SU1709511A1 - Высоковольтный переключатель - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано в составе высоковольтного источника дл  питани  каскадов усилени  мощности в передающих устройствах, а также дл  питани  генераторов СВЧ в бытовых СВЧ-печах. Цель изобретени  - упрощение устройства'; Высоковольтный переключатель содержит М силовых транзисторов 1.1... 1.М. М заьцит' HbiX диодов 2.1.,.2.М, М фиксирующих диот дов 3.1.,.З.М, М конденсаторов 4.1...4.М,М стабилитронов 5.1...5.М, нагрузку 6, силовой дроссель 7с основной обмоткой 8, шину 9- питани , общую шину 10, управл ющую шину 11 и резистор 12. В силовой дроссель 7 введены М-1 вспомогательных обмртЬк 13.1...13.(М-1) и М-1 отводов 14.1...14.(М-1) у основной обмотки. Начало основной обмотки 8 дроссел  7 подключено к шине 9 питани , а конец - к коллектору М-го силового транзистора 1.М и к первому выводуМ-го фиксирующего диода З.М. Его второй вывод соединен с первь1м выводом нагрузки 6 и через М конденсаторов 4.1...4.М, котог рые включены последовательно, с эмиттером первого силового транзистора 1,1, вторым выводом н1агрузки 6 и общей шиной : 10. Каждый конденсатор 4.1,.,4.МзаШунти- рован .соответствующим стабилитроном 5.1 ...5.М. Каждый защитный диод 2^ 1. .2.М включен встречно-па|эал)'»ельно база-эмит- терному переходу соответствующего силового транзистора 1';1.,.1.М. База каждого роследугрщего силового транзистора 1.М соединена с первым выводом соответствую- . Щего предыдущего фиксирующего диода 3.(М-1), второй вывод каждого из которых подключён к точке соединени  соответствующих предыдущего 4.(М-1)|^ последующего 4.М конденсаторов.. База первого силового транзистора 1.1 соединена с управл ющей шиной 11. Кажд1в1й из введенных отводов 14.1...l4(M-1) обмотки 8 подключен к эмиттеру соответствующего последующего силового Транзистора 1.2... 1 .М/ Начало и конец каждой вспомогательной обмотки 13.1...13.(М-"1) соединены соответственно с :базой и эмиттером соответствующего последующего Силового транзистора 1.2...1.М. Коллектор каждого предыдущего Силового транзистора 1.(М-1) подключен к эмиттеру последующего транзистора Т.М, Такое соединение позвол ет упростить высоковольтный переключатель в целом. 2 ил.S ю ел

Description

Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано преимущественно в составе высоковольтного источника дл  питани  каскадов усилени  мощности в передающих устройствах, а также дл  питани  .генератов СВЧ в бытовых СВЧ-печах.,

Цель изобретени  - упрощение конструкции путем исключени  р да элементов, имеющихс  в устройстве-прототипе.

На фиг. 1 показана схема высоковольтного переключател ; на фиг. 2 - временна  диаграмма, по сн юща  его работу.

Высоковольтный переключатель содержит М силовых транзисторов 1.1-1.М, М защитных диодов 2.1-2.М, М фиксирующих диодов 3.1-З.М, М конденсаторов 4.1-4.М, М стабилитронов 5.1-5.М, нагрузку 6, силовой .дроссель 7 с основной обмоткой 8, шину 9 питани , общую шину 10. управл ющую шину 11 и резистор 12. В силовой дроссель 7 введены М-1 вспомогательных обмоток 13.1-13.(М-1)и М-1 отводов 14.1-14.(М-1)у основной обмотки,

при этом начало основной обмотки 8 дроссел  7 подключено к шине 9 питани , а конец - к коллектору М-го силового транзистора 1 .М и к первому выводу М-го фиксирующего диода З.М. Его второй вывод соединен с первым выводом нагрузки б и через М конденсаторов 4.1...4.М, которые включены последовательно, с эмиттером первого силового транзистора 1,1, вторым выводом нагрузки 6 и общей шиной 10. Каждый конденсатор 4.1-4.Мзашунтирован соответствующим стабилитроном 5.1-5.М, Каждый защитный диод 2.1-2.М включен встречно-параллельно база-эмиттерному переходу соответствующего силового транзистора 1,1-1.М, База каждого последующего силового транзистора 1.М соединена с первым выводом соответствующего предыдущего фиксирующего диода 3.{М-1), второй вывод каждого из которых подключен к точке соединени  соответствующих предыдущего 4,(М-1) и последующего 4.М конденсаторов . База первого силового транзистора 1.1 соединена с управл ющей шиной 11.

Каждый из введенных отводов 14.114 (М-1) обмотки 8 подключен к эмиттеру соответстующегб последующего силового транзистора 1.2-1.М. Начало и конец каждой вспомогательной обмотки 13,1-13.(М1: ) соединены соответственно с базой и эмиттером соответствующего последующего силового транзистора 1.2-1.М. Коллектор каждого предыдущего силового транзистора 1.(М-1) подключен к эмиттеру последующего транзистора 1.М.

Высоковольтный переключатель работает следующим образом.

В исходном состо нии в паузах между импульсами все транзисторы 1.1...1.М заперть . При поступлении в момент Ti положительного импульса управл ющего тока 1упр на шину 11 и на базу транзистора 1,1 он насыщаетс  (фиг. 2,а). При этом начинаетс  протекание тока l8.i по цепи: шина 9 -лева  секци  обмотки 8 дроссел 7 (до первого

отвода 14,1) - насыщенный транзистор 2 шина 10 (фиг. 2д).

При этом на обмотках 13.1-13.(М-1) образуютс  импульсы положительной пол рности Е 13.1-Е 13(м-1). которые поступают на базы транзисторов 1.2-1,М и перевод т их в состо ние насыщени  (фиг. 26, в). При этом начинаетс  протекание тока 18.2 по цепи; шина 9 питани  - лева  секци  обмотки 8 (до второго отвода)- насыщенный транзистор 1.2 - насыщенный транзистор 1.1 шина 10 (фиг. 2д). Диоды 2.1-2.М и 3.1-З.М остаютс  запертыми. Далее начинаетс  протекание тока la по цепи: шина 9 - обмотка 8 - насыщенные транзисторы 1.1-1.М шина 10(фиг. 2е). В индуктивности обмотки 8 при протекании тока la накапливаетс  некотора  энерги . В момент Т2 положительный импульс 1упр на шине 11 заканчиваетс  и на базу транзистора 11 подаетс  отрицательный импульс, под действием которого транзистор 1.1 форсированно запираетс  (фиг. 2а). При этом в индуктивности левой секции обмотки 8 дроссел  7 (до первого отвода ) создаетс  ЭДС самоиндукции, под действием которой отпираютс  диоды 2,2 и 3.1. Энерги , накопленна  к моменту Т2 в индуктивности левой секции обмотки 8 (до ее первого отвода), вызывает по вление ЭДС самоиндукции и протекание тока 1з.1 через диоды 2.2 и 3.1, чем обеспечиваетс  Передача энергии в конденсатор 4.1 (фиг. 2ж). В этих услови х на обмотке 13.1 и на базе транзистора 1.2 по вл етс  отрицательный импульс Е2.2, обеспечивающий форсированное запирание транзистора. Амплитуда запирающего импульса ограничиваетс  с помощью диода 2.2(фиг, 2з). После запирани  транзистора 1.2 под действием ЭДС самоиндукции аналогично описанному отпираютс  диоды 2.М и 3.2 и током 1з.м осуществл етс  передача энергии из левой секции обмоткм 8 (до второго отвода ) через диоды 2.М и 3.2 в конденсаторы 4.2 и 4,1. В этих услови х ка базе транзистора 1.М возникает отрицательный импульс Е2.М, ограничиваемый по амплитуде диодом 2.М, и обеспечивающий форсированное запирание транзистора 1.М (фиг. 2и). Достигаетс  необходима  последовательность запирани  транзисторов: сначала запираетс  транзистор 1,1, затем 1.2, последним запираетс  транзистор 1.М. При зтом напр жени  на коллекторах запирающихс  транзисторов не могут превысить значений Es напр же .ний стабилизации однотипных стабилитронов 5, которые выбраны из услови  Es Едоп, где Едоп - максимальное допустимое напр жение на коллекторах транзисторов 1.1-1.М. После запирани  всех транзисторов 1.1...1.М знерги . накопленна  в индуктивности обмотки 8, вызывает по вление ЭДС самоиндукции, под действием которой отпираетс  диод З.М. Через него и обмотку 8 начинаетс  протекание тока и передача энергии в конденсаторы 4.1-4.М и в нагрузку 6 (фиг. 2е). При одинаковых величинах емкостей конденсаторов напр жени  на них оказываютс  равными Е4 Ее/М Eg. где Ее- напр жение на всех конденсаторах 4.1-4.М и на нагрузке 6,

Положительный эффект достигаемый при использовании предлагаемого высоковольтного переключател , состоит в упрощении устройства за счет исключени  р да элементов при сохранении основных электрических параметров, свойственных прототипу .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Высоковольтный переключатель, содержащий М силовых транзисторов, М защитных диодов, М фиксирующих диодов, М конденсаторов, М стабилитронов, нагрузку и силовой дроссель, начало основной обмотки которого подключено к шине питани , а конец - к коллектору М-го силового транзистора и к первому выводу М-го фиксирующего диода, второй вывод которого

   соединен ,с первым выводом нагрузки и через М конденсаторов, которые включены последовательно, с эмиттером первого силового транзистора, вторым выводом нагрузки и общей шиной, каждый конденсатор зашунтирован стабилитроном, каждый защитный диод включен встречно параллельно база-эмиттерному переходу соответствующего силового транзистора, база каждого последующего силового транзистора соединена с первым выводом соответствующего предыдущего фиксирующего диода, второй вывод каждого из которых подключен к точке соединени  соответствующих предыдущего и последующего конденсаторов, база первого силового транзистора соединена с управл ющей шиной, отличающийс  тем, что, с целью упрощени , в силовой дроссель введены М-1 вспомогательных обмоток и М-1 отводов основной обмотки, каждый из которых подключен к эмиттеру соответствующего последующего силового транзистора , начало и конец каждой вспомогательной обмотки соединены соответственно с базой и эмиттером соответствующего последующего силового транзистора, коллектор каждого предыдущего силового транзистора подключен к эмиттеру последующего транзистора .

   %/

   %.(

   V 5I

   0

   /-1

   h 2

   0

   B.Z

   ,

   ч

   Д2

   Q

   0 3

   г2

   /;

   a

   i.M

   к

   -W

   r

   j

   L/

   Фаг. 2