Управляемый высоковольтный источник постоянного напряжения Советский патент 1985 года по МПК H02M3/18 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования при реализации питания анода электроннолученых трубок (ЭЛТ) с барьерным люминофором.

Известно устройство. для удвоения постоянного напряжения, содердащее источник питания, к полюсам которого через два электронных ключа подключен зарядный конденсатор, соединенный, кроме того, одной из обкладок - с цепью нагрузки, а другой обкладкой через третий электронньй ключ - с общей шиной, импульсньй блок -управления, выходы которого подключены к управляющим входам электронных ключей, суммирующий конденсатор, включенный между клеммами для подключения нагрузки 1.

Недостатки такого устройства связаны с трудностью выполнения на повышенные напряжения и с отсутствием возможности переключения уровней выходного напряжения.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является управляемьй высоковольтный источник постоянного напряжения, содержащий два высоковольтных источника пИта- . ПИЯ, зашунтированных конденсаторами и подключенных одними полюсами к шине нулевого потенциала, два электронных ключа,, включенных между другимн полюсами высоковольтных источников питания и клеммой для подключеНИН высоковольтного вывода нагрузки, диоды, первый Из которых включен между транзисторными выводами одного из ключей, а остальные объединены в два выпрямительных узла, подклюценных выходами к управляющим входам электронных ключей, два блока управления, входы которых соединены с выходными узлами коммутируемых источников тока, а выходы - с входами улЬмя нутых вьтрямительных узлс$в 23 .

Наличие в указанном устройстве одновременно двух высоковольтных источников питания предопределяет его значительную конструктивную слож ность и существенные потери мощности

Цель изобретения - упрощение устройства и повьппение его КПД.

Поставленная цель достигается тем что в управляемом высоковольтном источнике постоянного напряжения, содержащем высоковольтньй источник питания, одни из полюсов которого

пoдкJШ)чeн к тине нулевого потенциала, конденсатор, два электронных ключа, два диода, первый из которых одним, из электродов соединен с клеммой для подключения высоковольтного вывода нагрузки, источник тока, nepBbDi электронный ключ включен в выходную цепь высоковольтного источника питания и подключен одним из выводов к другому электроду первого диода, а другим выводом - к одному из электродов второго диода и к одной из обкладок конденсатора, другая обкладка которого соединена с клеммой для подключения высоковольтного вывода нагрузки, источник тока подключен к управляющему входу первого электронного ключа, второй электронньй ключ включен в цепь связи управляющего электрода первого электроннрго ключа и другого электрода второго диода с шиной нулевого потенциала.

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема предложенного управляемого высоковольтного источника постоянного напряжения; на фиг. 2 - временные диаграммы напряжений. Иллюстрирующие его работу.

Устройство содержит высоковольтный стабилизированный источник 1 питания, конденсатор 2, электронные (транзисторные) ключи 3 и 4, диоды 5 и 6, источник 7 тока, токоограничивающие резисторы 8 и 9. Устройство содержит конденсатор (не показан) шунтирующий выход высоковольтного источника 1 питания. Позицией 10 на схеме обозначена нагрузка - ЭЛТ с барьерным люминофором. Один из полюсов высоковольтного источника 1 питания подключен к шине нулевого потенциала. Диод 5 одним из электродов (катодом) соединен с клеммой для подключения высоковольтного вывода ЭЛТ 10. Ключ 3 включен в выходную цепь высоковольтного источника 1 питания и подключен одним из выводов (коллектором) к другому электроду (аноду) диода 5, а другим выводом (эмиттером) - к одному из электродов (аноду) диода 6 и к одной из обкладок конденсатора 2, другая обкладка которого соединена с клеммой для подключения высоковольтного вывода ЭЛТ 10. Источник 7 тока подключен к управляющему входу ключа 3. Ключ 4 включен в цепь связи управляющего электрода (базы) ключа 3 и другого электрода (.катода) диода 6 с Н1ИНОЙ нулевого потенциала. Устройство работает следующим об разом. Источник 1 имеет.выходное стабил ное напряжение, соответствующее ниж нему уровню выходного напряжения КЫК (Фиг.2о) устройства (обычно это 6кВ). При подаче на управлякяций вход ключа 4 отпирающего (положительного) импульса напряжения (фиг.25) ключ 4 открывается, ток источника 7 (приблизительно в 100 р меньше тока коллектора ключа 3) направляется в ключ 4 и замыкает че рез источник 1 резистор 8 и ключ 3 Последний закрывается, а левая по схеме обкладки.конденсатора 2 заземляется через диод 6, резистор 9 и ключ 4. Напряжение источника 1 через резистор 8 и диод 3 поступает на выход устройства, конденсатор 2 при этом оказывается заряженным до напряжения источника 1. При снятии сигнала с управляющего входа ключ 4 закрывается, ток источника 7открывает ключ 3 и на выходе устройства ири этом появляется двойное напряжение источника 1 (12 кВ).. Емкость конденсатора 2 должна быть выбрана такой величины, чтобы за время периода он разряжался током нагрузки менее, чем на 1-3%. Эквивалентная схема замещения ЭЛТ 10 представляет собой параллель но включенные емкость (обычно 500800 пФ) и резистор, сопротивление которого определяется тонком луча ЭЛТ 10. При переключении вниз ток разряда емкости анода ЭЛТ 10 протекает через диод 6 и ограничивается резистором 9 до допустимого для ключа 4 значения. При заряде емкости ЭЛТ 10 одновременно разряжается конденсатор 2. Чтобы разряд его был мал, величина его емкости должна превышать емкость ЭЛТ 10 в 30-100раз. При различных напряжениях на аноде экран ЭЛТ 10 светится различным цветом. В зависимости от объема информации в красном и зеленом цветах соотношение длительностей обоих уровней меняется вплоть до исчезновения одного из них на длительное время, Для-:поддержания на выходе напряжения только верхнего уровня (12 кВ) конденсатор 2 необходимо периодически подзаряжать, для чего на управляющий вход устройства подают короткие импульсы Uyfip (фиг.2) в моменты смены кадров на ЭЛТ 10. КПД высоковоль.тпых маломощных стабилизированных источников питания обычно низок, причем чем выше выходное напряжение, тем ниже КПД. Это объясняется малой выходной мощностью, потерями мощности в высоковольтном делителе напряжения и трансформаторе , каждый из которых соизмерим с выходной мощностью источника. КПД предложенного устройства значительно Bbmie, чем известного, так как в предложенном устройстве исключен стабилизатор на 12 кВ и не имеют места связанные с потери мсмцности. По этойже причине уменьшены вес и габ.ариты устройства, а также упрощена его. конструкция. Упрощение устройства, уменьшение веса и габаритов достигнуто также за счет исключения высоковольтных развязок в цепи управления.

Г.

fi

t

УПРАВЛЯЕМЬЙ ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ИСТОЧНИК ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий высоковольтньй .источник питания, bJ4HH из полюсов которого подключен к шине нулевого потенциала, конденсатор, два электронных ключа, два диода, первый из которых одним из электродов соединен с клеммой для подключения высоковольтного вывода нагрузки, источник тока, отличающийся те,м, что, с целью упрощения и повышения КПД, первый электронный, ключ включен в выходную цепь высоковольтного источника питания и подключен одним из выводов к другому электроду первого диода, а другим вьтодом - к одному из электродов второго диода и к одной из обкладок конденсатора, другая обкладка которого соединена с клеммой Для подключения высоковольтного вывода нагрузки, источник тока подключен к управляющему входу.первого электронного ключа, а второй электронный ключ включен в цепь связи управляющего электрода первого О) электронного ключа и другого электС рода второго диода с шиной пулевого потенциала.