Устройство для защиты электронного прибора Советский патент 1987 года по МПК H02H7/12 

1130

Изобретение относится к устройствам защиты мощных высоковольтных электронных приборов от токов короткого замыкания, возникающих при пробоях в них.

Целью изобретения является расширение диапазона рабочих напряжений защитного устройства и повьш1ение его быстродействия.

На чертеже показана схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит воздушный трансформатор, вторичная обмотка которого 3 и 4 включена между источником 1 питания и защищаемым прибором 2, имеющая средний вывод, соединенный с потенциальным электродом управляемого разрядника 5, который включен параллельно защищаемому прибору. Первичные обмотки 6 и 7 соединены с кон- денсаторами -8 и 9 и образуют контуры подключенные параллельно пусковому разряднику 10, а средняя точка обмотки соединена на землю. Подключение конденсаторов 8 и 9 на первичные обмотки 6 и 7 осуществляется пусковым разрядником 10, сигнал управления н а который формируется дифференцирующей цепью, состоящей из диода 11 и конденсатора 12, соединенных между собой последовательно, а вся цепь включена параллельно защищаемому прибору Одновременно пусковой разрядник 10 формирует сигнал управления на управляемый разрядйик 5 с помощью конденсатора 13 через линию 14 задержки и резистор 15. Конденсаторы 8, 9 и 13 заряжаются от постороннего источника

(и |,р . Резистор 16 служит для обесп - чения цепи зарядки конденсатора 13, Полярность включения диода 11 соответствует режиму, когда питание нагрузки осуществляется импульсами отрицательной полярности.

Устройство работает следующим образом.

При подаче импульсов питания от источника 1 высокого напряжения к защищаемому прибору 2 ток протекает через обмотки 3 и 4, создавая в них магнитные потоки. Обмотки намотаны встречно, магнитные потоки компенсируют друг друга и, следовательно, нет трансформации напряжения из вторичной обмотки в первичную. Импульсами питания заряжается конденсатор 12 через диод 11. Использование в дифференцирующей цепи диода 11 вместо резистора необходимо для того,чтобы

t5

5

30

35

постоянная времени заряда конденсатора 12 через диод была меньше, чем длительность фронта импульса высокого напряжения, что позволяет устройству обеспечить эффективную защиту даже в том случае, когда пробой на защищаемом приборе произошел на фронте импульса источника высокого напряжения. Кроме того, дифференцирующая цепь практически безынерционна и не вносит дополнительной задержки сигнала запуска на управляющий электрод пускового разрядника. При пробое на нагрузке отрицательно заряженная обкладка конденсатора 12 заземляется, а на противоположной обкладке появляется положительный скачок напряжения, который запускает управляемый пусковой разрядник 10. Разрядник 10 подключает заряженные конденсаторы 8 и 9 к первичным обмотка 6 и 7 трансформатора.

Обмотки 6 и 7 создают общий магнитный поток, пересекающий витки вторичной обмотки 3 и 4. Обмотки 3 и 4 включены встречно, но таким образом, чтобы на среднем выводе обмотки,соединенной с потенциальным электродом разрядника 5, росло отрицательное напряжение.

Одновременно разрядник 10 заземляет отрицательно заряженную обкладку дополнительного конденсатора 13 на землю. На другой обкладке формируется скачок положительного напряжения, который через линию 14 задержки.

представляющую собой отрезок кабеля, и резистор 15 прикладашается к пусковому электроду управляемого разрядника 5. Линия 14 задержки необхо- дима для того, чтобы сигнал управления пришел на разрядник 5 в тот момент, когда на потенциальном электроде было максимальное отрицательное

напряжение среднего вывода вторичной обмотки трансформатора. Это необходимо для того, чтобы получить максимальное перенапряжение между управ-, ляемым и потенциальным электродами,

и соответственно сократить время пробоя всего разрядника.

После пробоя зазора между управляемым и потенциальным электродами управляющий электрод принимает потенциал, определяемый падением напряжения за счет протекания тока вторичной обмотки трансформатора через резистор 15. Вследствие этого зазор управляющий электрод - земля тоже

пробьется с перенапряжением и защищаемый прибор затпунтирован проводящим каналом искры.

При применении защитного устройства для работы на положительном на- пряжении необходимо поменять полярность включения диода 11 и зарядить пусковые емкости напряжением положительной полярности.

Вторичная обмотка трансформатора выполняет роль токоограничивающих индуктивноетей, которые ограничивают ток через защищаемый прибор от момента пробоя в приборе до срабатывания защиты.

Предлагаемое устройство работает в щироком диапазоне рабочих напряжений. Минимальное напряжение, с которого работает защитное устройство, определяется тем минимальным напряже нием с дифференцирующей цепи, при котором срабатывает пусковой разрядник

Формула изобретения

Устройство для защиты электронного прибора, содержащее воздушньш трансформатор и управляемые трехэлек- тродные щунтирующий и пусковой разрядники, отличающееся тем,30 что, с целью расширения диапазона рабочих напряжений и повьппения быстродействия защиты, воздушный трансформатор выполнен с выведенными средРедактор Г. Волкова Заказ 1220/53

Составитель В. Плотников

Техред Л.Олейник Корректор Л. Пилипенко

Тираж 619Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная 4

5

O 5

0

5

0

ними точками первичной и вторичной обмоток, вторичная обмотка воздущно- го трансформатора подключается между источником питания и защищаемым прибором, средняя точка вторичной обмотки воздушного трансформатора соединена с потенциальным электродом шунтирующего разрядника,.первые и вторые части первичной и вторичной обмоток воздушного трансформатора включены встречно, средняя точка первичной обмотки воздушного трансформатора заземлена, первая и вторая части первичной обмотки .воздушного трансформатора через последовательно включенные с калсдой из них первой и второй конденсаторы подключены к потенциальному электроду пускового разрядника, соединенного также с выходом дополнительного источника постоянного напряжения и через последовательно включенные третий конденсатор,.цепь задержки и резистор с управляющим электродом шунтирующего разрядника, к точке соединения третьего конденсатора и линии задержки подключен за- .земленный резистор, к точке соединения вторичной обмотки воздушного трансформатора и защищаемого прибора подключен первый вывод четвертого конденсатора, второй вывод которого соединен с управляющим электродом пускового разрядника и заземлен через диод.

Изобретение относится к устройствам защиты мощных высоковольтных электронных приборов от токов короткого замыкания, возникающих при пробоях в них. Целью изобретения является расширение зонь: рабочих напряжений защитного устройства и повышение его быстродействия. Цель достигается введением в устройство дополнительного источника 1 постоянного напряжения, а воздушный трансформатор выполнен с выведенными средними точками первичной и вторичной обмоток 3 и 4. Линия 14 задержки обеспечивает максимальное перенапряжение между электродами пускового разрядника 10, что соответственно сокращает время пробоя всего разрядника. Минимальное напряжение, с которого работает защитное устройство, определяется минимальным напряжением дифференцирующей цепи, образованной диодом 11 и конденсатором 12, при котором срабатывает пусковой разрядник 10. 1 ил. сг (О (Л с: