SU1042142A2 - Controlled direct current voltage converter with high-voltage output - Google Patents

Controlled direct current voltage converter with high-voltage output Download PDF

Info

Publication number
SU1042142A2
SU1042142A2 SU823430170A SU3430170A SU1042142A2 SU 1042142 A2 SU1042142 A2 SU 1042142A2 SU 823430170 A SU823430170 A SU 823430170A SU 3430170 A SU3430170 A SU 3430170A SU 1042142 A2 SU1042142 A2 SU 1042142A2
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
voltage
capacitor
converter
parallel
Prior art date
Application number
SU823430170A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Иванович Овдин
Галина Николаевна Папе
Original Assignee
Предприятие П/Я В-8616
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я В-8616 filed Critical Предприятие П/Я В-8616
Priority to SU823430170A priority Critical patent/SU1042142A2/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1042142A2 publication Critical patent/SU1042142A2/en

Links

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

1. РЕГУЛИРУЕМЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ С ВЫСОКО,ВОЛЬТНЫМ ВЫХОДОМ по авт. св. 838950, отличающийс  тем, что, с целью повышени  быстродействи , введены формирующа  цепь, форсирующий трансформатор и два последовательно соединенных диода, подключенных параллельно опорному конденсатору в н.аПравлении , обратном протеканию тока зар да, при этом вторична  обмотка форсирующего трансформатора включена между выходным выводом и точкой со- единени  указанных диодов, а первична  обмотка через формирующую цепь подключена ко входу выходной преобразрвательной  чейки. 2. Регулируемый преобразователь ПОП.1, отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества выходного напр жени  путем исключени  провалов высокого напр жени  после окончани  формирующего импульса., формирующа  цепь состоит из основного 9кондесатора, параллельно которому включена цепочка из последовательно соединенных резистора и дополнитель-S 9 ного конденсатора. (Л1. ADJUSTABLE CONVERTER VOLTAGE TRANSFORMER WITH HIGH, VOLTAL OUTPUT at author. St. 838950, characterized in that, in order to improve speed, a shaping circuit, a boost transformer and two series-connected diodes, connected in parallel to a reference capacitor in a current, are introduced, the charge winding secondary winding being connected between the output terminal and the point of connection of these diodes, and the primary winding through the forming circuit is connected to the input of the output conversion cell. 2. Adjustable converter POP.1, characterized in that, in order to improve the quality of the output voltage by eliminating high voltage dips after termination of the forming pulse., The forming circuit consists of a main 9 capacitor, in parallel with which is connected a chain of series-connected resistors and an additional S 9 capacitor. (L

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в источниках вторичного электропитани  високовольтных нагрузок емкостного характера с импульсной структурой выходного напр жени . По основному авт. св. I 838950 известен регулируемый преобразовател посто нного напр жени  с высоковольт ным выходом, подключенным к емкостной нагрузке, содержащий две преобразова тельные  чейки, выходы которых соеди нены межДу собой согласно-последовательно . Входы этих  чеек соединены между собой также согласно-последовательно а точка их соединени  подключена к выходному выводу регулируемого элемента . Последний подключен к входным выводам преобразовател .Выходы  чеек совместно шунтированы опорным конденсатором , параллель но которому включен резистор,а выход одной  чейки соединен с выxoдны iи выводами преобразовател  l . . Однако это устройство имеет низкое быстродействие, заключающеес  & большом времени нарастани  и спада высокого напр жени  на выходе. В данном, устройстве используетс  принцип формировани  высокого напр жени  с помощью .выпр млени  высокочастотных импульсов выпр мителем преобразовател  и фильтрацией напр жени  с помощью емкости , включающей в себ  и емкость нагрузки . Уменьшение времени нарастани  и спада высокого напр жени  на выходе воз можно за счет снижени  емкости нагрувки однако при этом переменна  составл ю ща  высокого напр жени  на выходе превышает величину,допустимую дл  нагрузки. Цель изобретени  - повышение быст родействи  преобра.зовател  при неизменном уровне переменной составл ющей напр жени  на выходе. Поставленна  цель достигаетс  тем что,в регулируемый преобразователь посто нного напр жени  с высоковольтным выходом введены формирующа  цепь форсирующий трансформатор и два последовательно соединенных диода, подключенных параллельно опорному конденсатору в направлении, обратном протеканию тока зар да, при этом вторична  обмотка форсирующего транс .форматора включена между выходным выводом и точкой соединени  указанных диодов, а первична  обмотка через формирующую цепь подключена к входу выходной преобразовательной  чейки. С целью повышени  качества выходного напр жени  путем исключени  провалов высокого напр жени  после окончани  формирующего импульса формирующа  цепь состоит из основного конденсатора , параллельно которому включена цепочка из последовательно соеди ; ненных резистора и дополнительного конденсатора. На фиг. 1 приведена функциональна  схема устройства; на фиг. 2 эпюры напр жений, по сн ющие принцип работы схемы. Регулируемый преобразователь со-держит низков.ольтный источник 1 питани , и две преобразовательные  чейки 2 и 3 с высоковольтным выходом,выполненные , например, на основе высокочастотного транзисторного преобразовател  напр жени . Параллельно низковольтному источнику включен регулирующий элемент 4, представл ющий собой, например, управл емый делитель напр жени  на транзисторах,По ходу и выходу преобразовательные  чейки включены последовательно , при этом выход регулирующего элемента подключен к .точке соединени  преобразовательных  чеек по входу. Выходы  чеек шунтированы опорным конденсатором 5,параллельно которому включей разр дный резистор j б. Диоды 7 и 8 включены последовательно и подключены параллельно опорному конденсатору в направлении, обратном протеканию тока зар да. Вторична  обмотка 9 форсирующего тран--сформатора включена между выходным выводом и точкой соединени  диодов. Первична  обмотка 10 форсирующего трансформатора через формирующую цепь ll, состо щую из основного конденсатора 12, параллельно которому подключена цепочка из последовательно соединенных резистора 13 и дополнительного конденсатора 14, подключена к входу выходной преобразовательной  чейки 3, к выходу которой подключена нагрузка 15. Регулируемый преобразователь работает следующим образом. -Рассмотрим работу схемы при формировании регулирующим элементом 4 импульсов пр моугольной формы (фиг. 2о|) . На выходе выходной преобразовательной  чейки 3 формируетс  напр жение, показанное на фиг.2 кривой 16, на выходе инвертора 2 напр - жение равно нулю. Опорна  емкость 5 зар жена до напр жени , равного амплитуде напр жени  инвертора 3.Одновременно на выходной 9 и входной 10 обмотках трансформатора с помощью цепочки конденсаторов 12 и 14 и резистора 13 формируетс  импульс напр жени , показанный на фиг. 2 кривой 17, положительной пол рности.Выходна  емкость нагрузки 15 начинает быстро зар атьс  током,протекающим по цепи: обмотка 9,конденсатор 15,диод 7.При превышении напр жени  на емкости 15 потен-иала опорной емкости 5 открываютс  ди-ды выпр мител  в преобразователе 2 и напр жение на- выходе ограничиваетс  на уровне потенциала опорной емкос-ги. Длительное врем  напр жение на выходе поддерживаетс  преобразователем 3, напр жение которого достигает выходного уровн  в момент tj (фиг. 2, . график 17). Аналогично происходит выключение высокого напр жени  с помощью диода 8 и выпр мител  преобразовательной  чейки 3. . Дл  по снени  принцип работы формирующей цепочки из элементов 12, 13. и 14 рассмотрим вначале формирование импульса одной емкостью 12..Форма ; импульса при этом показана на фиг.2€ штрихами. За счет перемагничивани  . индуктивности трансформатора после прохождени  импульса возникает напр Аение обратной пол рности, соизмеримое по величине с амплитудой полозкительного . импульса. При этом площади, ограниченные импульсом и его отрицательным выбросом, равны. По вление импульса обратной пол рности на выхо де обмотки 9 при равенстве потенцйэлов положительных обкладок конденсаторов 5 и 15 приводит к открыванию,, диода 8 и разр ду через него выхоДНр емкости 15. Выходное напр жение ЛКРИ ва  18) имеет при этом провал(на фиг. 2В показан штрихпунктиром) ,чТ(0 недопустимо дл  нагрузки. Подключени параллельно емкости 12 дополнительно цепочки 13 и 14 позвол ет устранить, этот дефект. Емкость 14 выбираетс  примерно той же величины, что и емкость 12. .Резистор 13 выбираетс  так, чтобы средний ток во врем  импульса был .: равен току намагничивани  форсируют щего трансформатора. Тогда фррсирующий трансформатор не перемагничивйетс  по крайней мере до момента вре мени -ti . После момента i скорость еремагничивани , а следовательно., и, мплитуда обратного выброса значиельно снижены за счет меньшей скоости изменени  тока в дополнительой цепочке, а выходное напр жение оддерживаетс  преобразо.вателем 3 фиг. 2i,, крива  18) . Таким образом, рименение форсирующей схемы из элеентов обмотки 9 и трансформатора, иодов 7 и 8 и формирующей цепочки 11 з элементов 12,13 и 14 обеспечивает начительно меньшее врем  нарастани  спада высокого напр жени  ( 11 на фиг . 2Ь). , Изобретение позвол ет значительно уменьшить врем  переключени  уровней высокого напр жени  и довести его до 30 МКС. Уменьшение времени переключени  происходит за счет протекани  дополнительного тока в вьгходной емкости , от схемы формировани  )форсирующего напр жени , Что приводит к увеличению скорости ее зар да и разр да. При этом выпр мители преобразовател  совместно с опорной емкостью (кроме своей основной функции) выполн ют функцию ограничени  высокого напр жени  сверху и снизу при работе формирующей цепи. Благодар  этому выброс напр жени  во врем  действи  форсирующего импульса не превышает амплитуды пульсацийвысокого напр жени  IB установившемс  режиме. Использова-iниe-формирующей цепипо приведенной I схеме исключаетпровалы высокого напр жени  после прохождени  форсирующего импульса из-за выброса напр жени , св занного с эффектом, размагничивани  форсирующего трансформатора. Регулирующий элемент одновременно выполн ет новую функцию источника форсирующего напр жени .The invention relates to electrical engineering and can be used in secondary power supply sources of high-voltage capacitive loads with a pulsed output voltage structure. According to the main author. St. I 838950 is known as an adjustable voltage converter with a high voltage output connected to a capacitive load, which contains two converter cells, the outputs of which are interconnected in succession. The inputs of these cells are also connected in series with each other and their connection point is connected to the output terminal of the adjustable element. The latter is connected to the input terminals of the converter. The outputs of the cells are jointly biased by a reference capacitor, parallel to which a resistor is connected, and the output of one cell is connected to the output and the terminals of the converter l. . However, this device has a low response rate & large rise and fall times of high voltage at the output. This device uses the principle of high voltage shaping by means of high voltage impulse rectification by a converter rectifier and voltage filtering using a capacitance that includes the load capacitance. A decrease in the rise and fall times of high voltage at the output is possible by reducing the loading capacity; however, in this case, the variable component of the high voltage at the output exceeds the value allowed for the load. The purpose of the invention is to increase the speed of conversion of the converter at a constant level of the variable component of the output voltage. The goal is achieved by introducing a forming transformer and two series-connected diodes connected in parallel to the reference capacitor in the direction opposite to the flow of the charging current, while the secondary winding of the boost transformer is connected between the output terminal and the connection point of these diodes, and the primary winding is connected to the input of the output converter cell via a forming circuit. In order to improve the quality of the output voltage by eliminating high voltage dips after the end of the shaping pulse, the shaping circuit consists of a main capacitor, in parallel with which a chain of connecting is connected in series; no resistor and additional capacitor. FIG. 1 shows a functional diagram of the device; in fig. 2 voltage plots, explaining the principle of the scheme. An adjustable converter co-holds a low-voltage power supply 1, and two converter cells 2 and 3 with a high-voltage output, made, for example, on the basis of a high-frequency transistor voltage converter. In parallel with the low-voltage source, a regulating element 4 is turned on, which is, for example, a controlled voltage divider at the transistors. The converter cells are connected in series along the way and exit, while the output of the regulating element is connected to the connection point of the converter cells at the input. The outputs of the cells are shunted by a reference capacitor 5, in parallel with which turn on the discharge resistor j b. Diodes 7 and 8 are connected in series and connected in parallel to the reference capacitor in the direction opposite to the flow of charge current. The secondary winding 9 of the boost transformer is connected between the output terminal and the junction point of the diodes. The primary winding 10 of the forcing transformer through the forming circuit ll, consisting of the main capacitor 12, in parallel with which is connected a chain of series-connected resistors 13 and an additional capacitor 14, is connected to the input of the output converter cell 3, to the output of which the load 15 is connected. in a way. - Consider the operation of the circuit during the formation of 4 rectangular pulses by the regulating element (Fig. 2o |). At the output of the output converter cell 3, the voltage shown in Fig. 2 by curve 16 is formed; at the output of the inverter 2, the voltage is zero. The reference capacitance 5 is charged up to a voltage equal to the amplitude of the voltage of the inverter 3. At the same time, the output voltage pulse shown in FIG. 2 is formed at the output 9 and the input 10 windings of the transformer. 2 of the curve 17, positive polarity. The output capacitance of the load 15 begins to quickly charge with the current flowing through the circuit: winding 9, capacitor 15, diode 7. When the voltage on the capacitor 15 is exceeded, the potential of the capacitor 5 opens the rectifier diodes in converter 2 and the output voltage is limited at the level of the potential of the reference capacitor. A long time, the output voltage is maintained by the converter 3, the voltage of which reaches the output level at time tj (Fig. 2, plot 17). Similarly, high voltage is turned off by means of a diode 8 and a rectifier of a converter cell 3.. To clarify the principle of operation of the forming chain of elements 12, 13. and 14, we first consider the formation of a pulse with one capacity of 12 .. Form; the pulse is shown in Fig. 2 with strokes. Due to the magnetization reversal. the inductance of the transformer after the passage of a pulse arises, for example, reverse polarity, comparable in magnitude with the amplitude of the polzkitelny. momentum. At the same time, the areas limited by the impulse and its negative outburst are equal. The appearance of a reverse polarity pulse at the output of the winding 9, when the potential plates of the positive plates of the capacitors 5 and 15 are equal, opens the diode 8 and discharges the output of the capacitor 15 through it. The output voltage LKRI va 18) has a failure (in fig 2B is shown by a dash-dotted line), hT (0 is unacceptable for a load. Connecting in parallel capacitance 12 additional chains 13 and 14 allows eliminating this defect. Capacity 14 is selected approximately the same size as capacitance 12.. Resistor 13 is selected so that the average the current during the impulse was. : equal to the magnetizing current of the forcing transformer. Then the frussing transformer does not overmagnetize at least until time -ti.After time i, the magnetization speed and, therefore, and, the backsampling rate is significantly reduced due to the lower rate of current change in the additional circuit, and the output voltage is supported by the converter 3 of Fig. 2i, curve 18). Thus, the use of the forcing circuit of the elements of the winding 9 and the transformer, iodides 7 and 8, and forming a chain 11 of elements 12, 13 and 14 provides a significantly shorter rise time for the high voltage drop (11 in Fig. 2b). The invention allows to significantly reduce the switching time of high voltage levels and bring it up to 30 ISS. The decrease in switching time occurs due to the flow of additional current in the output capacitance, from the formation circuit of the forcing voltage, which leads to an increase in the rate of its charge and discharge. In this case, the converter rectifiers, together with the reference capacitance (besides their main function), perform the function of limiting high voltage from above and below during the operation of the forming circuit. Due to this, the surge voltage during the action of the forcing pulse does not exceed the amplitude of the high-voltage pulsations IB at steady state. The use of a non-forming circuit according to the given I scheme excludes high-voltage gaps after the passage of a forcing impulse due to a surge voltage associated with the effect of demagnetization of the forcing transformer. The regulating element simultaneously performs a new function of the source of forcing voltage.

Claims (2)

1. РЕГУЛИРУЕМЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ С ВЫСОКО.ВОЛЬТНЫМ ВЫХОДОМ по авт. св.№ 838950, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, введены формирующая цепь, форсирующий трансформатор и два последовательно соединенных диода, подключенных параллельно опорному конденсатору в на-' правлении, обратном протеканию тока .1 заряда, при этом вторичная обмотка форсирующего трансформатора включена! между выходным выводом и точкой со-* единения указанных диодов, а первичная обмотка через формирующую цепь подключена ко входу выходной преобразовательной ячейки.1. ADJUSTABLE DC CONVERTER WITH HIGH VOLTAGE OUTPUT by ed. St. No. 838950, characterized in that, in order to improve performance, a forming circuit is introduced, forcing a transformer and two series-connected diodes connected in parallel with the reference capacitor in the direction opposite to the flow of current .1 charge, while the secondary winding of the boosting transformer included! between the output terminal and the junction point of the indicated diodes, and the primary winding is connected through the forming circuit to the input of the output converter cell. 2. Регулируемый преобразователь по п.1, отличающийся тем, что, с целью повышения качества выходного напряжения путем исключения провалов высокого напряжения после окончания формирующего импульса., формирующая цепь состоит из основного 9кондесатора, параллельно которому включена цепочка из последовательно соединенных резистора' и дополнитель-g ного конденсатора. ~~2. The adjustable converter according to claim 1, characterized in that, in order to improve the quality of the output voltage by eliminating high voltage dips after the end of the forming pulse., The forming circuit consists of a main capacitor 9, in parallel with which is connected a chain of series-connected resistor 'and additional g of the capacitor. ~~
SU823430170A 1982-04-27 1982-04-27 Controlled direct current voltage converter with high-voltage output SU1042142A2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823430170A SU1042142A2 (en) 1982-04-27 1982-04-27 Controlled direct current voltage converter with high-voltage output

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823430170A SU1042142A2 (en) 1982-04-27 1982-04-27 Controlled direct current voltage converter with high-voltage output

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU838950 Addition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1042142A2 true SU1042142A2 (en) 1983-09-15

Family

ID=21009089

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU823430170A SU1042142A2 (en) 1982-04-27 1982-04-27 Controlled direct current voltage converter with high-voltage output

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1042142A2 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1.Авторское свидетельство СССР № 838950, кл. Н 02 М 3/335, 1979. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1042142A2 (en) Controlled direct current voltage converter with high-voltage output
SU966830A1 (en) Self-sustained inverter with unit for limiting switching overvoltages
SU1552319A1 (en) Self-excited series inverter
RU94089U1 (en) ACCUMULATOR CAPACITOR CHARGER
SU588603A1 (en) Ac-to-dc voltage converter
SU580618A1 (en) Autonomous inverter
SU1363399A1 (en) D.c. to variable d.c. voltage converter
SU1617564A1 (en) Pulsed voltage stabilizer
SU892699A1 (en) Pulse modulator
SU1141542A1 (en) Inverter
SU402127A1 (en) CONVERTER VOLTAGE CONVERTER TO AC VARIABLE
SU727099A1 (en) Device for forming current pulses with flat vertex in synchrotron electromagnets
SU1654965A1 (en) Device for storage capacitor charging
SU866713A1 (en) Device for charging reservoir capacitor
SU834843A1 (en) Device for charging capacitive energy reservoir
SU907724A1 (en) High-voltage level switching device
SU1032568A1 (en) Self-excited inverter
SU896725A1 (en) Self-sustained voltage inverter
SU1129721A1 (en) Device for charging reservoir capacitor
SU726640A1 (en) Self-sustained inverter
SU970591A1 (en) Two-cycle shaper for control of inverter thyristors
SU817873A1 (en) Three-phase inverter
SU1480068A1 (en) Single-clock half-bridge converter
SU532950A1 (en) Device for pulse width voltage regulation
SU1288871A1 (en) Transistor d.c.voltage converter