УМНОЖИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ

Умножитель напряжения.
Полезная модель относится к электротехнике, а именно к электрическим высоковольтным преобразователям, и может быть использовано в блоках питания различных электронных приборов.
Известны высоковольтные умножители напряжения, состоящие из последовательно соединенных блоков, контактные элементы которых выполнены в виде установленных по контуру блока шаров, а каждый блок содержит полупроводниковые диоды, зарядный и разрядный конденсаторы. Контактные элементы, полупроводниковые диоды, зарядные и разрядные конденсаторы расположены в одной плоскости Авторское свидетельство СССР № 1379835, кл. Н 01 L 25/00, 1986, авторское свидетельство СССР № 834820, кл. Н 02 М 7/10, 1979 )
Указанные умножители имеют сложную конструкцию и, как следствие, низкую технологичность процесса изготовления.
Наиболее близким к предлагаемому устройству - прототипом -является вентильно - конденсаторный умножитель напряжения, включающий конденсаторы и вентильные элементы, соединенные по схеме последовательного умножителя, а также, по крайней мере, один гибкий эластичный электропроводный контактный элемент (далее - контактный элемент).
В прототипе все конденсаторы соединены гибкими контактными элементами, а выводы вентильных элементов расположены между конденсаторами и контактными элементами Конденсаторы расположены в два ряда, между ними ряд вентилей (Патент РФ № 1755337, П 01 L 25/00, Н 02 М 7/10, 1990)
Однако расположение выводов вентильных элементов между контактными элементами и конденсаторами в ряде случаев технологически сложно реализуемо из-за необходимости применения сложной технологической оснастки, особенно при малых габаритах комплектующих изделий (менее 3 мм), а в случае использования вентильных элементов с торцевыми контактными поверхностями не применимо вообще. Такая конструкция умножителя обладает ограниченным
числом степеней свободы, например, невозможно изменение формы в поперечном направлении.
Кроме того, такая конструкция не позволяет сохранять требуемую пространственную ориентацию (форму) из-за наличия в ней эластичных контактных элементов, обеспечивающих гибкую связь.
Задачей полезной модели является создание конструкции умножителя, обеспечивающей повышение технологичности изготовления при использовании миниатюрных комплектующих изделий, расширение применяемой элементной базы, увеличение степеней свободы.
Кроме того, дополнительной задачей, решаемой в частных случаях реализации полезной модели, является сохранение требуемой пространственной ориентации умножителя и упрощение выполнения электрического контакта с внешними цепями.
Поставленная задача достигается тем, что в устройстве, состоящем из конденсаторов и вентильных элементов, соединенных по схеме последовательного умножителя, и не менее одного гибкого эластичного электропроводного контактного элемента (далее - контактного элемента) посредством контактного элемента выполнено хотя бы одно из следующих соединений: конденсатор и вентильный элемент и (или) два вентильных элемента и (или) два конденсатора.
В общем случае посредством контактных элементов могут быть соединены все или часть элементов умножителя (не менее одной пары элементов), остальные элементы могут быть соединены непосредственно друг с другом. Это позволяет изменять направление коммутационных связей на требуемый угол, т.е. придавать умножителю форму сектора, кольца, Г - образную, П - образную, шарообразную и т.д.
В частных случаях реализации для сохранения пространственной формы умножителя, он оснащается одним или несколькими гибкими и (или) жесткими формообразующими элементами, или их комбинацией. Элементы умножителя закрепляются на формообразующих элементах непосредственно без зазора, или с зазором, то есть на диэлектрических прокладках. Использование диэлектрических прокладок позволяет изолировать элемеиты умножителя от поверхностей формообразующих элементов.
Формообразующие элементы могут иметь один или более токопроводящих участков, имеющих электрический контакт с элементами умножителя. Такое выполнение умножителя облегчает его контакт с внешними цепями.
На фиг. 1 представлено устройство; на фиг. 2 - схема последовательного умножителя.
Умножитель напряжения (фиг. 1) выполнен в виде трех сборок, содержащих конденсаторы 1, вентильные элементы 2 с выводами, вентильный элемент 3 с торцевыми контактными поверхностями и гибкие эластичные электропроводные контактные элементы - контактные элементы 4. Две сборки размещены на формообразующих элементах 5, один из которых имеет токопроводящий участок 6, причем, одна - непосредственно, другая - на диэлектрической прокладке 7, размещенной на формообразующем элементе 5. Вентильные элементы 2, 3 подключены к соответствующим конденсаторам 1 по схеме последовательного умножителя. В данной реализации умножителя использованы 4 контактных элемента 4, соединяющие элементы соседних сборок: два конденсатора 1, два вентильных элемента 2 с выводами, конденсатор 1 и вентильный элемент 3 с торцевыми контактными поверхностями.
Контактные элементы 4 могут быть изготовлены из любого электропроводного гибкого эластичного материала, например, фольгированной полиамидной пленки, лавсановой пленки, бронзовой или любой другой фольги, проволоки или провода.
Устройство работает следующим образом.
На вход умножителя (фиг.2) поступает импульсное напряжение. С приходом первого импульса конденсатор С1 заряжается через вентиль VI до напряжения Ui  UBX- В промежуток между импульсами конденсатор С2 заряжается через диод V2 до напряжения, имеющегося на конденсаторе С1. С приходом следующего импульса входное напряжение суммируется с напряжением на конденсаторе С2. Сумма этих напряжений Uc2 + UBX заряжает через диод /3 конденсатор СЗ. Так как конденсатор СЗ соединен последовательно с конденсатором С1, на
котором уже имеется напряжение Uci  UBX, то напряжение, до которого зарядится конденсатор СЗ равно Ucs  UBX- Аналогично происходит заряд всех остальных конденсаторов до напряжения Uci  Uc2   Uc2n-i  UBX- Но так как конденсаторы С1, СЗ, С5 ... Uc2n-i соединены последовательно, напряжение на выходе умножителя будет УВЫХ  Uci + Ucs +  Uc2n-iВыбор конкретного вида контактного элемента 4, их размещение и количество определяется требуемой формой умножителя и используемой элементной базой. Такой умножитель менее сложен в изготовлении, так как не требует размещения выводов вентильных элементов 2 между конденсаторами 1. При размещении элементов умножителя на формообразующем элементе 5 сохраняется их пространственная ориентация, снижается выход из строя устройств в процессе изготовления и эксплуатации.
Таким образом, по сравнению с прототипом полезная модель позволяет расширить элементную базу, упростить процесс изготовления умножителя и придавать умножителю любую ориентированную в пространстве форму (спираль, щарообразную, сектор, кольцо и другую), а в частных случаях реализации позволяет зафиксировать полученную необходимую форму и упростить электрический контакт умножителя с внещними цепями.