RU 2645744C1 RU 2017108778 A RU2017108778 A RU 2017108778A RU 2017108778 A RU2017108778 A RU 2017108778A RU 2645744 C1 RU2645744 C1 RU 2645744C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- voltage
- pulses
- terminal
- pulse
- zener diode
- Prior art date
Links
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 2
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K5/00—Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
- H03K5/01—Shaping pulses
- H03K5/08—Shaping pulses by limiting; by thresholding; by slicing, i.e. combined limiting and thresholding
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Abstract
Изобретение относится к импульсной технике. Ограничитель напряжения состоит из кремниевого стабилитрона, соединенного с импульсным трансформатором, который может ограничивать импульсы нано- и микросекундной длительности. В процессе ограничения напряжения он обладает возможностью увеличения длительности импульсов. Длительность этих импульсов примерно пропорциональна отношению напряжения входных импульсов к опорному напряжению кремниевого стабилитрона, уменьшенному на 25-50%. Отношение напряжений входных импульсов к выходным больше двух, но меньше 20. 4 ил.
Description
Настоящее изобретение относится к импульсной технике и может найти применение в электронике, электротехнике, измерительной технике.
Известны примеры ограничителей напряжения, как то: делитель напряжения с параллельным включением диода и нагрузки, ограничитель амплитуды для формирования прямоугольных импульсов [1]. Для ограничения напряжения применяют кремниевые стабилитроны, о чем имеются сведения в учебной и справочной литературе [2, 3, 4, 5, 6], где кремниевые стабилитроны носят и другие названия: опорный диод, диод Зенера, полупроводниковый стабилитрон.
В качестве прототипа настоящего изобретения принят стабилизатор напряжения, который может использоваться и для ограничения напряжения импульсов согласно [3,6]. Теоретическое обоснование такой возможности приведено в книге И.П. Степаненко [3]: «Поскольку пробойный режим не связан с инжекцией неосновных носителей, в опорном диоде отсутствуют инерционные явления (накопление и рассасывание носителей) при переходе из области пробоя в область запирания и обратно. Эта особенность делает возможным применение опорных диодов не только в стабилизаторах напряжения, но и в импульсных схемах. К числу таких схем относятся в первую очередь ограничители и фиксаторы уровня». Ограничение напряжения импульсов производится на уровне опорного напряжения кремниевого стабилитрона, определяемого обратной ветвью вольтамперной характеристики. Напряжение ограничивается, когда оно на входе примерно в 2 раза превышает опорное напряжение кремниевого стабилитрона.
Прототип изобретения имеет кремниевый стабилитрон, анод которого соединен с общим выводом, катод соединен с выходным выводом и выводом резистора, второй вывод которого является выводом, могущим принимать ограничиваемое напряжение, включая импульсы положительной полярности.
На фиг. 1 показана электрическая схема ограничителя напряжения, поясняющая его устройство.
На фиг. 2 показана осциллограмма входного импульса.
На фиг. 3 показана осциллограмма выходного импульса в качестве примера, поясняющего работу ограничителя напряжения.
На фиг. 4 показан график, обобщающий работу ограничителя напряжения для одного исполнения при разных значениях произведений амплитудно-временных параметров входных импульсов
На фиг. 1 видно, что кремниевый стабилитрон 1 имеет соединение анода 2 с общим выводом 3. Катод 4 соединен с выводом 5 вторичной обмотки импульсного трансформатора 6. Вывод 7 вторичной обмотки и вывод 8 первичной обмотки, могущий принимать на вход 9 импульсы напряжения, соединены с общим выводом 3. Величина индуктивности обмоток импульсного трансформатора составляет 6±3 мГн. Амплитуда импульсов, могущих поступать на вывод 9, имеет диапазон изменений от нижней границы в 2 раза больше опорного напряжения кремниевого стабилитрона 1 до верхней границы в 20 раз больше опорного напряжения при длительности прямоугольных импульсов положительной полярности от 0,1 мкс до 5 мкс.
По энергетическим соображениям тепловое разрушение кремниевого стабилитрона предотвращается при скважности импульсов, могущих поступать на вход 9 ограничителя напряжения, определяемой неравенством: 
,
где 
- скважность входных импульсов,
Работа ограничителя напряжения состоит в том, что на вывод 9 в рабочем режиме поступают импульсы прямоугольного напряжения, амплитуда которых заключена в пределы от 2-х до 20-ти номинальных опорных напряжений кремниевого стабилитрона 1, например, Uвx=150В, Uo=10,5В. (
). Длительность 
=0,3 мкс.(Осциллограмма на фиг. 2). Осциллограмма на фиг. 3, снятая с экрана 2-лучевого осциллографа, полученная с ответвления катода 4, дает возможность определить длительность импульса, напряжение которого ограничивается уровнем 10,5 В. Его длительность более 1,8 мкс. Таким образом, наряду с ограничением амплитуды напряжения происходит существенное (почти на порядок) увеличение длительности импульса, что составляет положительный результат изобретения.
Количественная мера положительного результата выводится из следующего выражения:
,
где Uo - опорное напряжение кремниевого стабилитрона 1,
Uвx - амплитуда входного импульса,
На фиг. 4 показан график зависимости выходной веберной (вольт-секундной) площади от входной для разных произведений длительностей и напряжений Uвx при опорном напряжении 10,5 В и индуктивности обмоток - 7 мГн.
Расширение на порядок диапазона напряжений входных импульсов также является положительным результатом изобретения.
Литература
1. Базь Г.А. и др. Расчет импульсных схем. Под ред. к.т.н. В.Г. Миленина, изд. Втор. доп. и перераб. М.: Военное изд-во МО СССР, 1962.
2. Клауснитцер Г. Введение в электротехнику, пер. с нем. под ред. Жуховицкого. - М.: Энергоатомиздат, 1995.
3. Степаненко И.П. Основы транзисторов и транзистрных схем. изд. втор, перераб. и дополнен. - М.: изд-во «Энергия», 1967.
4. Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника, 8-е изд., испр. – М.: Издат. центр «Академия», 2003.
5. Немцов М.В., Немцова М.А. Электротехника и электроника. - М.: Издат. центр «Академия», 2007.
6. Мир физики и техники. Справочник по физике. Формулы, таблицы, схемы, под ред. 
X., пер. с нем под ред. к.ф-м.н. Смирнова К.В.. -М.: Техносфера, 2009.
Claims (1)
- Ограничитель напряжения, в состав которого входит низковольтный кремниевый стабилитрон, анод которого соединен с общим выводом, катод имеет два ответвления, одно из которых образует выход, отличающийся тем, что другое катодное ответвление соединено с первым выводом вторичной обмотки импульсного трансформатора, второй вывод которой соединен с общим выводом, который соединен с вторым выводом первичной обмотки, могущей принимать прямоугольные импульсы напряжения на первый вывод.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017108778A RU2645744C1 (ru) | 2017-03-16 | 2017-03-16 | Ограничитель напряжения |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017108778A RU2645744C1 (ru) | 2017-03-16 | 2017-03-16 | Ограничитель напряжения |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2645744C1 true RU2645744C1 (ru) | 2018-02-28 |
Family
ID=61568286
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017108778A RU2645744C1 (ru) | 2017-03-16 | 2017-03-16 | Ограничитель напряжения |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2645744C1 (ru) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU203007A1 (ru) * | Э. А. Мурадхан | Стабилизатор напряжения с параллельным регулирующим органом | ||
| GB1041294A (en) * | 1963-01-19 | 1966-09-01 | Danfoss As | Improvements in or relating to voltage stabilisers |
| US20110285447A1 (en) * | 2010-05-19 | 2011-11-24 | Sanken Electric Co., Ltd. | Drive circuit |
-
2017
- 2017-03-16 RU RU2017108778A patent/RU2645744C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU203007A1 (ru) * | Э. А. Мурадхан | Стабилизатор напряжения с параллельным регулирующим органом | ||
| GB1041294A (en) * | 1963-01-19 | 1966-09-01 | Danfoss As | Improvements in or relating to voltage stabilisers |
| US20110285447A1 (en) * | 2010-05-19 | 2011-11-24 | Sanken Electric Co., Ltd. | Drive circuit |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ИВАНЧУК Б.Н. И ДР. Параметрические стабилизаторы напряжения на полупроводниковых приборах и магнитных усилителях, Москва, Энергия, 1981, с.68, рис.1-26а. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR0138306B1 (ko) | 영전압 스위칭 제어회로 | |
| US10498255B2 (en) | Multi-level inverter and method for providing multi-level output voltage by utilizing the multi-level inverter | |
| US9184664B2 (en) | Semiconductor device provided with switching power supply device with intermittent oscillation control | |
| US20140192569A1 (en) | Overvoltage protection circuit | |
| US11228249B2 (en) | Power converter circuit with a main converter and an auxiliary converter | |
| US20180191341A1 (en) | Level shifting circuit | |
| US20180351468A1 (en) | Driver circuit for switch | |
| RU2645744C1 (ru) | Ограничитель напряжения | |
| RU103254U1 (ru) | Преобразователь частоты (варианты) | |
| JP2019080433A (ja) | 同期整流回路及びスイッチング電源装置 | |
| RU2672669C2 (ru) | Устройство для получения постоянного тока, протекающего в цепи питания нагрузки (варианты) | |
| WO2015174881A1 (ru) | Устройство для получения постоянного тока, протекающего в цепи питания нагрузки | |
| JP2019129610A (ja) | 波形成形回路、半導体装置及びスイッチング電源装置 | |
| US20160294287A1 (en) | Multiphase DC-To-DC Switching Power Converter with Leading Edge and Cross Channel Blanking | |
| US20210143739A1 (en) | Power conversion device | |
| US11329566B2 (en) | DC power supply circuit that enhances stability of output voltage | |
| Heckel et al. | SiC MOSFETs in hard-switching bidirectional DC/DC converters | |
| SU811444A1 (ru) | Стабилизированный преобразовательпОСТО ННОгО НАпР жЕНи B пОСТО ННОЕ | |
| Chaugule et al. | Design and hardware implementation of two stage solid state bipolar Marx generator | |
| JP6845672B2 (ja) | スイッチング電源 | |
| SU1521828A1 (ru) | Система дл управлени электрохимическим укреплением грунта | |
| SU1497612A1 (ru) | Импульсный стабилизатор двупол рных напр жений | |
| US20200076320A1 (en) | Electronic circuit and operating method for this | |
| SU1521829A1 (ru) | Система дл управлени электрохимическим укреплением грунта | |
| SU758102A1 (ru) | Импульсный стабилизатор постоянного напряжения 1 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190317 |