Высоковольтный стабилизатор напряжения Советский патент 1988 года по МПК G05F1/569 

1/Л(.

со

Од

ч1

со

Изобретение относится.к электротехнике, в частности к источникам электропитания, и может быть использовано для построения высоковольтных стабилизаторов напряжения для питания электронных и ионных пушек.

Цель изобретения - повьшение надежности высоковольтного стабилизатора.

На чертеже изображена принципиальная схема высоковольтного стабилизатора.

Стабилизатор состоит из транзисторного регулятора 1, преобразователя 2 напряжения, умножителя 3 напряжения, усилителя 4 сигнала рассогласования, развязывающего диода 5, компаратора 6, резистивного датчика 7 тока, конденсатора 8, диода 9, раз- вязьюающего диода 10 и узла 11 плавного пуска, включающего в себя заряд ;ный транзистор 12, накопительный конденсатор 13, базовый резистор 14 и развязьшающие диоды .15 и 16,

Транзисторный регулятор 1 подключен к входу преобразователя 2 напряжения, который нагружен на вход умножителя 3 напряжения. Высокопотенциальный выход 3 умножителя подключен непосредственно к выходному вьшоду стабилизатора, а низкопотенциальньш выход через резистивный датчик 7. тока, зашунтированный конденсатором 8 и диодом 9 - к общей шине стабилизатора. Точка связи умножителя 3 и датчика 7 подключена к одному из лхо дов компаратора 6, второй вход которого соединен с источником напряжения уставки. Выход компаратора 6 через развязьшающий диод 1о и узел 11 плавного пуска соединен с з равляю- щим входом регулятора 1, который свя

зан, кроме того, через р азвязьтающий

диод 5 с выходом усилителя 4 сигнала рассогласования. Зарядный транзистор 12 соединен змиттером с накопительным конденсатором 13 и через диод 16 с управляющим входом регулятора 1. Коллектор транзистора 12 подключен к ис- 50 точнику питания компаратора, а база Введение узла 11 плавного пуска

45 го, в этом режиме по регулирующему транзистору протекает максимальный ток, который из-за закрытого состо ния вспомогательного транзистора в несколько .раз превьщ|ает номинально

0

5

0

обеспечивая стабилизацию напряжения и„,, , Ток нагрузки I j, контролируется

25

50 Введение узла 11 плавного пуска

1 , J.V./XV нагрузки

датчиком 7 и сравнивается компаратором 6 с уровнем уставки ст- Всякое превьЕчение током нагрузки допустимого уровня приводит к срабатьшанию компаратора 6, в результате через диод 10 происходит отпирание вспомогательного транзистора и полное запирание основного транзистора регулятора 1, Когда Ii R TIycTs зарядный транзистор 12 открыт, при этом происходит форсированный заряд накоплтельного конденсатора 13 до уровня выходного напряжения компаратора 6, В это же время при закрытом регуляторе 1 происходит разряд конденсаторов умножителя 3 и уменьшение тока, протекающего по ре- зистивному датчику 7 тока.

Когда ,, сг компаратор 6 вновь переопрокидьшается, напряжение на его выходе становится отрицательным, а закрытое состояние регулятора 1 обеспечивается.за счет разряда накопительного конденсатора 13 через диод 16 и базовую цепь вспомогательного транзистора. По мере разряда конг денсатора 13 происходит плавное умень- щение коллекторного тока указанного транзистора, а следовательно, плавное увеличение напряжения на выходе регулятора 1,

Наличие узла 11 плавного пуска исключает перегрузки по току и мощности регулятора 1 при автоматическом включении стабилизатора после перегрузки по току. В стабилизато ре без узла плавного пуска повторное

40 включение регулятора 1 происходит скачкообразно, при этом из-за разряженных емкостей умаожктеля 3 все на- пряжение питания U, прикладьтается к регулирующему транзистору. Кроме то45 го, в этом режиме по регулирующему транзистору протекает максимальный ток, который из-за закрытого состояния вспомогательного транзистора в несколько .раз превьщ|ает номинальное

30

35

Изобретение относится к области электротехники, в частности к источникам электропитания, и может быть использовано в высоковольтных стабилизаторах напряжения для питания электронных и ионных пушек. Цель изобретения - повышение надежности высоковольтного стабилизатора.Цель достигается введением в стабилизатор узла плавного пуска II, выполненного в виде транзистора 12, ншсопительно- го конденсатора 13, базового резистора 14 и развязьшающих диодов 15, 16. Наличие узла плавного пуска 11 исключает перегрузки по току и мощности регулятора 1 при автоматическом включении стабилизатора после перегрузки по току и обеспечивает плавное нарастание выходного тока регулятора 1 до номинального уровня. Путем шунтирования датчика тока 7 диодом 9 ограничивается максимальный уровень напряжения на датчике 7, что исключает перенапряжения и на входе компаратора 6. Исключение электрических .перегрузок/ регулятора 1, датчика тока 7, компаратора 6 позволяет повысить надежность высоковольтного стабилизатора. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. i (Л

через резистор 14 и развязывающий диод 15 - к выходу компаратора 6,

Стабилизатор работает следующим образом.

Усилитель 4 сигнала рассогласования, сравнивая часть выходного напряжения с уровнем опорного напряжения

и

оп

управляет работой регулятора 1,

обеспечивает плавное нарастание выходного тока регулятора 1 вплоть до номинального уровня. Этим исключаются 55 перегрузки регулятора 1 по току и мощности, в результате увеличиваются надежность стабилизатора в целом,что особенно важно при работе в условиях периодических электрических пробоев

в нагрузке. Стабилизатор характеризуется отсутствием электрических перегрузок резистивного датчика тока 7 и связанных с ним цепей. При электри .ческих пробоях в нагрузке, например, электронных или ионных пушках мгновенная величина тока нагрузки, обусловленная интенсивным разрядом выходных конденсаторов умножителя 3 напря жения, в сотни и тысячи раз превышае номинальное рабочее значение. Ограничение амплитуды тока происходит лишь за счет индуктивности подводящих проводников и активного сопротив ления элементов схемы. Протекание по датчику 7 токов разряда обеспечивает многократную перегрузку его по мгновенно допустимым величинам напряжения и мощности, что снижает надежность устройства в целом. Путем шунтирования датчика 7 диодом 9 в предложенном устройстве фиксируется максимальный уровень напряжения на измерительном резисторе. Индуктивный характер датчика 7 и диода 9 компенсируется конденсатором 8. Кроме того, конденсатор 8 защищает компаратор 6 от ложных срабатьшаний при коротких выбросах то|са в нагрузке. Ограничение напряжения на датчике тока исключает перенапряжения и на входе компаратора 6. В нормальном режиме работы напряжение на датчике тока 7 выбирается в пределах О,1-0,2,В, поэтому диод 9 не оказьшает на процесс изме- рения тока нагрузки никакого воздействия. В отдельных случаях можно использовать цепочку двух или более последовательно включенных диодов .

Таким образом, за счет исключения электрических перегрузок транзисторного регулятора 1, датчика тока 7 и компаратора 6 достигается высокая надежность предложенного стабилизатора.

ig 15

Ф

о р

м у.л а изобретения. Высоковольтньп1 стабилизатор на- пряжения, содержащий транзисторный регулятор, входом подключенный к входным вьшодам, а выходом - к входу преобразователя напряжения, выход которого подк;|ючен к входу умножителя напряжения, высокопотенциальный выход умножителя напряжения соединен с выходным выводом и через резистивный делитель напряжения - с входом усилителя сигнала рассогласования, к которому подключена клемма для подключения источника опорного напряжения, низкопотенциальньш выход умножителя напряжения через резистнвный датчик тока соединен с общей шиной, а точка связи умножителя напряжения и датчика тока подключена к первому входу компаратора, второй вход которого соединен с клеммой для подключения источника напряжения уставки, выходы компаратора и усилителя сигнала рассогласования сигнала рассогласования подключены через развязьшающие диоды к управляющему входу транзисторного регулятора, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения надежности стабилизатора, между выходом компаратора и управляющим входом регулятора включен узел плавного пуска, резистивный датчик тока зашунтирован конденсатором и диодом.

0

25

30

35

0