WO2018199788A1 - Устройство для получения высоковольтного импульсного напряжения - Google Patents

Устройство для получения высоковольтного импульсного напряжения Download PDF

Info

Publication number
WO2018199788A1
WO2018199788A1 PCT/RU2017/000256 RU2017000256W WO2018199788A1 WO 2018199788 A1 WO2018199788 A1 WO 2018199788A1 RU 2017000256 W RU2017000256 W RU 2017000256W WO 2018199788 A1 WO2018199788 A1 WO 2018199788A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
output
voltage
voltage source
diode
capacitor
Prior art date
Application number
PCT/RU2017/000256
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Юрий Игоревич РОМАНОВ
Станислав Владимирович МАЛЕЦКИЙ
Original Assignee
Закрытое Акционерное Общество "Драйв"
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 Закрытое Акционерное Общество "Драйв" filed Critical Закрытое Акционерное Общество "Драйв"
Priority to PCT/RU2017/000256 priority Critical patent/WO2018199788A1/ru
Priority to JP2019503680A priority patent/JP6731109B2/ja
Priority to EP17907276.4A priority patent/EP3618276B1/en
Priority to US16/314,441 priority patent/US10840893B2/en
Priority to CN201780040436.5A priority patent/CN109417381B/zh
Publication of WO2018199788A1 publication Critical patent/WO2018199788A1/ru

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/53—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of an energy-accumulating element discharged through the load by a switching device controlled by an external signal and not incorporating positive feedback
    • H03K3/57—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of an energy-accumulating element discharged through the load by a switching device controlled by an external signal and not incorporating positive feedback the switching device being a semiconductor device
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/44—Circuits or arrangements for compensating for electromagnetic interference in converters or inverters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33507—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/353—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of field-effect transistors with internal or external positive feedback
    • H03K3/356—Bistable circuits
    • H03K3/356008—Bistable circuits ensuring a predetermined initial state when the supply voltage has been applied; storing the actual state when the supply voltage fails
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0006—Arrangements for supplying an adequate voltage to the control circuit of converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/1555—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only for the generation of a regulated current to a load whose impedance is substantially inductive

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)
  • Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)
  • Power Conversion In General (AREA)

Abstract

Устройство для получения высоковольтного импульсного напряжения содержит высоковольтный источник (1) постоянного напряжения, индуктивную нагрузку (9), два управляемых ключа (7) и (12), управляемый переключатель (41), а также последовательно соединенные между собой конденсатор (31), диод (30) и дополнительный управляемый переключатель (47), управляемый преобразователем (52) длительности импульсов, поступающих от генератора (21) импульсов прямоугольной формы. Обеспечивается снижение уровня помех, излучаемых в окружающее пространство.

Description

Устройство для получения
высоковольтного импульсного напряжения Предлагаемое техническое решение относится к области электротехники и может быть использовано для создания импульсных источников питания, обеспечивающих минимально возможный уровень электромагнитных помех, излучаемых в окружающее пространство.
Аналогичные технические решения известны, см. заявку на патент США US 201 10305048 А1 (опубликована 15 декабря 201 1 г.), которая содержит нижеследующую совокупность существенных признаков:
- высоковольтный источник постоянного напряжения;
- первый (накопительный) конденсатор, подсоединённый одной своей (первой) обкладкой к положительному выходу высоковольтного источника постоянного напряжения, а другой своей (второй) обкладкой к отрицательному выходу высоковольтного источника постоянного напряжения;
- первый управляемый ключ;
-индуктивную нагрузку (выполненную в виде первичной обмотки трансформатора, вторичная обмотка которого подсоединена к выпрямителю);
- второй управляемый ключ;
- низковольтный источник постоянного напряжения (состоящий из третьей обмотки трансформатора, выпрямительного диода и фильтрующего конденсатора), подсоединённый своим отрицательным выходом к отрицательному выходу высоковольтного источника постоянного напряжения;
- схему управления, подсоединённую своим первым выходом к управляющему входу второго управляемого ключа и своими питающими входами к соответствующим выходам низковольтного источника постоянного напряжения;
- первый диод (диод вольтодобавки), подсоединённый своим анодом к положительному выходу низковольтного источника постоянного напряжения;
- второй конденсатор (конденсатор вольтодобавки), подсоединённый одной своей (первой) обкладкой к катоду первого диода;
- второй диод;
- третий диод;
- управляемый переключатель, подсоединённый своим первым входом к первой обкладке второго конденсатора (конденсатора вольтодобавки), своим вторым входом к второй обкладке второго конденсатора (конденсатора вольтодобавки), своим выходом к управляющему входу первого управляемого ключа и своим управляющим входом к второму выходу схемы управления;
-третий (разделительный) конденсатор, подсоединённый одной своей (первой) обкладкой к положительному выходу высоковольтного источника постоянного напряжения, а другой своей (второй) обкладкой к первому выводу первого управляемого ключа,
при этом второй вывод первого управляемого ключа подсоединён к второй обкладке второго конденсатора,, первый вывод индуктивной нагрузки подсоединён к положительному выходу высоковольтного источника постоянного напряжения, второй вывод индуктивной нагрузки подсоединён к первому выводу второго управляемого ключа, второй вывод второго управляемого ключа подсоединён к отрицательному выходу высоковольтного источника постоянного напряжения, анод второго диода подсоединён к первому выводу второго управляемого ключа, катод второго диода подсоединён к первому выводу первого управляемого ключа, анод третьего диода подсоединён к отрицательному выходу высоковольтного источника постоянного напряжения, а катод третьего диода подсоединён к аноду второго диода.
Общими признаками предлагаемого технического решения и указанного аналога являются:
- высоковольтный источник постоянного напряжения;
- первый (накопительный) конденсатор, подсоединённый одной своей (первой) обкладкой к положительному выходу высоковольтного источника постоянного напряжения, а другой своей (второй) обкладкой к отрицательному выходу высоковольтного источника постоянного напряжения;
- первый управляемый ключ;
- индуктивная нагрузка;
- второй управляемый ключ;
- низковольтный источник постоянного напряжения, подсоединённый своим отрицательным выходом к отрицательному выходу высоковольтного источника постоянного напряжения;
- первый диод,
- второй конденсатор, подсоединённый одной своей (первой) обкладкой к катоду первого диода;
- второй диод;
- третий диод;
- управляемый переключатель, подключённый своим первым входом к первой обкладке второго конденсатора, своим вторым входом к второй обкладке второго конденсатора, своим выходом к управляющему входу первого управляемого ключа, при этом второй вывод первого управляемого ключа подсоединён к второй обкладке второго конденсатора, анод второго диода подсоединён к первому выводу второго управляемого ключа, анод третьего диода подсоединён к отрицательному выходу высоковольтного источника постоянного напряжения, а второй вывод индуктивной нагрузки подсоединён к первому выводу второго управляемого ключа.
Известно также техническое решение, см. Application note AN 6920MR «Integrated Critical-Mode PFC / Quasi-Resonant Current-Mode PWM Controller FAN6920» (опубликовано на сайте www.fairchild.com), которое выбрано в качестве ближайшего аналога (прототипа), и которое содержит нижеследующую совокупность существенных признаков:
- высоковольтный источник постоянного напряжения;
- первый (накопительный) конденсатор, подсоединённый одной своей (первой) обкладкой к положительному выходу высоковольтного источника постоянного напряжения, а другой своей (второй) обкладкой к отрицательному выходу высоковольтного источника постоянного напряжения;
- первый управляемый ключ, подсоединённый своим первым выводом к положительному выходу высоковольтного источника постоянного напряжения;
- индуктивную нагрузку (выполненную в виде первичной обмотки трансформатора, вторичная обмотка которого подсоединена к выпрямителю), подсоединённую своим первым выводом к второму выводу первого управляемого ключа;
- второй управляемый ключ, подсоединённый своим первым выводом к второму выводу индуктивной нагрузки;
- ограничительный резистор, подсоединённый одним своим выводом к второму выводу второго управляемого ключа, а другим своим выводом к отрицательному выходу высоковольтного источника постоянного напряжения;
- низковольтный источник постоянного напряжения (состоящий из третьей обмотки трансформатора, выпрямительного диода и фильтрующего конденсатора), подсоединённый своим отрицательным выходом к отрицательному выходу высоковольтного источника постоянного напряжения;
- генератор импульсов прямоугольной формы, подсоединённый своим выходом через буферный согласующий каскад к управляющему входу второго управляемого ключа и своими питающими входами к соответствующим выходам низковольтного источника постоянного напряжения;
- первый диод (диод вольтодобавки), подсоединённый своим анодом к положительному выходу низковольтного источника постоянного напряжения;
- второй конденсатор (конденсатор вольтодобавки), подсоединённый своей первой обкладкой к катоду первого диода (диода вольтодобавки) и своей второй обкладкой к второму выводу первого управляемого ключа;
- второй диод (первый отсекающий диод), подсоединённый своим катодом к первому выводу индуктивной нагрузки и своим анодом к отрицательному выходу высоковольтного источника постоянного напряжения;
- третий диод (второй отсекающий диод), подсоединённый своим анодом к второму выводу индуктивной нагрузки и своим катодом к положительному выходу высоковольтного источника постоянного напряжения;
- управляемый переключатель, подключённый своим первым входом к первой обкладке второго конденсатора (конденсатора вольтодобавки), своим вторым входом к второй обкладке второго конденсатора (конденсатора вольтодобавки), своим выходом к управляющему входу первого управляемого ключа и своим управляющим входом к выходу генератора импульсов прямоугольной формы.
Общими признаками предлагаемого технического решения и прототипа являются:
- высоковольтный источник постоянного напряжения; - первый конденсатор, подсоединённый своей первой обкладкой к положительному выходу высоковольтного источника постоянного напряжения, а своей второй обкладкой к отрицательному выходу высоковольтного источника постоянного напряжения;
- первый управляемый ключ, подсоединённый своим первым выводом к положительному выходу высоковольтного источника постоянного напряжения;
- индуктивная нагрузка, подсоединённая своим первым выводом к второму выводу первого управляемого ключа;
- второй управляемый ключ, подсоединённый своим первым выводом к второму выводу индуктивной нагрузки;
- ограничительный резистор, подсоединённый одним своим выводом к второму выводу второго управляемого ключа, а другим своим выводом к отрицательному выходу высоковольтного источника постоянного напряжения;
- низковольтный источник постоянного напряжения, подсоединённый своим отрицательным выходом к отрицательному выходу высоковольтного источника постоянного напряжения;
- генератор импульсов прямоугольной формы, подсоединённый своим выходом через буферный согласующий каскад к управляющему входу второго управляемого ключа и своими питающими входами к соответствующим выходам низковольтного источника постоянного напряжения;
- первый диод;
- второй конденсатор, подсоединённый своей первой обкладкой к катоду первого диода, и своей второй обкладкой подсоединённый к второму выводу первого управляемого ключа; - второй диод, подсоединённый своим катодом к первому выводу индуктивной нагрузки и своим анодом к отрицательному выходу высоковольтного источника постоянного напряжения;
- третий диод, подсоединённый своим анодом к второму выводу индуктивной нагрузки и своим катодом к положительному выходу высоковольтного источника постоянного напряжения;
- управляемый переключатель, подсоединённый своим первым входом к первой обкладке второго конденсатора, своим вторым входом к второй обкладке второго конденсатора, своим выходом к управляющему входу первого управляемого ключа и своим управляющим входом к выходу управляемого генератора импульсов прямоугольной формы.
Технический результат, который невозможно достичь ни одним из вышеохарактеризованных аналогичных технических решений, заключается в снижении уровня импульсных электромагнитных помех, излучаемых ранее применяемыми устройствами для получения высоковольтного импульсного напряжения из-за инерционности нелинейных элементов, и прежде всего диода вольтодобавки, соединённого с конденсатором вольтодобавки.
Импульсные электромагнитные помехи, возникающие в аналогичных ранее применяемых устройствах, мешают функционированию близкорасположенных радиоэлектронных устройств и негативным образом влияют на их работоспособность. Они являются серьёзным препятствием для выполнения требований по электромагнитной совместимости, в частности, в системах с распределённым питанием, использующих множество импульсных источников питания. Кроме того, электромагнитное излучение импульсных помех в окружающее пространство приводит к ухудшению экологической обстановки в среде обитания человека. Поэтому появилась острая необходимость в усовершенствовании ранее известных аналогичных технических решений. Причиной невозможности достижения вышеуказанного технического результата является то, что в известных устройствах для получения высоковольтного импульсного напряжения не уделялось должного внимания поиску средств, снижающих уровень импульсных электромагнитных помех, излучаемых в окружающее пространство.
Учитывая характеристику и анализ известных аналогичных технических решений, можно сделать вывод, что задача создания устройств для получения высоковольтного импульсного напряжения, обеспечивающих снижение уровня импульсных электромагнитных помех, излучаемых в окружающее пространство, является актуальной на сегодняшний день.
Технический результат, указанный выше, достигается тем, что устройство для получения высоковольтного импульсного напряжения содержащее высоковольтный источник постоянного напряжения, первый (накопительный) конденсатор, подсоединённый одной своей (первой) обкладкой к положительному выходу высоковольтного источника постоянного напряжения, а другой своей (второй) обкладкой к отрицательному выходу высоковольтного источника постоянного напряжения, первый управляемый ключ, подсоединённый своим первым выводом к положительному выходу высоковольтного источника постоянного напряжения, индуктивную нагрузку, подсоединённую своим первым выводом к второму выводу первого управляемого ключа, второй управляемый ключ, подсоединённый своим первым выводом к второму выводу индуктивной нагрузки, ограничительный резистор, подсоединённый одним своим выводом к второму выводу второго управляемого ключа, а другим своим выводом к отрицательному выходу высоковольтного источника постоянного напряжения, низковольтный источник постоянного напряжения, подсоединённый своим отрицательным выходом к отрицательному выходу высоковольтного источника постоянного напряжения, генератор импульсов прямоугольной формы, подсоединённый своим выходом через буферный согласующий каскад к управляющему входу второго управляемого ключа и своими питающими входами к соответствующим выходам низковольтного источника постоянного напряжения, первый диод (диод вольтодобавки), второй конденсатор (конденсатор вольтодобавки), подсоединённый своей первой обкладкой к катоду первого диода (диода вольтодобавки), и своей второй обкладкой к второму выводу первого управляемого ключа, второй диод (первый отсекающий диод), подсоединённый своим катодом к первому выводу индуктивной нагрузки и своим анодом к отрицательному выходу высоковольтного источника постоянного напряжения, третий диод (второй отсекающий диод), подсоединённый своим анодом к второму выводу индуктивной нагрузки и своим катодом к положительному выходу высоковольтного источника постоянного напряжения, управляемый переключатель, подключённый своим первым входом к первой обкладке второго конденсатора (конденсатора вольтодобавки), своим вторым входом к второй обкладке второго конденсатора (конденсатора вольтодобавки), своим выходом к управляющему входу первого управляемого ключа и своим управляющим входом к выходу управляемого генератора импульсов прямоугольной формы, снабжено дополнительным (вторым) управляемым переключателем и преобразователем длительности импульсов прямоугольной формы, который подсоединён своим входом к выходу генератора импульсов прямоугольной формы, и своим выходом к управляющему входу дополнительного (второго) управляемого переключателя, подсоединённого своим первым входом к отрицательному выходу низковольтного источника постоянного напряжения, своим вторым входом к положительному выходу низковольтного источника постоянного напряжения и своим выходом к аноду первого диода (диода вольтодобавки). Введение второго управляемого переключателя и преобразователя длительности импульсов прямоугольной формы с их вышеописанными подсоединениями позволяет, в ходе подачи импульса прямоугольной формы с выхода генератора импульсов прямоугольной формы через буферный согласующий каскад на управляющий вход второго управляемого ключа, произвести замыкание упомянутого второго управляемого ключа, а в ходе подачи того же импульса прямоугольной формы с выхода генератора импульсов прямоугольной формы на преобразователь длительности импульсов прямоугольной формы позволяет также сформировать преобразованный (дополнительный) импульс прямоугольной формы. Поступление указанного преобразованного (дополнительного) импульса прямоугольной формы на управляющий вход второго управляемого переключателя обеспечивает подключение анода диода вольтодобавки к положительному выходу низковольтного источника постоянного напряжения. При этом происходит процесс заряда конденсатора вольтодобавки по цепи: положительный выход низковольтного источника постоянного напряжения - второй управляемый переключатель - диод вольтодобавки - конденсатор вольтодобавки - индуктивная нагрузка - замкнутый второй управляемый ключ - ограничительный резистор - отрицательный выход низковольтного источника постоянного напряжения. В результате чего на обкладках конденсатора вольтодобавки формируется напряжение, близкое к выходному напряжению низковольтного источника постоянного напряжения.
После окончания заряда конденсатора вольтодобавки, под воздействием того же импульса прямоугольной формы с выхода генератора импульсов прямоугольной формы, первый управляемый переключатель подключает к управляющему входу первого управляемого ключа упомянутый конденсатор вольтодобавки, заряженный до напряжения, близкого к выходному напряжению низковольтного источника постоянного напряжения. В результате первый управляемый ключ также замыкается (практически одновременно с вторым управляемым ключом), и через индуктивную нагрузку начинает протекать ток по цепи: положительный выход высоковольтного источника постоянного напряжения - замкнутый первый управляемый ключ - индуктивная нагрузка - замкнутый второй управляемый ключ - ограничительный резистор - отрицательный выход высоковольтного источника постоянного напряжения.
При этом потенциал первого вывода индуктивной нагрузки становится практически равным потенциалу положительного выхода высоковольтного источника постоянного напряжения (поскольку сопротивление замкнутого первого ключа незначительно и падение напряжения на нём также незначительно), а потенциал второго вывода индуктивной нагрузки становится практически равным потенциалу отрицательного выхода высоковольтного источника постоянного напряжения (поскольку сопротивления замкнутого второго ключа и ограничительного резистора незначительны и падение напряжения на них также незначительно). Таким образом, разность потенциалов между выводами индуктивной нагрузки становится близкой к выходному напряжению высоковольтного источника постоянного напряжения.
В индуктивной нагрузке в это время происходит накопление энергии (прямой ход).
После окончания импульса прямоугольной формы на выходе генератора импульсов прямоугольной формы оба управляемых ключа размыкаются. Разность потенциалов между выводами индуктивной нагрузки в этот момент меняет свой знак, в индуктивной нагрузке возникает ЭДС самоиндукции, и накопленная энергия передаётся в полезную нагрузку (обратный ход). Таким образом, происходит преобразование постоянного напряжения высоковольтного источника постоянного напряжения в импульсное напряжение, что и является задачей предлагаемого устройства.
Нужно особо отметить, что в аналогичных технических решениях в момент замыкания первого и второго управляемых ключей и появления на первом выводе индуктивной нагрузки высокого потенциала, этот потенциал через конденсатор вольтодобавки оказывается приложенным к катоду диода вольтодобавки. При этом из-за инерционности нелинейного элемента (диода) возникает импульсный бросок тока через указанный нелинейный элемент (диод), в результате чего появляется импульсная электромагнитная помеха, обусловленная этим броском тока. А в предлагаемом техническом решении для устранения этого явления введены второй управляемый переключатель и преобразователь длительности импульсов прямоугольной формы с их подсоединениями.
Причём параметры преобразованного (дополнительного) импульса, прямоугольной формы выбираются таким образом, чтобы его задний фронт опережал передний фронт импульса прямоугольной формы, поступающего на управляющие входы обоих управляемых ключей, на некоторое время. Это время составляет обычно несколько сотен наносекунд (в зависимости от типа нелинейного элемента (диода)) и должно быть достаточным для завершения переходных процессов в диоде, Тем самым к моменту замыкания обоих управляемых ключей будет обеспечено закрытое состояние диода вольтодобавки (поскольку к его катоду при разомкнутых ключах приложено положительное напряжение между обкладками ранее заряженного конденсатора вольтодобавки, близкое к выходному напряжению низковольтного источника постоянного напряжения, а его анод в то же самое время через второй управляемый переключатель уже подключён к отрицательному выходу низковольтного источника постоянного напряжения). В результате к моменту замыкания первого и второго управляемых ключей, и, соответственно, к моменту появления на первом выводе индуктивной нагрузки высокого потенциала, попадающего на катод диода вольтодобавки, этот диод уже надёжно закрыт, а импульсная электромагнитная помеха, возникающая, как уже указывалось, в аналогичных технических решениях в момент замыкания первого и второго управляемых ключей, в предлагаемом техническом решении не возникает. Причиной этого является тот факт, что в аналогичных технических решениях импульсная электромагнитная помеха появляется из-за протекания импульсного тока по цепи: точка соединения второго вывода первого управляемого ключа и первого вывода индуктивной нагрузки - конденсатор вольтодобавки - закрывающийся, но пока не закрытый диод вольтодобавки - положительный выход низковольтного источника постоянного напряжения - отрицательный выход низковольтного источника постоянного напряжения - отрицательный выход высоковольтного источника постоянного напряжения - положительный выход высоковольтного источника постоянного напряжения - замкнутый первый управляемый ключ. В предлагаемом техническом решении вышеописанная цепь протекания импульсного тока заблаговременно разрывается благодаря упреждающему замыканию второго входа второго управляемого переключателя (и, следовательно, анода диода вольтодобавки) на отрицательный выход низковольтного источника постоянного напряжения.
Указанный эффект возникновения импульсной электромагнитной помехи в аналогичных технических решениях имеет достаточно общий характер, так как время переключения высоковольтных диодов (Тдиода) принципиально больше времени переключения современных силовых полупроводниковых элементов. Поэтому упреждающее подключение анода диода вольтодобавки (с помощью вновь введённых преобразователя длительности импульсов прямоугольной формы, второго управляемого переключателя и их связей) к отрицательному выходу низковольтного источника постоянного напряжения, применённое в предлагаемом техническом решении, как раз и обеспечивает сопряжение времени переключения диода вольтодобавки и момента замыкания обоих управляемых ключей, причём таким образом, что импульсная электромагнитная помеха, присутствующая в аналогичных технических решениях, в заявленном техническом решении отсутствует.
Благодаря чему достигается снижение уровня импульсных электромагнитных помех, излучаемых устройством для получения высоковольтного импульсного напряжения в окружающее пространство, и, следовательно, улучшение электромагнитной совместимости электронных устройств различного назначения, а также улучшение экологической обстановки в среде обитания человека, в чём и проявляется достижение вышеуказанного технического результата.
Проведённый анализ известных технических решений показал, что ни одно из них не содержит как всей совокупности существенных признаков, так и отличительных признаков, что позволило сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критериям "новизна" и "изобретательский уровень".
Предлагаемое устройство для получения высоковольтного импульсного напряжения поясняется нижеследующим описанием и чертежами, где на фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для получения высоковольтного импульсного напряжения, а на фиг. 2 представлены диаграммы напряжений, поясняющие работу предлагаемого устройства для получения высоковольтного импульсного напряжения. Предлагаемое устройство для получения высоковольтного импульсного напряжения содержит:
- высоковольтный источник- 1 постоянного напряжения;
- первый (накопительный) конденсатор-2, подсоединённый одной своей (первой) обкладкой-3 к положительному выходу-4 высоковольтного источника -1 постоянного напряжения, а другой своей (второй) обкладкой-5 подсоединённый к отрицательному выходу-6 высоковольтного источника- 1 постоянного напряжения;
- первый управляемый ключ-7 (выполненный, например, в виде "МОП"- транзистора), подсоединённый своим первым выводом-8 (стоком "МОП"- транзистора) к положительному выходу-4 высоковольтного источника- 1 постоянного напряжения;
- индуктивную нагрузку-9, подсоединённую одним своим (первым) выводом- 10 к второму выводу- 1 1 (к истоку "МОП"-транзистора) первого управляемого ключа- 7;
- второй управляемый ключ- 12 (выполненный, например, в виде "МОП"- транзистора), подсоединённый своим первым выводом- 13 (стоком "МОП"- транзистора) к второму выводу- 14 индуктивной нагрузки-9;
- ограничительный резистор- 15, подсоединённый одним своим выводом- 16 к второму выводу- 17 второго управляемого ключа- 12 (к истоку "МОП"- транзистора), а другим своим выводом- 18 к отрицательному выходу-6 высоковольтного источника- 1 постоянного напряжения.
- низковольтный источник- 19 постоянного напряжения, подсоединённый своим отрицательным выходом-20 к отрицательному выходу-6 высоковольтного источника- 1 постоянного напряжения;
- генератор-21 импульсов прямоугольной формы, подсоединённый своим выходом-22 к входу-23 буферного согласующего каскада-24, выход-25 которого подсоединён к управляющему входу-26 второго управляемого ключа- 12 (к затвору МОП-транзистора), и подсоединённый своими питающими входами-27 и -28 к выходам-29 и -20 низковольтного источника- 19 постоянного напряжения соответственно;
- первый диод-30 (диод вольтодобавки);
- второй конденсатор-31 (конденсатор вольтодобавки), подсоединённый своей первой обкладкой-32 к катоду-33 первого диода-30, и своей второй обкладкой-34 к второму выводу- 11 первого управляемого ключа-7;
- второй диод-35 (первый отсекающий диод), подсоединённый своим катодом-36 к первому выводу- 10 индуктивной нагрузки -9 и своим анодом-37 к отрицательному выходу-6 высоковольтного источника- 1 постоянного напряжения;
- третий диод-38 (второй отсекающий диод), подсоединённый своим анодом-39 к второму выводу- 14 индуктивной нагрузки-9 и своим катодом-40 к положительному выходу-4 высоковольтного источника- 1 постоянного напряжения;
- первый (основной) управляемый переключатель-41, подключённый своим первым входом-42 к первой обкладке-32 второго конденсатора-31 , своим вторым входом-43 к второй обкладке-34 второго конденсатора-31 , своим выходом-44 к управляющему входу-45 первого управляемого ключа-7 (к затвору МОП-транзистора) и своим управляющим входом-46 к выходу-22 генератора импульсов-21 прямоугольной формы;
- второй (дополнительный) управляемый переключатель-47, подсоединённый одним своим (первым) входом-48 к отрицательному выходу-20 низковольтного источника- 19 постоянного напряжения, своим вторым входом-51 к положительному выходу-29 низковольтного источника- 19 постоянного напряжения, а своим выходом-49 подсоединённый к аноду-50 первого диода-30;
- преобразователь-52 длительности импульсов прямоугольной формы, подсоединённый своим входом-53 к выходу-22 генератора-21 импульсов прямоугольной формы, своим выходом-54 к управляющему входу-55 второго (дополнительного) управляемого переключателя-47, а своими входами питания-56,-57 к соответствующим выходам-29,-20 низковольтного источника- 19 постоянного напряжения.
Представленные на фиг. 2 временные диаграммы напряжений, действующих в устройстве, отображают:
2а) постоянное напряжение Uo высоковольтного источника- 1 постоянного напряжения;
26) управляющие импульсы прямоугольной формы с заранее заданной длительностью Ти и периодом повторения Т на выходе-22 управляемого генератора-21 импульсов прямоугольной формы;
2в) управляющие импульсы прямоугольной формы на входе-26 второго управляемого ключа- 12 (на затворе "МОГГ'-транзистора);
2г) импульсное напряжение на втором выводе- 1 1 первого управляемого ключа-7 (на истоке "МОГГ'-транзистора) ;
2д) импульсное напряжение на первом выводе- 13 второго управляемого ключа- 12 (на стоке "МОГГ'-транзистора) ;
2е) преобразованные (дополнительные) импульсы прямоугольной формы длительностью X пр на выходе-54 преобразователя длительности импульсов прямоугольной формы-52, причём ΔΤ > Хдиода, где ΔΤ - величина защитного временного интервала, обеспечивающего упреждающее замыкание анода-50 первого диода-30 на отрицательный выход-20 низковольтного источника постоянного напряжения- 19,
Тдиода - время переключения высоковольтного диода-30;
2ж) последовательность состояний первого диода-30: «Диод открыт»
- «Тдиода (время переключения диода)» - «Диод закрыт». На диаграмме 2ж) также условно показан момент возможного возникновения импульсной помехи, которая присутствует в аналогичных технических решениях, но отсутствует в предлагаемом техническом решении.
Предлагаемое устройство для получения высоковольтного импульсного напряжения работает следующим образом.
При наличии постоянного напряжения на входах питания-27 и -28 генератора-21 прямоугольных импульсов, которое поступает с выводов- 29,-20 низковольтного источника- 19 постоянного напряжения, указанный генератор-21 прямоугольных импульсов вырабатывает импульсы прямоугольной формы длительностью Ти с периодом повторения Т (см. временную диаграмму фиг.2б).
Далее импульсы прямоугольной формы длительностью Ти с выхода-22 генератора-21 импульсов прямоугольной формы через буферный согласующий каскад-24 (вход-23 и выход-25) поступают на управляющий вход-26 второго управляемого ключа- 12 (на затвор его "МОП"-транзистора, см. временную диаграмму фиг.2в ), в результате чего второй управляемый ключ- 12 замыкается.
Одновременно импульсы прямоугольной формы длительностью Ти с выхода-22 генератора-21 импульсов прямоугольной формы поступают на управляющий вход-46 первого управляемого переключателя-41 , в результате чего на управляющий вход-45 первого управляемого ключа-7 (на затвор его "МОП"-транзистора) с второго конденсатора-31 (конденсатора вольтодобавки) поступает потенциал, превышающий потенциал второго вывода- 1 1 первого управляемого ключа-7 (истока "МОП"-транзистора) на величину, приблизительно равную выходному напряжению низковольтного источника- 19 постоянного напряжения. Поступление указанного потенциала замыкает первый управляемый ключ-7 практически одновременно с вторым управляемым ключом- 12 (см. временную диаграмму фиг.2г), благодаря чему через индуктивную нагрузку-9 начинает течь ток по цепи: положительный выход-4 высоковольтного источника- 1 постоянного напряжения - замкнутый первый управляемый ключ-7 - индуктивная нагрузка-9 - замкнутый второй управляемый ключ- 12 - ограничительный резистор- 15 - отрицательный выход-6 высоковольтного источника- 1 постоянного напряжения.
Замыкание обоих управляемых ключей-7 и -12 приводит к тому, что потенциал первого вывода- 10 индуктивной нагрузки-9 становится практически равным потенциалу положительного выхода-4 высоковольтного источника- 1 постоянного напряжения (поскольку сопротивление замкнутого первого управляемого ключа-7 незначительно и падение напряжения на нём также незначительно), а потенциал второго вывода- 14 индуктивной нагрузки-9 становится практически равным потенциалу отрицательного выхода-6 высоковольтного источника- 1 постоянного напряжения (поскольку сопротивление замкнутого второго управляемого ключа- 12 и ограничительного резистора- 15 незначительны, и падение напряжения на них также незначительно). Таким образом, разность потенциалов между выводами- 10 и -14 индуктивной нагрузки-9 становится близкой к выходному напряжению высоковольтного источника- 1 постоянного напряжения. В индуктивной нагрузке-9 в это время происходит накопление энергии (прямой ход, см. временную диаграмму фиг.2в).
После окончания прямоугольного импульса длительностью Ти, поступающего на управляющий вход-45 первого управляемого ключа-7 (на затвор его МОП-транзистора) и через буферный согласующий каскад -24 на управляющий вход-26 второго управляемого ключа- 12 (на затвор его МОП-транзистора), оба управляемых ключа-7 и- 12 переходят в разомкнутое состояние (обратный ход, см. временную диаграмму фиг.2в). В этот момент разность потенциалов между выводами- 10 и -14 индуктивной нагрузки-9 меняет свой знак, появляется импульсное напряжение на первом выводе- 13 второго управляемого ключа- 12 (на стоке "МОГ -транзистора, см. временную диаграмму фиг.2д), в индуктивной нагрузке-9 возникает ЭДС самоиндукции, и накопленная энергия передаётся в полезную нагрузку (на функциональной схеме фиг.1 условно не показана). Таким образом, происходит преобразование постоянного напряжения высоковольтного источника- 1 постоянного напряжения (см. временную диаграмму фиг.2а) в высоковольтное импульсное напряжение.
При размыкании первого-7 и второго- 12 управляемых ключей из-за наличия ЭДС самоиндукции возникает высоковольтное напряжение между выводами -10 и -14 индуктивной нагрузки-9. Как только это высоковольтное напряжение превысит величину выходного напряжения высоковольтного источника- 1 постоянного напряжения, открываются второй диод-35 (первый отсекающий диод), и третий диод-38 (второй отсекающий диод), через которые начинает течь ток по цепи; отрицательный выход-6 высоковольтного источника- 1 постоянного напряжения - второй диод-35 (первый отсекающий диод) - индуктивная нагрузка-9 - третий диод-38 (второй отсекающий диод) - первый (накопительный) конденсатор-2 - отрицательный выход-6 высоковольтного источника- 1 постоянного напряжения. В результате, помимо передачи энергии в полезную нагрузку, происходит накопление энергии в накопительном конденсаторе-2 (что способствует повышению коэффициента полезного действия как предлагаемого устройства, так и устройства-прототипа, в котором этот приём также используется).
Прямоугольные импульсы длительностью Ти с выхода-22 генератора- 21 прямоугольных импульсов, кроме обеспечения замыкания обоих управляемых ключей-7 и -12, поступают также на управляющий вход-53 преобразователя длительности импульсов прямоугольной формы-52, который формирует на своём выходе-54 преобразованный дополнительный импульс прямоугольной формы длительностью Тпр (см. временную диаграмму фиг.2е), поступающий на управляющий вход-55 второго (дополнительного) управляемого переключателя-47.
Под воздействием указанного импульса длительностью Тпр второй
(дополнительный) управляемый переключатель-47 подключает к своему выходу-49 (соединённому с анодом-50 первого диода-30) свой второй вход-51 (соединённый с положительным выходом-29 низковольтного источника- 19 постоянного напряжения). В результате между обкладками-32 и -34 второго конденсатора-31 вольтодобавки формируется напряжение, близкое по величине к выходному напряжению низковольтного источника- 19 постоянного напряжения.
При этом, в момент начального включения высоковольтного источника- 1 постоянного напряжения и низковольтного источника- 19 постоянного напряжения, второй конденсатор-31 вольтодобавки разряжен, первый управляемый ключ-7 постоянно разомкнут, а второй управляемый ключ- 12 периодически замыкается прямоугольными импульсами длительностью Ти, поступающими на его управляющий вход-26 с выхода-22 генератора-21 прямоугольных импульсов через буферный согласующий каскад-24. В данном режиме ток заряда второго конденсатора-31 вольтодобавки течёт по цепи: положительный выход-29 низковольтного источника- 19 постоянного напряжения - второй управляемый переключатель-47 - первый диод-30 вольтодобавки - второй конденсатор-31 вольтодобавки - индуктивная нагрузка-9 - замкнутый второй управляемый ключ- 12 - ограничительный резистор- 15 - отрицательный выход-20 низковольтного источника- 19 постоянного напряжения.
С другой стороны, в стационарном режиме работы (когда оба управляемых ключа -7 и -12 практически одновременно замыкаются на время действия основного прямоугольного импульса длительностью Ти и размыкаются на время его отсутствия) происходит подзаряд второго конденсатора-31 вольтодобавки (и, следовательно, восстановление напряжения между его обкладками- 32 и -34). Этот процесс происходит во время обратного хода (см. временную диаграмму фиг. 2в), благодаря протеканию тока заряда второго конденсатора-31 вольтодобавки по цепи: положительный выход-29 низковольтного источника- 19 постоянного напряжения - второй управляемый переключатель-47 - первый диод-30 вольтодобавки - второй конденсатор-31 вольтодобавки - первый отсекающий диод -35 (который во время обратного хода открыт, как указывалось выше) - отрицательный выход-20 низковольтного источника- 19 постоянного напряжения. Тем самым второй конденсатор-31 вольтодобавки в стационарном режиме работы всё время подзаряжается до напряжения, близкого по величине к выходному напряжению низковольтного источника- 19 постоянного напряжения. Что создаёт условия для открывания первого управляемого ключа-7 в следующем периоде Т, как это было описано ранее.
После окончания управляющего импульса длительностью Т пр
(см. временную диаграмму фиг 2е) на управляющем входе-55 второго (дополнительного) управляемого переключателя-47, указанный переключатель-47 подключает к своему выходу-49 (соединённому с анодом-50 первого диода-30 вольтодобавки) свой первый вход-48 (соединённый с отрицательным выход ом-20 низковольтного источника- 19 постоянного напряжения). В результате первый диод-30 вольто добавки закрывается, поскольку потенциал второй обкладки-34 второго конденсатора-31 вольтодобавки в это время близок к потенциалу отрицательного выхода-20 низковольтного источника- 19 постоянного напряжения, а напряжение между его обкладками-32 и -34 примерно равно выходному напряжению низковольтного источника постоянного напряжения- 19. То есть к катоду-33 первого диода-30 вольтодобавки приложено напряжение, близкое к выходному напряжению низковольтного источника постоянного напряжения- 19, а его анод-50 оказывается соединённым с отрицательным выходом-20 низковольтного источника постоянного напряжения- 19, следовательно, диод включён в обратном направлении. Причём из-за инерционности процессов в первом диоде-30 вольтодобавки его закрывание происходит в течение интервала времени Тдиода, см. временную диаграмму фиг. 2ж).
Задний фронт преобразованного дополнительного импульса прямоугольной формы длительностью Тпр (см. временную диаграмму фиг.2е) на выходе-54 преобразователя-52 длительности импульсов прямоугольной формы опережает начало управляющего импульса длительностью Ти на выходе-22 генератора-21 прямоугольных импульсов на величину ΔΤ> Тдиода, поэтому к моменту появления высоковольтного импульсного напряжения на втором выводе- 1 1 первого управляемого ключа-7 (на истоке его "МОГ -транзистора, см. временную диаграмму фиг.2г) первый диод-30 вольтодобавки окажется надёжно закрытым (см. временную диаграмму фиг.2ж).
Следовательно, в момент появления высоковольтного импульсного напряжения в индуктивной нагрузке-9, в предлагаемом к патентованию устройстве для получения высоковольтного импульсного напряжения не возникает бросок импульсного тока через неполностью закрытый первый диод-30 вольтодобавки, а в известных устройствах аналогичного назначения этот бросок импульсного тока имеет место.
Таким образом, предлагаемое к патентованию устройство выполняет те же функции, что и устройство-прототип, отличаясь от него пониженным уровнем помех, излучаемых в окружающее пространство.
Функциональные блоки, входящие в состав устройства, могут быть реализованы различным образом.
Например, генератор-21 импульсов прямоугольной формы может быть выполнен с использованием микросхемы, выполняющей функции широтно-импульсного модулятора (например, А7985А), или же с использованием микросхемы, выполняющей функции частотно-импульсного модулятора (например, FAN-6300H), или по любой другой схеме, обеспечивающей формирование импульсов прямоугольной формы.
Транзисторы первого-7 и второго- 12 управляемых ключей могут быть (и вместе, и каждый в отдельности) и МОП-транзистором, и БТИЗ-транзистором; сам ключ может содержать дополнительные схемы, повышающие качество его работы.
Индуктивная нагрузка-9, выполненная в виде обмотки на магнитопроводе, может представлять собой:
- либо первичную обмотку трансформатора, к вторичной обмотке которого, например, может быть подсоединён выпрямитель,
- либо обмотку электромагнита, преобразующего импульсы в индуктивной нагрузке в механическое перемещение якоря электромагнита,
-либо любую другую индуктивность, передающую мощность в оконечное устройство.
В качестве отсекающих диодов-35 и -38 могут быть использованы любые другие устройства с односторонней проводимостью, например, управляемые МОП-транзисторы, или управляемые БТИЗ-транзисторы и т.п. Буферный согласующий каскад-24, выполняющий функции согласования моментов подачи управляющих импульсов, поступающих на входы первого-7 и второго- 12 управляемых ключей, может быть выполнен, например, в виде последовательного соединения схемы задержки и усилителя, а может вообще отсутствовать.
Все остальные элементы, входящие в состав устройства для получения высоковольтного импульсного напряжения, широко известны и опубликованы в общедоступных источниках информации по импульсной технике и радиоэлектронике.

Claims

Формула изобретения
Устройство для получения высоковольтного импульсного напряжения содержащее высоковольтный источник постоянного напряжения, первый конденсатор, подсоединённый своей первой обкладкой к положительному выходу высоковольтного источника постоянного напряжения, а своей второй обкладкой к отрицательному выходу высоковольтного источника постоянного напряжения, первый управляемый ключ, подсоединённый своим первым выводом к положительному выходу высоковольтного источника постоянного напряжения, индуктивную нагрузку, подсоединённую своим первым выводом к второму выводу первого управляемого ключа, второй управляемый ключ, подсоединённый своим первым выводом к второму выводу индуктивной нагрузки, ограничительный резистор, подсоединённый одним своим выводом к второму выводу второго управляемого ключа, а другим своим выводом к отрицательному выходу высоковольтного источника постоянного напряжения, низковольтный источник постоянного напряжения, подсоединённый своим отрицательным выходом к отрицательному выходу высоковольтного источника постоянного напряжения, генератор импульсов прямоугольной формы, подсоединённый своим выходом через буферный согласующий каскад к управляющему входу второго управляемого ключа и своими питающими входами к соответствующим выходам низковольтного источника постоянного напряжения, первый диод, второй конденсатор, подсоединённый своей первой обкладкой к катоду первого диода, и своей второй обкладкой к второму выводу первого управляемого ключа, второй диод, подсоединённый своим катодом к первому выводу индуктивной нагрузки и своим анодом к отрицательному выходу высоковольтного источника постоянного напряжения, третий диод, подсоединённый своим анодом к второму выводу индуктивной нагрузки и своим катодом к положительному выходу высоковольтного источника постоянного напряжения, управляемый переключатель, подключённый своим первым входом к первой обкладке второго конденсатора, своим вторым входом к второй обкладке второго конденсатора, своим выходом к управляющему входу первого управляемого ключа и своим управляющим входом к выходу генератора импульсов прямоугольной формы, отличающееся тем, что устройство для получения высоковольтного импульсного напряжения снабжено вторым управляемым переключателем и преобразователем длительности импульсов прямоугольной формы, который подсоединён своим входом к выходу генератора импульсов прямоугольной формы, а своим выходом к управляющему входу второго управляемого переключателя, подсоединённого своим первым входом к отрицательному выходу низковольтного источника постоянного напряжения, своим вторым входом к положительному выходу низковольтного источника постоянного напряжения и своим выходом к аноду первого диода.
PCT/RU2017/000256 2017-04-24 2017-04-24 Устройство для получения высоковольтного импульсного напряжения WO2018199788A1 (ru)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2017/000256 WO2018199788A1 (ru) 2017-04-24 2017-04-24 Устройство для получения высоковольтного импульсного напряжения
JP2019503680A JP6731109B2 (ja) 2017-04-24 2017-04-24 高パルス電圧を生成するためのデバイス
EP17907276.4A EP3618276B1 (en) 2017-04-24 2017-04-24 Device for generating a high pulse voltage
US16/314,441 US10840893B2 (en) 2017-04-24 2017-04-24 Apparatus for generating high pulse voltage
CN201780040436.5A CN109417381B (zh) 2017-04-24 2017-04-24 生成高脉冲电压的设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2017/000256 WO2018199788A1 (ru) 2017-04-24 2017-04-24 Устройство для получения высоковольтного импульсного напряжения

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018199788A1 true WO2018199788A1 (ru) 2018-11-01

Family

ID=63918610

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2017/000256 WO2018199788A1 (ru) 2017-04-24 2017-04-24 Устройство для получения высоковольтного импульсного напряжения

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10840893B2 (ru)
EP (1) EP3618276B1 (ru)
JP (1) JP6731109B2 (ru)
CN (1) CN109417381B (ru)
WO (1) WO2018199788A1 (ru)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU515268A1 (ru) * 1975-01-03 1976-05-25 Предприятие П/Я А-1923 Преобразователь импульсов
RU2231191C2 (ru) * 2001-03-22 2004-06-20 Эдуард Михайлович Чехет Способ коммутации тока ключами двухсторонней проводимости матричных преобразователей (варианты)

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7218081B2 (en) * 2004-04-29 2007-05-15 Delta Electronics, Inc. Power system having multiple power converters with reduced switching loss
US7898823B2 (en) * 2007-05-08 2011-03-01 Leadtrend Technology Corp. Quasi-resonant fly-back converter without auxiliary winding
US7881076B2 (en) * 2008-07-09 2011-02-01 System General Corporation Buck-boost PFC converters
US20110305048A1 (en) * 2010-06-11 2011-12-15 System General Corp. Active-clamp circuit for quasi-resonant flyback power converter
US9312746B2 (en) * 2011-04-25 2016-04-12 Fairchild Semiconductor Corporation Switching techniques to reduce current overshoot in a DC to DC converter
EA019209B1 (ru) * 2011-10-18 2014-01-30 Научно-Производственное Общество С Ограниченной Ответственностью "Окб Тсп" Импульсный квазирезонансный модулятор
CN104685440B (zh) * 2013-09-10 2017-04-26 驱动封闭合资股份公司 生产直流传递到负载供电电路的设备
CN104578844B (zh) * 2014-12-22 2017-04-19 广州金升阳科技有限公司 一种开关电源电路
CN105577147A (zh) * 2016-02-18 2016-05-11 合肥雷科电子科技有限公司 一种高压脉冲电源的顶降补偿电路及其顶降补偿方法
RU2703966C1 (ru) * 2016-05-04 2019-10-22 Закрытое Акционерное Общество "Драйв" Устройство для получения высоковольтного импульсного напряжения
WO2017192058A1 (ru) * 2016-05-04 2017-11-09 Закрытое Акционерное Общество "Драйв" Способ получения высоковольтного импульсного напряжения в индуктивной нагрузке

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU515268A1 (ru) * 1975-01-03 1976-05-25 Предприятие П/Я А-1923 Преобразователь импульсов
RU2231191C2 (ru) * 2001-03-22 2004-06-20 Эдуард Михайлович Чехет Способ коммутации тока ключами двухсторонней проводимости матричных преобразователей (варианты)

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"AN-6920MR. Integrated Critical-Mode PFC/Quasi-Resonant Current-Mode PWM Controller FAN6920", FAIRCHILD SEMICONDUCTOR CORPORATION, 22 February 2013 (2013-02-22), pages 1 - 13, XP055528051, Retrieved from the Internet <URL:https://www.fairchildsemi.com/application-notes/AN/AN-6920MR.pdf> *
See also references of EP3618276A4 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN109417381B (zh) 2022-03-22
JP2019525597A (ja) 2019-09-05
EP3618276B1 (en) 2023-06-21
JP6731109B2 (ja) 2020-07-29
CN109417381A (zh) 2019-03-01
EP3618276A1 (en) 2020-03-04
EP3618276A4 (en) 2020-12-09
US10840893B2 (en) 2020-11-17
US20200044633A1 (en) 2020-02-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2066012B1 (en) Self-supply circuit and method for a voltage converter
CN101257257B (zh) 离线同步切换调节器
US7952898B2 (en) Forward converter transformer saturation prevention
US9653907B2 (en) Protection system against reverse battery connection
JP4548484B2 (ja) 同期整流型フォワードコンバータ
JP2017169268A (ja) 全波整流回路
RU2660674C1 (ru) Устройство для получения высоковольтного импульсного напряжения
WO2018199788A1 (ru) Устройство для получения высоковольтного импульсного напряжения
US10361638B2 (en) Apparatus for generating high pulse voltage
US10615791B2 (en) Device for controlling a transistor
CN109845080B (zh) 直流电压转换器和用于运行直流电压转换器的方法
US10355599B2 (en) Method for generating high pulse voltage in an inductive load
RU2658681C1 (ru) Устройство для преобразования постоянного напряжения в импульсное напряжение
WO2018222068A1 (ru) Устройство для преобразования постоянного напряжения в импульсное напряжение
RU2809191C1 (ru) Устройство управления силовым транзистором
US8872576B2 (en) Recharging of the gate charge of a transistor
US10700676B2 (en) Circuit arrangement for precharging an intermediate circuit capacitance of a high-voltage on-board network
CN107959410B (zh) 给高伏特车载电网的中间回路电容预充电的电路装置
WO2021253122A1 (en) Synchronous rectification to improve efficiency of electricity conversion for harvesting energy from low voltage sources
Doutreloigne et al. Monolithic integration of the synchronous rectifier in isolated forward DC-DC converters
Doutreloigne et al. A synchronous rectifier for isolated forward DC-DC converters, integrated in a high-voltage smart-power IC technology
UA81878U (ru) Преобразователь постоянного напряжения повышающий

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17907276

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019503680

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017907276

Country of ref document: EP

Effective date: 20191125