Высоковольтный стабилизированный источник питания постоянного тока Советский патент 1987 года по МПК G05F1/56 

10

15

20

25

11327080

Изобретение относится к электроехнике и предназначено для испольования при реализации электропитания радиоэлектронных устройств с повыенными уровнями питающего напряжения, например электронно-лучевых трубок.

Цель изобретения - снижение потерь ощности на элементах в цепи первичной обмотки трансформатора путем предотвращения колебательных процессов.

На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема высоковольтного стабилизированного источника питания постоянного тока; на фиг.2 - осциллограммы тока (а) и напряжения (S) на регулирующем элементе. Устройство содержит генератор 1 (фиг. 1) переменного напряжения (в астном случае преобразователь остоянного напряжения в переменное), одключенный к первичной обмотке высоковольтного трансформатора 2 через иодный мост 3 с транзисторным регуирующим элементом 4 в выходной диагонали, диодно-конденсаторный умноитель 5 напряжения, вход которого соединен с вторичной обмоткой трансформатора 2, а выход - с клеммами, ля подключения нагрузки (не обозначены) , основной усилитель 6 сигнала рассогласования (на транзисторах 7-9 с резисторами 10-13), опорный вход (база транзистора 7 - шина нулевого потенциала) которого подключен к выходу блока 14 опорного напряжения (на стабилитроне 15с регулируе -1ым 16 и нерегулируемыми 17 и 18 резисторами) , а измерительный вход (база транзистора 8 - шина нулевого потенциала) через согласующий каскад 19 (на истоковом повторителе 20 со стабилизатором 21 тока и резистивными делителями 22 и 23 напряжения) - к Выходу диодно-конденсаторного умножителя 5 напряжения, резистивный датчик 24 тока, включённый последовательно с регулирующим элементом 4, Q дополнительный усилитель 25 сигнала рассогласования (на транзисторе 26 с резисторами 27-31), опорный вход (вывод резистора 31 - шина нулевого потенциала) которого подключен к выходу основного усилителя 6 сигнала рассогласорания, измерительньш вход (вывод резистора 28 - шина нулевого потенциала) - к выходу датчика 24

30

35

40

15

55

ток рег уст щит зис 35 осн лас дом ра и 8

раз

уси и с етс но тьго уго цеп ра мо нож

тив 2 в ств леб вхо туд про пре обе умн ном бан до ки уч цел ла не на ре -лем св ус тор ни ход не на ст 24

ко ма

но

5

0

5

Q

0

5

0

5

5

тока, а выход - к з правляющему входу регулирующего элемента 4. В состав устройства входит также блок 32 защиты от коротких замыканий (на тран- зисторе 33 с диодом 34 и резисторами 35 и 36), игунтирующий опорный вход основного усилителя 6 сигнала рассогласования и подключенный свош- входом (анод диода 34 - вывод резистора 36) между базами транзисторов 7 и 8 усилителя 6.

Устройство работает следуюЕ(им образом.

Питание блока опорного напряжения, усилителя 6 сигнала рассогласования и согласующего каскада 19 осуществляется напряжением U, от вспомогательного источника. Генератор 1 выраба- тьгоает переменное напряжение прямоугольной формы, которое подается в цепь первичной обмотки трансформатора 2, ас вторичной (повьааающей) обмотки - к диодно-конденсаторному умножителю 5.

Из-за паразитных емкостей и индук- тивностей рассеяния трансформатора 2 в цепи первичной обмотки при отсутствии специальных мер развиваются колебания в течение каждого полупериода входного напряжения. При этом амплитуда тока, определяемая волновым сопротивлением контура, значительно превышает величину, необходимую для обеспечения перезаряда конденсаторов умножителя 5 и тока нагрузки. В данном .устройстве предотвра:це ие колебаний достигается путем ухудшения добротности контура первичной обмотки трансформатора 2 на отдельных участках каждого полупериода. С этой целью в усилителе 25 сигнала рассогласования с помощью транзистора 26 непрерывно сравнивается напряжение на датчике 24 тока с напряжением на резисторе 30, определяемым усилите- -лем 6 сигнала рассогласования. В свою очередь, выходное напряжение усилителя 6 зависит от внешних факторов - колебаний входного напряжения, тока нагрузки, регулировки выходного напряжения и т.д. Пусть для некоторого сочетания этих факторов напряжение на рез.исторе 30 соответствует значению тока через резистор 24 1

ном

Тогда при значениях тока в контуре первичной обмотки трансформатора 2, меньших, чем I

HOW

составной транзистор регулирующего элемента 4 открьшается, напряжение Up на нем будет миЕ1имальным (фиг. 2, участки tg-t , ).. А при превышении током значения 1 регулирую- щий элемент 4 переходит в линейный режим или запирается и напряжение Up увеличивается (участки , ). Участок tp-t соответствует первому полупериоду паразитных коле- баний. Благодаря увеличению активного сопротивления контура (запиранию регулирующего элемента 4), колебания затухают и ток I в течение полупери- ода поддерживается на уровне почти равном 1„р„ .

При изменении внешних воздействующих факторов этот уровень соответственно меняется, об еспечивая при этом заданную стабильность выходного на- пряжения. Однако колебания в любом случае предотвращаются, а ток I всегда меньше амплитудного значения при свободных колебаниях.

В режиме короткого замыкания в на грузке напряжение на выходе истоково го повторителя 20 снижается почти до нуля. Транзистор 33 блока защиты 32 открывается и шунтирует опорный вход усилителя 6 сигнала рассогласования. При этом величина остаточного опорного напряжения на базе транзистора 7 определяется резисторами 16, 18 и 35 и диодом 34. Поскольку транзистор 8 при этом оказывается запертым, выходное напряжение усилителя 6 сигнала рассогласования в данном режиме определяется величинами резисторов 10 и 13, включенных в цепях эмиттеров транзисторов 7 и 9 со- ответственно, а также величиной остаточного опорного напряжения. Благодаря описанному управлению с помощью транзистора 26 в цепи регулирующего элемента 4 устанавливается опреде- ленное значение уровня ограничения тока I, причем выбором величин указанных резисторов и остаточного опорного напряжения этот уровень может быть установлен меньшим по сравнению с номинальным реядамом.

При длительном коротком замыкании например, при замыкании высоковольтного присоединителя на корпус, этот уровень детермирируется работой транзисторов 7 и 9 в режиме стабилизатора тока. При пуске или после окончания разряда электронно-лучевой трубк благодаря остаточному опорному напряжению обеспечивается мягкий выход- стабилизатора на номинальный режим.

Таким образом, в предлагаемом уст ройстве обеспечивается существенное cнIiжeниe потерь мощности на элементах в цепи силового регулятора за счет предотвращения колебаний и ограничения тока на определенном уровне как в нo fflнaльнoм режиме, так и при коротком замыкании в нагрузке.

Формула изобретения

Высоковольтный стабилизированньй источник питания постоянного тока, содержаш 1Й генератор переменного напряжения, подключенный к первичной обмотке высоковольтного трансформатора через диодный мост с транзисторным регулирующим элементом в выходной диагонали, диодно-конденсаторньш умножитель напряжения, вход которого соединен с вторичной обмоткой трансформатора, а выход - с клеммами для подключения нагрузки, усилитель сигнала рассогласования, опорный вход которого подключен к выходу блока опорного напряжения, а измерительный вход через согласующий каскад - к выходу диодно-конденсаторного з ножи- теля напряжения, отличающи йс я тем, что, с целью снижения потерь мощности на элементах в цепи первичной обмотки трансформатора путем предотвращения колебательных процессов, в него введены резистивный датчик тока и дополнительный усилитель сигнала рассогласования, причем датчик тока включен последовательно с регулирующим элементом, опорный вход дополнительного усилителя сигнала рассогласования подключен к выходу основного усилителя сигнала рассогласования, измерительный вход, - к выход датчика тока, а выход - к управляющему входу регулирующего элемента.

t,tj t2

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для электропитания радиоэлектронных устр-в с по- вьшенными уровнями питающего напряжения. Цель изобретения - снижение потерь мощности на элекентах в цепи первичной обмотки трансформатора путем предотвращения колебательньтх процессов. В дополнительном усилителе 25 сигнала рассогласования с помощью транзистора 26 непрерывно сравнивается напряжение на резистивном датчике 24 тока с напряжением на резисторе 30, определяемым основным усилителем 6 сигнала рассогласования. Благодаря определенному алгоритму управления с помощью транзистора 26 в цепи транзисторного регулирующего элемента 4 устанавливается определенное значение уровня ограничения тока. Этот уровень может быть установлен меньшим по сравнению с номинальным режимом. При к.з. в нагрузке также предотвращаются колебания и ограничивается ток на определенном уровне. 2 ил. С « (Л .