JPS5999963A - 多倍圧整流回路 - Google Patents

多倍圧整流回路

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JPS5999963A
JPS5999963A JP20961282A JP20961282A JPS5999963A JP S5999963 A JPS5999963 A JP S5999963A JP 20961282 A JP20961282 A JP 20961282A JP 20961282 A JP20961282 A JP 20961282A JP S5999963 A JPS5999963 A JP S5999963A
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JP
Japan
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voltage
capacitor
transformer
diode
secondary winding
Prior art date
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Pending
Application number
JP20961282A
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English (en)
Inventor
Yoshio Takamura
高村 芳雄
Hiroshi Nakajima
啓 中島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPS5999963A publication Critical patent/JPS5999963A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M7/00Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/02Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal
    • H02M7/04Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/06Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes without control electrode or semiconductor devices without control electrode
    • H02M7/10Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes without control electrode or semiconductor devices without control electrode arranged for operation in series, e.g. for multiplication of voltage

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Rectifiers (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、コンデンサと整流器の絹介せにより、トラ
ンスの2次出力電圧を多倍に整流し高電圧を(’4る多
倍圧整流回路に関する。
〔発明の技術的背景〕
従来より、この種の多倍圧整流回路は多く存在するが、
いずれも比較的低い2次出力電圧、したがって1次〜2
次間耐電圧が低くて済むトランスでよね高い電圧を発生
させようとするものである。
第1図および第2図はいずれもその例を示す従来のコツ
ククロフトウオルトン回路を示すものであり、第1図は
後述するこの発明に使用されるトランスと同一出力電圧
のトランスを使用した例である。また、第2図はこの発
明に使用されるトランスと同一に1m圧のトランスを使
用した例を示す。
第1図において、トランス1の1次巻HIPK交流電源
2の電圧Eを印加すると、2次巻線ISO両端に2Eの
電圧を発生し、2次巻線1Sの一端a側が正のとき、コ
ンデンサ3 a、 −ダイオード4b−コンデンサ3b
−他端すの回路に電流が流れ、コンデンサ3a、3bK
2Eの電圧で充′舵し、2次巻線ISの他端すが市のと
き、他端b−ダイオード4a−コンデンサ3δ−一端a
lC電流が流れ、コンデンサ3aにけ41Uの電圧で充
電するようにしている。
オだ、第2図の場合も同様にして、2次巻線ISの−f
oa1則が正のとき、コンデンサ3a −ダイオード4
b−コンデンサ5b−21’に巻mISの他端すの回路
に電流が流れ、コンデンサ、9 a、 3bがEI7)
WL圧で充電され、他端b カEのとき、ダイオード4
a−コンデンサ3a −一端aK電流が流れ、コンデン
サ3aには2Eのi−1を圧で充電される。
〔背吠技術の問題点〕
ところで、近年、各種電源装置においては高周波化する
ことによね、小形化を図る動きが活発であり、高電圧電
源もこの例にもれず高周波化によるトランスの小形化が
進む傾向にある。
高周波化によるトランスの小形化が実現してもトランス
の1次〜2次間に要求される絶縁距離は原理的に不変で
あるため、リーケージインダクタンスの影響が相対的に
増大し、効率よく2次側に高電圧を伝送することが比較
的困難になる。
また、高電圧トランスにおいては、長寿命化、高信頼性
化のためには、動作官庄範囲内ではコロナ放電をほぼ皆
無にする必要があるが、これは1次〜2次コイル間の交
流取位傾度が大になるほど加速的に実現困難の度合が増
大する。
〔発明の目的〕
この発明は、上記従来の欠点を除去するためになされた
もので、比較的簡単な回路構成と比較的少々い部品点数
で、より低い1次と2次の間耐17圧のトランスで高電
圧を発生させることのできる多倍圧整流回路を提供する
ことを目的とする。
〔発明の概要〕
トランスの2次巻線の所定位置にタップを設け、このタ
ップに4個以上の任意のル個のダイオードを直列に接続
しこのダイオードと同数のコンデンサをダイオードの一
つおきと2次巻線の各一端間に接続し、2次巻線の出力
端間の電圧の(rL−1)倍の出力電圧を発生させるよ
うにしたものである。
〔発明の実施例〕
以下、この発明の多倍圧整流回路の実施例について図面
を蚕照して説明する。第3図はその一実施例を示す回路
図である。この第3図において、Tはトランスであり、
このトランスTの1次巻線nノに例えば交流電源Eから
方形波の交流電力が供給されるようにガっている。
1 次善m B 1の一端、トランスTのコアーCおよ
び2次巻線路2の中点簿は接地されている。
この中点簿はこの第1番目のダイオードD1〜第5番目
のダイオードD5が5個整流の向きが一致するように直
列に接続されている。
第1番目のダイオードDIと第2番目のダイオードD2
との接続点dとトランスTの2次巻線路2の一方の出力
端すとをコンデンサC21を介して接続しかつこの接^
−#d点dを起点として1個おきの接続点fとの間に、
直ll[に接続された2個のダイオードD2 、D3と
並列にコンデンサC22が接続されている。
1だ、トランスTの2次巻8@ n 2の他の出力端a
と第2のダイオードD2と第3のダイオードD3との接
続点eとをコンデンサ0.91を介し−C接続するとと
もに、この接続点θを起点として1個おきの接続点gと
の間に、この両接続点e、g間にある直列に接続された
2個のダイオードD3.D4と並列にコンデンサC32
が接続されている。
さらに、この16列に接続された5個のダイオードD1
〜D5の両端端子すなわち、第1番目のダイオードDI
のアノードと第5番目のダイオードD5のカソード間に
、このダイオードD1〜D5と並列にコンデンサC1l
が接続されていると同時に、第1番目のダイオードDI
のアノードをトランスTの2次善@ 32の中間タップ
扉に接続し、第5番目のダイオードD5のカソード匝を
hとし、これを高電圧出力端とする。
次に、以上のごとく構成されたこの発明の多倍圧整流回
路の動作について説明する。トランステ01次巻線rL
zに方形波の電力を出力する交流電源Eが接続され、ま
ず2次巻Rn2の両出力端a、bに、出力端aが正々る
ごと(2Fi(ロ)の電圧が発生したとす乙。このtV
2合、コンデンサC21はダイオードDIを通してd点
が←)の向きにE (v)まで充電される。
次に、電圧が反転して、出力端すが←)の向きに両出力
端a、b間に、?E(V)が発生したとする。
この場合、コンデンサC31はダイオードD2を通して
0点が(+)の向きに、出力端a、b間の、?II(V
)とコンデンサC21に充電されたE (v)が加算さ
れた3E(ロ)まで充電される。
次に、再び電圧が反転すると、コンデンサC21け再び
d点が(ト)の向きにF M ’!で充電され、この期
間ダイオードDIは普通状態を保つので、中間タップm
点およびd点は同型rヶになる。
一方、e点は2次巻線n2の中間タップ1、出力端a間
に発生するE (V)とコンデンサC31に充電された
JE(カが別作され、中間タップ静置に対して+4b(
v)に1−たれる。したがって、コンデンサC22はダ
イオードD3を通してf点が←)の向きに、4E(V)
まで光電される。
さらに、電圧が反転して、コンデンサC31が3E(〜
うに画充電される期間を考える。この期間、ダイオード
D2は導通状態を保つので、e点、d点は同電位となり
、f点けd点およびe点に対して先の期間に充電された
4E(V)の電位となる。したがって、コンデンサC3
2はダイオードD4を111じて4a(V)まで充電さ
れることになる。
ここで、再び電圧が反転すれば、出力端a点が(ト)の
向きに、a点、b点間に、?E(V)が発生する。この
朝間中間タップ扉、g点の+1iにはg点が←)の向き
に、中間タップ痛点、出力端a点間に発生したE (V
) 、コンデンサC31に充電1されている3EMおよ
びコンデンサC32に光電されている4E(V)が加算
された8E(v)の電圧が発生する。したがってコンデ
ンサC7ZはダイオードD5を通して、!IE(V)に
光電されることになる。
なお、この期間コンデンサC21はE Mに再々充電さ
れ、コンデンサC22は4F、(V)に丙光電される。
以上、トランスTの2次巻Q n 3の出力電圧が反転
する毎に上記動作が繰り返され、出力端子りは中間タッ
プmに対して8E(ロ)の電位に保たれる。
このように構成されたこの発明の多倍圧整流回路におい
ては、次のような効果が得られる。
まず、トランスTにおける電圧分担を考えると、1次巻
線rLIに関して(は一般(C低電圧であり、特に電圧
分担的な問題は表い。
壕だ、2次巻線n2に関しては、接地電位に対し±gv
の交番電圧が発生し、2次巻線路2の出力端a、b間に
は28Vの電圧が発生する。
出力端a、bに関してはこの両者を構造的に離すことは
答易であり、かつ離すことによるトランスTの時性への
影響は原理的にあり得ないので、出力端a、b間は耐(
1(圧的Vこは特に問題はない。
これに反し、トランスTの1次;%dn 7 、2次巻
線rL2間については待件を左右する磁気的結合と耐′
市圧とに関連して両者の間隔に関し相反的関係があり、
時に出力′成用に比ベトランステ01次巻tfln1.
2次%線n2間の耐電圧を出力電圧の半分におさえられ
ると云う、この発明の効果は絶大である。
特にトランスTにおける聞流耐電圧はその寿命を左右す
るコロナ放電は電位傾度が問題で、1次、2次間の距離
を可及的に少なくして、電綴結介を良好ならしめかつ高
周波化などによるトランスの小形化を図る場合、時に重
大な問題となるところである。
具体的な数字で述べると、例えば出力電1L29に、V
を得るのに、この発明では2,5KVのAC耐重圧のト
ランスで充分と云うことになり、これを従来のコックク
ロットウオルト回路で実現しようとすれば、同一出力電
圧のトランスの場合、第1図のごとくコンデンサおよび
ダイオードはこの発明より各々1個少ないそれぞれ4個
で済むが、トランスの耐電圧は2倍の5KV必要となり
、また同一耐電圧のトランスの場合は第2図のごとく、
コンデンサおよびダイオードは各々3個多い8個を要す
る。
一般的に言えば、従来のコツククロフトウオルトン回路
Qて−・要するコンデンサおよびダイオードの数をそれ
ぞれ1個追加するだけで、同一の電圧を半分の耐電圧の
トランスで得ることができることになる。
まだ、この発明の付加的な特徴として、一定の負荷電流
をとった場合の電圧降下とリップル電圧を別個に設計で
きる点が上げられる。
従来のコツククロフトウオルトン回路では一定負荷電流
による電圧降下とリップルはほぼ一義的に定まるのに対
し、この発明の回路では電圧F、T−下はコツククロフ
トウオルトン回路と同じく一義的に定まるがリップルは
出力のコンデンサ(第3 図のコンデンサC11)の容
量だけで決定されるからである。
この発明は実施例のごとく、コンデンサ、ダイオードと
も5個である必伸はなく4個以上であれば、いくらでも
倍率を高めることができる。
ダイオードの回きは実施例の逆であってもよい。
ただし、このW7合出力電圧の極性は逆になる。
また、上舵実施例では、トランスTの2次巻線n2の中
点をタップとしたが必ずしも中点には限らない、ただし
この場合トランスの1次、2次間耐電圧は多少増大させ
る必要が生ずる。
〔発明の効果〕
以上述べたように、この発明の多倍圧整流回路によれば
、トランスの2次巻線の所定位置にタップを設け、この
タップに4個以上の任意のル個のダイオードを直列に接
続し、このダイオードと同数のコンデンサをダイオード
の一つおきと2次巻線の各一端間に接続し、2次巻線の
出力端間の電圧の(rL−1)倍の出力電圧を発生させ
るようにしたので、同じ高電圧を得るためにトランスに
聾求される入出力巻線間耐電圧が大巾に怪減される。こ
れにともない、トランスの設計製造は簡略化され、また
1次、2次間の結合も密にできるところから高周波化が
より容量に々す、より小形で効率のよい高電圧発生が実
現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図はそれぞれ従来のコッククロストウ
オルトン回路を示す回路図、第3図はこの発明の多倍圧
整流回路の一実施例を示す回路図である。 T・・・トランス、BZ・・・Ii’i巻線、rL2・
・・2次巻線、C1l、C21,C22,C31,C3
2・・・コンデンサ、D1〜D5・・・ダイオード。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1次巻線が父流電源に接続された2次巻線の所定位置に
    タップを有するトランスと、このタップと出力端子間に
    同一極性の向きで4個以上直列に接続された夕“イオー
    、ド群と、このダイオード群と並列に接続され上記出力
    端の電位で充電される第1のコンデンサと、上記2次巻
    線の一端に1個もしくは直列に複数個接続されるととも
    に上記ダイオード群の各ダイオードの一つおきに接続さ
    れた第2のコンデンサと、上記2次巻線の他端に複数個
    直列に接続され上記ダイオード群の上記第2のコンデン
    サに接続されないダイオードの一つおきに接続された第
    3のコンデンサとよりなり且つダイオード群のいずれか
    一端を任意の直流電位差をもつで前記タップと接続した
    多倍圧整流回路。
JP20961282A 1982-11-30 1982-11-30 多倍圧整流回路 Pending JPS5999963A (ja)

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ID=16575680

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10645788B2 (en) 2014-03-27 2020-05-05 Nikon Corporation X-ray generation device, X-ray device, and method for manufacturing structure

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10645788B2 (en) 2014-03-27 2020-05-05 Nikon Corporation X-ray generation device, X-ray device, and method for manufacturing structure

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