Высоковольтный стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1984 года по МПК G05F1/56 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к стабилиэиро-ванным источникам питания, и может быть использовано в приборах для проверки цифровых вольтметров, а также в устройствах питания ионных пушек. . Известен регулируемый высоковольт ный стабилизатор постоянного напряжения, состоящий из предварительного регулятора высоковольтного напряжения и включенного последовательно на грузке исполнительного элемента в виде электронной лампы. Сигнал рассогласований между выходным и опорным напряжением доступа ет на вход модулятора, где преобразуется в переменное напряжение, после усиления детектируется фазовым де тектором и подается на управляющий электрод электронной лампы, исходное напряжение устанавливается изменение опорного и высоковольтного.напряжений СП. Однако поскольку фазовый детектор находится под высоким потенциалом, требуется специальная развязка узлов схемы управления от напряжения нагрузки . Поэтому надежность устройства низкая. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является высоковольтный стабилизатор тока напряжения j содержащий последовательно соединенные электронную лампу и транзистор, включенные между нагрузкой и общей шиной, управляемый делитель напряжения и соглас5пощий узел, вход которого подключен к точке соединения коллектора транзистора с катодом регулирунедей лампы, а выход к управляемому делителю, причем делитель входом соединен с выводом для подключения источника нащзяжения сме щения , а выход - с управляющим электродом регулирующей электронной лампы. Изменение выходного тока в источнике ведет к изменению падения напря жения на переходе коллектор-эмиттер транзистора. В зависимости от этого напряжения внутреннее сопротивление электронной лампы устанавливается таким образом, чтобы компенсировать возмущающее воздействие. Транзистор в устройстве выполняет функцию чувствительного элемента и регулятора тока нагрузки. Причем его действие направлено согласно действ и лампы. Поскольку элементы управления электронной лампы находятся под низким потенциалом, надежность устройст ва повышается. Это упрощает и делает безопасным операцию по перестройке электронного стабилизатора при регулировании величины выходного тока С23 Однако известный стабилизатор не позволяет регулировать выходное напряжение в широком диапазоне. Связано это с тем, что диапазон регулирования выходного напряжения определяется линейным участком входной и.выходной характеристик чувствительного элемента, в данном случае транзистора, а этот участок, как правило, небольшой.. Кроме этого, для защиты транзистора от перенапряжения, возникающего во время переходного процесса из-за перерегулирования, рабочую точку выбирают в нижней части характеристики, тем самым диапазон регулирования сужается. Цель изобретения - расширение диапазона регулирования выходного напряжения и повышение надежности. Поставленная цель достигается тем, что в высоковольтный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий последовательно соединенные регулирующую электронную лампу и , .транзистор, включенные между входным выводом и общей шиной, управляемый делитель напряжения, соединенный выходом с управляющим электродом регулирующей лампы, а входом - с согласующим узлом, введены регулируемый источник опорного напряжения, Т-образный резистивный мост, делитель выходного напряжения, конденсатор и усилитель, при этом выход источника опорного напряжения подключен относительно общей шины к одному из входов Тобразного резистивного моста, другой ВХОД которого соединен со средним выходом выходного делителя напряжения, а выход его соединен с базой транзистора, коллектор которого относительно общей шины соединен с входом усилителя и конденсатором, а выход усилителя соединен с входом согласуквдего узла. На чертеже изображена принципиальная электрическая схема высоковольтного стабилизатора постоянного напряжения. Устройство содержит последовательно соединенные электронную регулирующую лампу 1 и транзистор2, параллельно которому включен конденсатор 3, а база транзистора соединена с выходом элемента сравнения, состоящего иэ Т-образного резистивного моста 4-6, на один из входов которого подключен источник 7 опорного напряже-: ния, а на другой - средняя точка резистивного делителя 8 и 9, включенного параллельно нагрузке 10, усилитель 11, соединяющий коллектор транзистора через согласукицее устройство 12 и управляемый делитель 13 и 14, с управляющим электродом лампы. Транзистор выполняет функцию измерительного элемента. Падение напряжения на переходе коллектор-эмиттер определяется не выходным напряжением, а отклонением этой величины от опорHoro напряжения, т.е. статической ошибкой системы. Поэтому рабочая точка постоянно находится на линейном участке, повышается точность измерения, следовательно, точность стабилизации и регулирования выходного напряжения. Кроме этого, стабильность рабочей точки дает возможность избежать перенапряжение транзистора,тем самым повышается надежность устройства в целом. Дополнительно к этому для исключения перенапряжения транзистора параллельно ему включен конденсатор, который, затягивая переходной процесс., снижает величину перерегулирования.

Усилитель 11 необходим для-доведения статической ошибки до заданного значения. Чем больше коэффициент усиления, тем меньше статическая ошибка, следовательно, меньше флуктуация рабочей точки на линейном участке характеристики транзистора, Это позволяет расширить диапазон регулирования выходной величины.

Источник Опорного напряжения на своем выходе имеет положительный потенциал.

етабилизатор работает следующим образом.

Предположим, опорное напряжение возрастает. Это приводит к увеличению положительного потенциала на вьЕсрде Т-образного моста, транзистор .приоткрывается. Снижение падения

напряжения коллектор-эмиттер усиливается и подается на согласующее устройство. При этом увеличивается сопротивление фоторезистора управляемого делителя, тем caNSJM увеличивается потенциал управлякндей, сетки лампы, ее сопротивление, а следовательно, падение напряжения катод-анод снижа|ется. Это приводит к повышению выход ного напряжения регулируемого высоко-,

0 вольтного стабилизатора и. снижению статической ошибки или снижению положительного потенциала на выходе Т-образного моста. В результате этого транзистор возвращается в ра5бочую зону. Уменьшение опорного напряжения приводит к уменБшейию выходного напряжения. При стабилизации напряжения появляющееся возтлущающее воздействие на нагрузке отраба-. тывают таким образом, чтобы свести

0 изменяющуюся при этом статическую ошибку к минимуму. Этот процесс аналогичен про.цессу регулирования напряжения.

Таким образом, в связи с тем, что

5 рабочая точка транзистора во всем диапазоне регулирования выходного напряжения и при возмущающих воздействиях перемещается по характеристике, незначительно расширяется диапа0зон регулирования, повышается точность воспроизведения опорного напря-. жения и повышается надежность работы устройства в целом.

ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий последовательно соединенные регулиругацую электронную лампу и транзистор, включенные между входным выводом и общей шиной, управляемын делитель напряжения, соединенный выходом с Управляющим электродом регулирующей лампы, а входом - с согласующим узлом, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования выходного нешрятжения и повышения нещежности, в него введены регулируемый источник опорного напряжения, Т-образный резистивный мост, делитель выходного напряжения, конденсатор и усилитель, при этом выход источника опорного . напряжения подключен относительно общей шины к одному из входов резистивного моста, другой вход которого соединен со средним выводом выходного делителя напряжения, а выход его соединен с базой.транзистора, кол(Л CZ лектор которого относительно общей шины соединен с входомусилителя и конденсатором, а выход усилителя соединен с входом согласующего узла.