Высоковольтный стабилизатор постоянного тока Советский патент 1988 года по МПК G05F1/52 

3

со

О) СП

о

Од

Изобретение относится к электро технике, в частности к высоковольтным стабилизированным источникам вторичного электропитания передающих уст- ройств, .

Цель изобретения - улучшение технико-эксплуатационных характеристик при расширении функциональных возможностей.

На чертеже приведена принципиальная схема стабилизатора тока.

Устройство содержит регулирующий электронный прибор 1, в частности электровакуумный триод, включенный последовательно в плюсовую шину высоковольтного выпрямителя 2; блок 3 контроля выходного параметра, имеющий датчик 4, включенный в катодную цепь прибора 1, и делитель напряжения из нерегулируемого 5 и регулируемого 6 резисторов, подключенных параллельно датчику А тока; усилитель 7 обратной связи, имею1дий входные клеммы 8-10 для подключения к вспомогательным источникам питания, выходные клеммы П и 12 для подключения соответственно к сетке и к катоду прибора 1, входную клемму 13 управления, первый транзистор 14, база которого подсоединена к среднему выводу резистора 6, коллектор этого транзистора подключен к точке соединения первого вывода резистора 15 и базы второго транзистора 16; конденсатор 17, подсоединен- ный первым выводом к эмиттеру транзистора 16 и к аноду первого развязывающего диода 18; второй развязывающий диод 19, катодом подсоединенный к коллектору транзистора 16, а анодом - к общей точке соединения первого вывода резистора 20, базы третьего транзистора 21 и второго вывода конденсатора 17; элемент 22 опорного напряжения , подключенный к выходным клеммам 8 и 9 первого вспомогательного источника 23, плюсовая клемма которого соединена с минусовой клеммой второго источника 24, подсоединенного плюсовой клеммой 10 к точке соединения вторых выводов ограничительных резисторов 15 и 20 и коллектора транзистора 21; корректируюа(ую цепь 25, состоящую из резисторов 26 и 27, первый крайний вывод которой подсоединен к точке соединения сетки прибора 1, эмиттера транзистора 21 и второго вывода помехоподавляющего конденсатора 28, подсоединенного первым выводом

0

1Г

20

30

зв 55

к катоду прибора I; блок 29 запуска, подключенный минусовой клеммой к средней точке делителя 25, а плюсовой | клеммой - к катоду прибора ; блок 30 защиты по току нагрузки, подсоединенный входными клеммами к датчику 4 тока, шину 3 заземления, являющуюся плюсовым выходом стабилизатора, к которому подключена нагрузка 32, подключенная вторым выводом к минусовой клемме выпрямителя 2,

Вспомогательные источники 23 и 24 могут быть построены по функциональной структуре: трансформатор с двумя вторичными обмотками - два выпрямителя - два сглаживающих фильтра, либо могут быть выполнены в виде одного выпрямителя со средней точкой.

Блок 29 запуска может быть построен по функциональной схеме: выпрямитель - релейный элемент - емкостной накопитель.

Блок 30 защиты по току стабилиза- 25 тора может быть построен по традиционной схеме: входной пороговый усилитель, катушка реле, контакты которого включены в цепь питания катушки контактора (магнитного пускателя 1, через контакты которого подается переменное напряжение на трансформатор выпрямителя 2,

Стабилизатор работает следуюш 1м образом.

При включении напряжения сети включаются источники 23, 24, 29 и 30, На усилитель 7 и блок 29 запуска подаются номинальные значения напряжения питания. На сетку прибора 1 относительно катода с блока 29 запуска подается через резистор 26 отрица- тельраш потенциал (напряжение смеще-

40

НИН 5, в результате чего прибор 1 заперт. Ток, обусловленный напряжением смещения блока 29 запуска, протекая через резисторы 5 и 27, вызывает падение напряжепия с полярностью, указанной на схеме в скобках. Падение напряжения-на резисторе 5 сравнивается через резистор 6 с напряжением опорного элемента 22 и поскольку первое из них несколько превьшшет по величине напряжение элемента 22, то база транзистора 14 оказывается под отрицательным потенциалом относительно эмиттера, в результате чего транзистор 14 закрыт и ток его коллектора равен нулю. База транзистора 16 через резистор 15 находится под положительным потенциалом источника 24 относительно эмиттера, поэтому транзистор 16 открыт, обеспечивая протекание коллекторного тока через резистор 20, и диод 19, Дадение напряжения на резисторе 20 обуславливает отрицательное смещение базы относительно эмиттера транзистора 21, поэтому он закрыт. Следовательно, отрицательный потенциал на сетке прибора 1 в момент пуска стабилизатора полностью определяется напряжением смещения пускового блока 29,

После запуска блоков 23, 24, 29 и 30 включают выпрямитель 2 питания анода прибора 1, С этого момента времени напряжение смещения, вырабатываемое блоком 29 запуска, начинает уменьшаться до нуля по заданному за- кону (линейному либо по экспоненте), обуславливая соответствующее уменьшение напряжения на резисторах 5 и 27, Отрицательный потенциал базы транзистора 14 также уменьшается, так как потенциал эмиттера, определяемый напряжением элемента 22, остается неизменным. Транзистор 14 приоткрывается, создавая падение напряжения на резисторе 15 и, следовательно, умень- шение тока базы транзистора 16, который призакрывается. Падение напряжения на резисторе 20 уменьшается и транзистор 21 приоткрывается, обеспечивая протекание тока по цепи: источ- кик 24, транзистор 21, резисторы 26, 27 и 5, диод 18, Падение напряжения на резисторах 5, 26 и 27 плюсом прикладывается к стенке прибора 1 (полярность на схеме без скобок) и он приоткрывается во времени по закону изменения напряжения блока 29 запуска Ток выпрямителя 2 протекает через прибор 1, датчик 4 и нагрузку 32, При достижении тока нагрузки номинальной величины суммарное падение напряжения на резисторах 5 и 6 увеличивается, обуславливая уменьшение базового тока транзистора 14, и он призакрывается. Транзистор 16 приоткрывается, а тран- зистор 21 призакрывается, обеспечивая уменьшение падения напряжения на резисторах 5, 26 и 27, Прибор приза- крывается, ограничивая ток нагрузки 32 на заданном уровне. На этом про- цесс пуска стабилизатора заканчивается.

Стабилизация тока нагрузки при изменении выходного напряжения выпрямителя 2 либо сопротивления нагрузки 32 происходит следующим образом,

Допустим, напряжение выпрямителя 2 возросло. Ток через прибор 1, датчик 4 и нагрузку 32 увеличивается. Падение напряжения на резисторе 6 также увеличивается. Ток базы транзистора 14 уменьпштся и он призакроется,обусловливая уменьшение выходного напряжения усилителя 7 и, следовательно, призапирание прибора 1 (аналогично описанному). Анодный ток прибора 1 уменьшится до заданной величины с некоторой погрешностью.

Аналогичные процессы в схеме происходят при уменьшении сопротивления нагрузки 32,

При уменьшении выходного напряжения выпрямителя 2 и при увеличении сопротивления нагрузки 32 в схеме происходят процессы, обратные описанным.

При увеличении по каким-либо причинам тока в цепи нагрузки вьппе допустимой величины сигнал, снимаемый с датчика 4, поступает на пороговый элемент устройства 30 защиты, которое отключает выпрямитель 2 и выдает сигнал на световой индикатор перегрузки.

Конденсатор 17 обеспечивает исключение автоколебаний в схеме при скачкообразных возмущениях со стороны сет и нагрузки.

Конденсатор 28 служит для подавления напряжения помех на сетке прибора 1,

Резисторы 26 и 27 и резистор 5 выполняют функцию корректирующих элементов от протекания сеточного тока прибора и являются нагрузкой для усилителя 7,

Техническое решение позволяет улучшить технико-эксплуатационные характеристики стабилизатора, поскольку:

1,Исключены причины выхода из строя усилителя 7 обратной связи,

так как последовательно с катодом регулирующей лампы 1 не включено ни одного полупроводникового- и электро- элемента, поэтому пробои в лампе, обусловленные, например, потерей вакуума, вследствие длительного хранения или перерыва в работе не могут вызывать выхода из строя усилителя,

2,Уменьшена вероятность возникновения возбуждения как при статистической, так и при динамической нагрузке, а также при различных пас-

портных разбросах, временных и температурных изменениях коэфсЬициентов усиления транзисторов b l, 16 н 2 усилителя обратной связи и рег ули рующей лампы 1 за счет пведегпш в схему усилителя демпфирующего конденсатора 17,

3,Повышена схемная помехозащищенность стабилизатора от источников электромагнитных помех в системе за счет подключения конденсатора 28 соответствующей емкости к переходу сетка-катод лампы 1,

4,Умепьшены потери мощности и величина сопротивления датчика А тока приблизительно в 3 раза, поскольк требуемое падение нaпpяжeн :я на резисторах датчика определяется величиной напряхсения одного стабилизатора 22 (в известном устройстве - трех стабилитронов).

. 5, Повышена эксплуатационная надежность вследствие схемотехнических решений, указанных в п, 1-3, а также за счет введения устройства 30 запщт по току, осуществляющего отключение стабилизатора при превышении тока нагрузки предельного значения.

6,Расширены функциональные возможности использования вследствие осуществления технических решений по п,1 - 5, а также за счет 13Озможности применения регулируюашх электровакуумных приборов 1 с положительными анодно-сеточными характеристиками и характеристиками, имеюш;ими отрицательную область, так как в ггусковом устройстве 29 возможно задание любого закона изменения напряжения смещения при включении стаби1П затора и, следовательно, скорости нарастания тока в нагрузке.

7,Уменьшено количество полупро- водпикопых элементов в усилителе обратной связи: cTa6i jrirj-pOHOi- - на

3 шт., транзисторов -- на шт.

Формула из о б р с . е н и я

Высоковольтный стабилизатор постоянно г О тока, содер;кащпй регулирующий электронный прибор, подключенный анодом к плюсовому выводу высоковольтного выпрямителя, минусовой выво/; которого подключен к первой к.1текме ДЛ51 подключения нагрузки, резистив- ный датчик тока, подключе}П ый первым выводом к катоду электронного регулирующего нрибора, а вторым выводом

к второй клемме для подключения нагрузки, первый вспомогательный источник, усилитель обратной связи, состоящий из первого, второго и третьего транзисторов, первого и второго раз- вязываюии1Х диодов, элемента опорного напряжения, первого и второго развя- зываюп1их диодов, элемента опорного на-

пряжения, первого и второго резисторов и конденсатора, причем первый вспомогательный истачник минусовым и плюсовым выводами подключен соответст - венно к первому и второму питающим

входам усилителя обратной связи, пер- вый и второй выходы которого подключены к сетке и к катоду соответственно регулирующего электронного прибора, о тличающийся тем, что, с

целью улучшения эксплуатационных характеристик при расширении функциональных возможностей, в него введены второй вспомогательный источник, блок запуска, блок защиты по току, регу-

лируемый и нерегулируемый резисторы, корректирующая цепь и помехоподавлякг- конденсатор, причем блок защиты по току первым входом подключен к катоду регулирующего электронного прибо-

ра а вторым - к второй клемме для подключения нагрузки, блок запуска плюсовым выводом подключен к катоду регулирующего электронного прибора, а минусовым - к среднему выводу корт- ректирующей цепи, крайние выводы которой подключены к сетке регулирующего электронного прибора и к точке соединения нерегулируемого и регулируемого резисторов, свободные выводы

которых подключены к второй клемме для подключения нагрузки и к катоду регулирующего электронного прибора соответственно, помехоподавляющий конденсатор включен между сеткой и

катодом регулирующего электронного

прибора, база первого транзистора уси лителя обратной связи подключены к среднему выводу регулируемого резистора, эмиттер - к первому питающему

входу усилителя обратной связи, а

коллектор - к базе второго транзистора, эмиттер которого является вторым выходом усилителя обратной связи, к которому подключены первыми выводами

конденсатор и первый развязывающий диод, второй вывод конденсатора подключен к базе третьего транзистора непосредственно, а через второй развязывающий диод и первый резистор 1136506П8

к коллектору второго и к коллекторупервым выводом подключен к эмиттеру

третьего транзисторов соответственно,первого транзистора, а вторым - к

коллектор третьего транзистора под-второму выводу первого развязывающего

ключей к третьему питающему входу уси-диода, к плисовому выводу первого

лителя обратной связи и к плюсовомувспомогательного источника и к минувыводу второго вспомогательного ис-совому выводу второго вспомогатель-

точника непосредственно, а через вто ного источника, а эмиттер третьего

рой резистор - к базе второго тран-транзистора является первь(м выходом

чистора, элемент опорного напряжения юусилителя обратной связи.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к высоковольтным стабилизированным источникам вторичного электропитания передающих устройств. Цель - улучшение технико- эксплуатационных характеристик при расширении функциональных возможностей. Отрицательный потенциал на сетке прибора 1 в момент пуска устройства определяется напряжением смещения пускового блока 20, После запуска блоков 23, 24, 29 и 30 включается питание анода прибора 1, напряжение блока запуска 29 уменьшается до нуля. Прибор 1 призакрывается и ограничивает ток нагрузки на заданном уровие, При уменьшении сопротивления нагрузки 32 увеличивается падение напряжения на резисторе 6, ток базы транзистора 14 уменьшается, уменьшается выходное напряжение усилителя 7, анодный ток прибора 1 уменьшается до заданной величины. Аналогичные процессы происходят в устройстве при повышений напряжения выпрямителя 2, При уменьшении выходного напряжения выпрямителя 2 и при увеличении сопротивления нагрузки 32 в устройстве происходят процессы, обратные описанным . 1 ил, (Л