УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПЛАВНЫМ НАКАЛОМ КАТОДОВ ЭЛЕКТРОВАКУУМНЫХ ПРИБОРОВ Российский патент 2021 года по МПК H05B1/02 H05B39/02 H01J29/00 

Изобретение относится к области электронной техники, в частности к радиоэлектронной аппаратуре (РЭА), в которой применены

электровакуумные приборы (ЭВП) и может быть использовано для электровакуумных приборов, применяемых в аппаратуре специального назначения для сохранения и продления их срока службы.

Уровень техники

Известен "Однофазный автономный инвертор с широтно-импульсной модуляцией переменного тока» RU 2420854 С1, 11.05. 2010. Устройство относится к электротехнике, а именно к источникам вторичного электроснабжения, преобразующем напряжение постоянного тока в напряжение переменного тока и содержит мостовую схему инвертора, выходной Г-образный LC-фильтр и схему управления, состоящую из задающего генератора, генератора типа кривой, измерителя отклонения напряжения, сумматора, выпрямителя, генератора треугольного напряжения, формирователя импульсов.

Недостатки: Узкое направление области применения устройства «Источник предназначен для питания цепи накала усилительного клистрона в радиотехническом комплексе, размещенном на борту летательного аппарата с сетью 3-х фазного напряжения 200 В 400 Гц

Известно устройство для питания цепи накала клистрона, состоящее из трансформатора и схемы ограничения пускового тока накала [1].

Трансформатор понижает напряжение сети до уровня 4-15 В (в зависимости от типа клистрона). Схема ограничения пускового тока обеспечивает подключение цепи накала к выходу трансформатора через резистор на время, требуемое для ее прогрева.

Недостатки: В устройстве реализована защита только от сквозных токов и токов короткого замыкания.

Наиболее близким устройством (прототипом) заявленного изобретения по совокупности общих признаков является «Источник питания цепи накала усилительного клистрона» RU 128950 С1, 11.05.2010. Устройство предназначено для питания цепи накала усилительного клистрона в радиотехническом комплексе, размещенном на борту летательного аппарата с сетью трехфазного переменного напряжения 200 В, 400 гц. В известное устройство, содержащее последовательно соединенные инвертор и выходной фильтр, а также схему управления, соединенную со вторым входом инвертора, введены последовательно соединенные выпрямитель и фильтр, который соединен с первым входом инвертора, и датчик тока, через который первый выход инвертора соединен с входом схемы управления. Кроме того, схема управления транзисторами инвертора, для формирования алгоритма регулирования напряжения и защиты от аварийных токов, построена на основе цифрового сигнального процессора (например, 1867 ВЦ5Т [2]), а функцию выходного фильтра выполняет трансформатор.

Недостатки: В устройстве отсутствует полное обесточивание схемы плавного накала и защиты нагрузки от повреждения.

Все вышеуказанные недостатки оказывают непосредственное влияние на надежность и стабильность работы ЭВП и на ее срок службы.

Технический результат - повышение срока службы, стабильности и надежности работы ЭВП, применяемых в аппаратуре специального назначения.

Указанный технический результат достигается тем, что известное устройство, содержащее последовательно соединенные сетевой трансформатор, выпрямитель с последовательно соединенными фильтром питания «1» с интегральным стабилизатором и фильтром питания «2» с интегральным стабилизатором, фильтр питания «3», а также схему опорного напряжения, вход которой соединен с выходом «~6 В», сетевого трансформатора, последовательно соединенную со схемой стабилизатора тока, содержащей последовательно соединенные параметрический стабилизатор, дифференциальный усилитель, вход которого также соединен с выходом регулятора управления накалом, регулятор величины тока, вход которого также соединен с выходом регулятора управления накалом, узел защиты нагрузки, выход которого соединен со входом «~220 В» нагрузки и индикатор состояния, введены последовательно соединенные цифровая схема управления плавным накалом, вход которой соединен с выходом фильтра питания «3», содержащая задающий генератор, узел сброса счетчиков, счетчики, регулятор управления накалом, выходы которого соединены со входом дифференциального усилителя и регулятора величины тока, схему разрешения/запрета счета, со схемой блокировки генератора. Кроме того цифровая схема управления плавным накалом для формирования алгоритма управления плавным накалом вырабатывает напряжение обратной связи в результате управления накалом, поступающее на вход дифференциального усилителя, где оно сравнивается с опорным напряжением с параметрического стабилизатора, в результате чего формируется сигнал управления выходным каскадом регулятора величины тока, поступающий на нагрузку через узел защиты нагрузки, обеспечивая плавное повышение напряжения накала до номинального.

Описание работы устройства

Для управления плавным накалом катодов электровакуумных приборов применена цифровая схема управления плавным накалом чертеж, где в качестве электропитания служит сетевой трансформатор 1, имеющий в своем составе первичную обмотку (~220 В) и две вторичные обмотки (~6 В и ~12 В), где напряжение ~6 В предназначено для питания схемы опорного напряжения 2. Далее ~6 В выпрямляется и создает опорное напряжение на параметрическом стабилизаторе 3. Напряжение ~12 В попадает на выпрямитель 4 и подается на последовательно включенные интегральные стабилизаторы 5 и 6, при этом с выхода интегрального стабилизатора 5 питание идет на фильтр питания «2» 17 и далее на схему стабилизатора тока 7, собранную на транзисторах и на узел защиты нагрузки 8, а с выхода интегрального стабилизатора 6 - на фильтр питания «3» 18 и далее на цифровую схему управления плавным накалом 9. Таким образом, напряжение ~12 В предназначено для питания схемы стабилизатора тока и схемы управления плавным накалом. Дифференциальный усилитель 10 снимает опорное напряжение с параметрического стабилизатора 3 и сравнивает его с напряжением, снимаемым с регулятора управления накалом 11, являющегося регулятором величины тока 12. Узел защиты нагрузки 8, служащий от превышения напряжения при неисправности в выходном каскаде усилителя тока, случайных бросках напряжения, собранный на дискретных элементах, защищает дорогостоящую элементную базу нагрузки.

Величина напряжения срабатывания узла защиты нагрузки определяется напряжением стабилизации на схеме стабилизатора тока, при превышении которого происходит пробой, открывается тиристор, срабатывает реле и разрывает цепь нагрузки и цепь питания реле включения сетевого напряжения. В аварийной ситуации происходит полное обесточивания схемы плавного накала и защиты нагрузки от повреждения. При подаче питающего напряжения на схему происходит сброс счетчиков 14 в ноль, запуск задающего генератора 13. Цифровая схема управления плавным накалом подает на дифференциальный усилитель 10 плавно возрастающее напряжение управления через регулятор величины тока 12. Дифференциальный усилитель 10 сравнивает опорное напряжение, напряжение обратной связи и управляет выходным каскадом стабилизатора тока, обеспечивая плавное повышение напряжения накала до номинального, выдержку схемы в режиме прогрева и включение оконечного устройства к сети питания.

Изобретение относится к области электронной техники, в частности к радиоэлектронной аппаратуре (РЭА), в которой применены электровакуумные приборы (ЭВП), и может быть использовано для повышения срока службы, стабильности и надежности работы ЭВП, применяемых в аппаратуре специального назначения. Устройство содержит последовательно соединенные сетевой трансформатор, выпрямитель с последовательно соединенными фильтром питания «1» с интегральным стабилизатором и фильтром питания «2» с интегральным стабилизатором, фильтр питания «3», а также схему опорного напряжения, вход которой соединен с выходом «~6 В» сетевого трансформатора, последовательно соединенную со схемой стабилизатора тока, содержащей последовательно соединенные параметрический стабилизатор, дифференциальный усилитель, вход которого также соединен с выходом регулятора управления накалом, регулятор величины тока, вход которого также соединен с выходом регулятора управления накалом, узел защиты нагрузки, выход которого соединен с входом «~220 В» нагрузки и индикатор состояния. В устройство введена цифровая схема управления плавным накалом, вход которой соединен с выходом фильтра питания «3», содержащая задающий генератор, узел сброса счетчиков, счетчики, регулятор управления накалом, выходы которого соединены с входом дифференциального усилителя и регулятора величины тока, схему разрешения/запрета счета, со схемой блокировки генератора. Цифровая схема управления плавным накалом для формирования алгоритма управления плавным накалом вырабатывает напряжение обратной связи в результате управления накалом, поступающее на вход дифференциального усилителя, где оно сравнивается с опорным напряжением с параметрического стабилизатора, в результате чего формируется сигнал управления выходным каскадом регулятора величины тока, поступающий на нагрузку через узел защиты нагрузки, обеспечивая плавное повышение напряжения накала до номинального. Технический результат - повышение срока службы, стабильности и надежности работы ЭВП. 1 ил.

Устройство управления плавным накалом катодов электровакуумных приборов, включающее в себя последовательно соединенные сетевой трансформатор, выпрямитель с последовательно соединенными фильтром питания «1» с интегральным стабилизатором и фильтром питания «2» с интегральным стабилизатором, фильтр питания «3», а также схему опорного напряжения, вход которой соединен с выходом «~6 В» сетевого трансформатора, последовательно соединенную со схемой стабилизатора тока, содержащей последовательно соединенные параметрический стабилизатор, дифференциальный усилитель, вход которого также соединен с выходом регулятора управления накалом, регулятор величины тока, вход которого также соединен с выходом регулятора управления накалом, узел защиты нагрузки, выход которого соединен с входом «~220 В» нагрузки и индикатор состояния, отличающееся тем, что введены последовательно соединенные цифровая схема управления плавным накалом, вход которой соединен с выходом фильтра питания «3», содержащая задающий генератор, узел сброса счетчиков, счетчики, регулятор управления накалом, выходы которого соединены с входом дифференциального усилителя и регулятора величины тока, схему разрешения/запрета счета, со схемой блокировки генератора, причем цифровая схема управления плавным накалом для формирования алгоритма управления плавным накалом вырабатывает напряжение обратной связи в результате управления накалом, поступающее на вход дифференциального усилителя, где оно сравнивается с опорным напряжением с параметрического стабилизатора, в результате чего формируется сигнал управления выходным каскадом регулятора величины тока, поступающий на нагрузку через узел защиты нагрузки, обеспечивая плавное повышение напряжения накала до номинального.