Высоковольтный стабилизированный источник питания Советский патент 1987 года по МПК G05F1/573 

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для вторичного электропитания систем электронной и ионной оптики, рентгеновских источников, фотоэлектронных и вторично-электронных умножителей.

Цель изобретения - устранение возможности появления на входе источника высокого напряжения при коротком замыкании на его выходе, уменьшение габаритов.

На чертеже представлена функциональная схема высоковольтного стабилизированного источника питания.

Высоковольтный стабилизированный источник содержит питающий трансформатор 1, низковольтные 2 и 3 и высоковольтный 4 выпрямители, при этом вьшрямитель 2 входит в состав низковольтного компенсационного стабилизатора постоянного напряжения, состоящего из делителя 5 выходного напряжения, опорного источника 6 и усилител 7 постоянного тока, образующих измерительно-усилительный узел -обратной Ьвязи по выcoкo ry напряжению. В состав низковольтного стабилизатора входит регулирующий элемент 8, нагрузочный резистор 9, разделительный диод ГО. Источник содержит также управляемый преобразователь 11 постоянного напряжения, выходная обмотка трансформатора 12 которого подключена к высоковольтному выпрямителю 4.

Устройство работает следующим образом.

При подключении трансформатора 1 к сети на выходе вьптрямителей 2 и 3, питающих компенсационньш стабилизатор, усилитель 7, источник 6 опорног напряжения и преобразователь 1 1 , появляются соответствующие напряжения. Напряжение на выходе высоковольтного вьтрямителя 4 отсутствует, а сигнал с выхода усилителя 7 таков, что регулирующий транзистор 8 полностью закрыт. Напряжение на резисторе 9 равно нулю, а на транзисторе 8 - максимально.

Управляемый преобразователь 11 построен таким образом,, что его выходное напряжение пропорционально напряжению на регулирующем транзисторе- 8, поэтому напряжение на выходе высоковольтного вьшрямителя 4 начинает расти до величины, определяемой делителем 5 выходного напряжения и эталонным напряжением источника 6,

35962

т.е. до тех пор, пока входное напряжение усилителя 7 положительно.

При дальнейшем увеличении напряжеg ния выпрямителя 4 оно становится отрицательным, и усилитель 7 открывает регулирующий транзистор 8, На выходе компенсационного источника появляется напряжение, а так как он включен

10 встречно и последовательно с высоковольтным выпрямителем 4, то увеличение выходного напряжения последнего компенсируется.

Кроме того, напряжение на регули15 рующем транзисторе 9 уменьшается, что приводит к уменьшению выходного напряжения преобразователя 1I и выпрямителя 4. Если же выходное напряжение уменьшается, то происходит об20 ратный процесс. Таким образом, осуществляется стабилизация выходного напряжения.

При коротком замыкании на выходе и перегрузках ток нагрузки, протекаю25 1ЦИЙ по резистору 9, возрастает, а напряжение резистора 9 стремится к исходному значению за счет действия цепи обратной связи, т.е. регулирующий транзистор 8 подзапирается. При

30 этом сумма токов, протекающих через резистор 9, не изменяется.

Это происходит до тех пор, пока ток через регулирующий транзистор 8 и разделительный диод 10 не упадет

35 ДО нуля. При дальнейшем увеличении тока нагрузки разделительный диод 10 запирается падением напряжения на резисторе 9 и отключает высоковольтный вьтрямитель 4 от низковольтной части

40 схемы, а напряжение на регулирующем транзисторе 8 падает до нуля за счет обратного тока диода 10, что приводит к лавинообразному выключению стабилизатора.

45 Таким образом преимущества схемы защиты заключаются в обеспечении полной развязки высоковольтных и низковольтных цепей в режиме перегрузок, вследствие чего снижается опасность

50 при соприкосновении с органами регулировки, а также при подключении к низковольтной части схемы контрольно- измерительной аппаратуры в процессе настройки прибора и его ремонта, от55 падает необходимость в увеличении типоразмера сетевого трансформатора и габаритов корпуса с целью обеспечения надежной изоляции обмоток, низковольтной части схемы и органов регулировки выходного напряжения от корпуса, уменьшается вероятность выхода из строя УПТ при коротких замыканиях за счет обеспечения постоянства потенциалов его входов и связанных с ними цепей относительно корпуса и отсутствия, вследствие этого, больших наведенных емкостных токов. Кроме того, применение известного принципа получения высокого напряжения с помощью управляемого преобразователя при данной функциональной связи элементов придает схеме новое качество, заключающееся в ее способности само- вьжлючаться при коротком замыкании на выходе, благодаря чему отпадает необходимость применения такого малонадежного электромеханического эле

мента защиты, надежность.

как реле, и повьшается 20

25

Формула изобретения

Высоковольтный стабилизированный источник питания, содержащий включенный последовательно и встречно между выходным и нулевым выводами высоковольтный выпрямитель и низковольтный

Редактор В.Данко

Составитель и.Овсянников Техред В.Кадар

Заказ 4046/42

Тираж 863Подписное

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

стабилизатор постоянного напряжения, состоящий из низковольтного вьтрями- теля, измерительно-усилительного узла обратной связи по высокому напряжению, нагрузочного резистора, включенного между выводом высоковольтного выпрямителя и нулевым выводом регулирующего элемента, подключенного управляющим входом к выходу указанного узла обратной связи, и разделительного диода, включенного в цепь регулирующего элемента, отличающийся тем, что, с целью повьшения надежности и уменьшения габаритов путем устранения возможности появления высокого напряжения на измерительно-усилительном узле обратной связи при коротком замыкании на выходе, в него введён управляемый преобразователь напряжения, подключенный выходной обмоткой своего трансформатора к входу высоковольтного выпрямителя, а управляющими входами - к регулирующему элёмен- 5 ту низковольтного стабилизатора постоянного напряжения, а разделительный диод включен в цепь между высоковольтным и низковольтным выпрямителями.

Корректор А.Тяско

Изобретение относится к электротехнике, а именно к источникам питания систем электронной и ионной оптики, вторично-электронных умножителей. Цель - устранение возможности появления высокого напряжения на входе источника при коротком замыкании на его выходе, уменьшение габаритов. При коротком замыкании на выходе возрастает ток через нагрузочный резистор 9, регулирующий транзистор подза- пирается вплоть до выключения, вследствие чего разделительньш диод 10, запираясь, отключает высоковольтный вьшрямитель 4 от низковольтной -части устройства, напряжение на транзисторе 8 уменьшается почти до нуля, что приводит к выключению источника. 1 ил.