Управляемый стабилизатор напряжения на питающих электродах электронно-лучевой трубки Советский патент 1988 года по МПК G05F1/46 

й

00 IN9

СО

1432479

нагрузки. Активный диод 31 поддержи- заданное напряжение на конденсаторном блоке 39, уменьшая длительность переходного процесса. В режиме переключения на спад выходного напряжения открывг1ется регулирующий орган

24 бл го ра

19 и большое напряжение на резисторе 24 включает компаратор 43. Последним блокируется работа широтно-импульсно- го модулятора 3 и всего стабилизатора среднего значения тока в целом. 3 3,п. ф-лы 5 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам вторичного электропитания с высоким выходным напряжением. Цель изобретения - уменьшение времени переключения выходного напряжения при знакопеременном нагрузочном токе; Стабилизатор построен по схеме параллельного стабилизатора напряжения. Преобразователь 1 постоянного напряжения в высокое переменное, высоковольтный выпрям11тель 2, широтно-импульсный модулятор 3, тактирующий генератор 4, активный диод 31, источник 36 опорного тока и блок 39 сравнения токов составляют в совокупности стабилизатор среднего значения тока. Его ток распределяется между нагрузкой, регулирующим органом 19 и датчиком 7 напряжения обратной связи, охваченными цепью обратной связи через усилитель 18, развязывающий диод 25 и токоогра- ничивающий резистор 24. С помощью узла 15 формирования управляющего напряжения задается требуемая величина § выходного напряжения стабилизатора. В режиме переключения на нарастание положительное напряжение с выхода усилителя 18 через пороговый элемент 26 резко увеличивает ток высоковольт- ного выпрямителя 2, заряжая емкость (Л с

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования при реализации электропитания электронно-лучевых трубок с барьер- В)Ш люминофором в цветных индикаторных установках с двумя и более градациями цвета.

Цель изобретения - уменьшение времени переключения выходного напряже- ршя при знакопеременном нагрузочном |гоке.

На чертеже .представлена функциональная схема управляемого стабилизатора напряжения на питающих злектро- ах электронно-лучевой трубки. : Стабилизатор содержит преобразователь 1 постоянного напряжения в высокое переменное, высоковольтный выпря- митель 2, широтно-импульсный модулятор 3, тактирующий генератор (генера- :тор пилообразного напряжения) 4 с выводами 5 и 6 для подключения к шинам :3аданнь1х потенциалом, .датчик 7 напряжения обратной связи с первым делителем напряжения на резисторах 8 и 9, вторым делителем напряжения на резисторах 10 и П, повторителем 12 напряжения и конденсаторами 13 и 14, узел 15 формирования управляющего напряже- ьшя с входом 16 аналогового управления и входом 17 цифрового управления усилитель 18 обратной связи, регули- рукщйй орган 19 с ламповым регулирующим элементом 20, транзистором 21, балластным резистором 22 и резистором 23 смещения, токоограничивакяций резистор 24, развязывающий диод 25, пороговый элемент 26 с делителем напряжения на резисторсос 27 и 28, транзистором 29 и вспомогательным диодом 30, активный диод 31 с операционным усилителем 32, разделительным диодом 33 и защитными (от насьнцения) диодом 34 и резистором 35, источник 36 опорного

0

5

0

5

0

5

0

тока .с источником 37 электроэнергии и токозадаюшим резистором 38, конденсаторный блок 39 сравнения токов (по среднему значению), нелинейный элемент 40 со стабилитроном 41 и шунтирующим резистором 42, компаратор 43, а также резистор 44 в цепи сигнального входа широтно-импульсного модулятора 3 и вывод 45 для подключения первого питающего электрода (например, анода) электронно-лучевой трубки, второй питающий электрод которой (например, катод) подключается к выводу, связанному с шиной нулевого потенциала, и выходной потенциальный вывод 46 источника вспомогательного опорного напряжения (не показан).

Преобразователь 1 постоянного напряжения в высокое переменное и высоковольтный выпрямитель 2 включены последовательно. Синхронизирунжшй вход щиротно-импульсного модулятора 3 соединен с выходом тактирующего генератора 4, а выход - с управлякщим входом преобразователя постоянного напряжения в высокое переменное. Датчик 7 напряжения обратной связи включен между выводом 45 и одним из выходных выводов узла 15 формирования управляющего напряжения, другой выходной вывод которого соединен с ЕШ- ной нулевого потенциала. Вход усилителя 18 обратной связи подключен к выходу датчика 7 напряжения обратной связи. Первые выводы источника 36 опорного тока и блока 39 сравнения токов соединены с щиной нулевого потенциала, а их вторые выводы - с общим выводом высоковольтного выпрямителя 2 и цепью сигнального входа широтно-импульсного модулятора 3 (через резистор 44). Выходной потенциальный вывод высоковольтного выпрямителя 2 через нелинейный элемент 40

соединен с выводом 45 и первым выводом рег-улирующего органа 19, второй вывод которого через последовательно включенные токоограничивающий резистор 24 и развязывающий диод 25 подключен к выходному потенциальному выводу усилителя 18 обратной связи и первому выводу порогового элемента 26. Второй вывод последнего соединен с потенциальным выводом сигнального входа широтно-импульсного модулятора 3 и первым выводом активного диода

31,второй, вывод которого подключен

к выводу 5 тактирующего генератора 4 Один из входных потенциальных выводов компаратора 43 соединен с объединенными выводами токоограьшчивающе- го диода 25, другой - с выводом 46, а выход - со стробирующим входом ши- ротно-импульсного модулятора 3.

В регулирующемjOpraHe 19 ламповый регулирующий элемент 20 и транзистор 21 включены последовательно, Коллек- тор транзистора 21 соединен с катодом регулирующего элемента 20, база подключена к шине нулевого потенциала непосредственно, а эмиттер - через резистор 23 смещения. Анод регу- лирующего элемента 20 и эмиттер транзистора 21 связаны соответственно с первым и вторым выводами регулирующего органа 19. В датчике 7 напряжения обратной связи входные выводы перво- го делителя напряжения на резисторах 8 и 9 являются входными выводами датчика. Второй делитель напряжения на резисторах 10 и 11 включен между низкопотенциальным выводом датчика и ши- ной нулевого потенциала. Конденсатор 13 соединен параллельно с резистором 9, Конденсатор 14 через повторитель 2 напряжения включен между промежуточным выводом второго делите- ля напряжения и промежуточным выводом первого делителя напряжения, являющимся выходным потенциальным выводом датчика, В активном диоде 31 резистор 35 .включен в цепь инвертирую- щего входа операционного усилителя

32,связанную с первым выводом активного диода 31, Диоды 34 и 33 включены в разных направлениях непосредственно и через резистор 35 между инве тирующим входом и выходом операционного усилителя 32, Цепь неинвертирующего входа последнего связана со вторым выводом активного диода 31,

Стабилизатор построен по схеме параллельного стабилизатора напряжения, причем функциональные элементы и узлы 1-4, 31,36,39 и 44 составляют в совокупности стабилизатор среднего значения тока. Стабилизатор имеет два режима работы, а именно: режим поддержания выходного напряжения на заданном уровне и режим переключения с уровня на уровень.

Режим работы стабилизатора в режиме стабилизации напряжения следующий.

В этом режиме на выходе высоковольтного выпрямителя 2 имеет место ток с заданным средним значением, определяемым величиной опорного тока источника 36, В процессе работы стабилизатора выходной ток высоковольтного выпрямителя 2 сравнивается в блоке 39 сравнения с опорным током источника 36, а образованное в результате сравнения напряжение подается на сигнальный вход широтно-импульсного модулятора 3, Напряжения на выходах 5 и 6 тактирующего генератора 4 определяют верхш1Й и нижний уровни амплитуды пилообразного напряжения и, следовательно, диапазон преобразования входного напряжения широтно-импульсного модулятора 3 в длительность импульсов.

Стабилизированный выходной ток высоковольтного выпрямителя 2 распределяется между электронно-лучевой трубкой, регулирующим органом 19 и датчиком 7 напряжения обратной связи.

Пусть, например, выходное напряжение стабилизатора увеличивается. При этом напряжение, снимаемое с выхода датчика 7, более положительно, что приводит к увеличению отрицательного напряжения на выходе усилителя 18, увеличению тока через резистор 24, увеличению тока регулирующего органа 19 и уменьшению выходного напряжения стабилизатора,

В режиме переключения, например, на увеличение выходного напряжения узел 15 формирования управляющего напряжения формирует на своем выходе ступеньку более отрицательного напря- же}шя. Последнее подается на конденсатор 14 через делитель на резисторах 10 и 11 и повторитель 12, реализующие функцию уменьшения тока конденсатора 14, что равноценно уменьшению его эквивалентной емкости. Это необходимо для подбора значения дан51

ной емкости с целью выполнения условий компенсированности датчика 7. На входе, усилителя 18 появляется отрицательное напряжение, а иа его выходе- положительное напряжение. Диод 30 порогового элемента 26 открывается, что приводит к отпиранию транзистора 29 и резкому повышению напряжения на сигнальном входе широтно-импульсного модулятора 3. Ток высоковольтного выпрямителя 2 резко увеличивается, стабилитрон 41 нелинейного элемента 40 отпирается и происходит быстрый заряд емкости нагрузки. Одновременно при .этом происходит заряд конденсаторов 13 и 4. Поэтому напряжение на выходе датчика 7 после окончания переходного процесса заряда емкости нагрузки приходит к установившемуся значению, равному напряжению статиз- ма усилителя 18, а на резисторе 24 устанавливается отрицательное напряжение, определягацее ток регулирующего органа 9,

Нелинейн1з й элемент 40, обеспечивая прохождение значительных токов заряда емкости нагрузки при переключении выходного напряжения, осуществляет также фильтрацию в стабилизации выходного напряжения, что существенно уменьшает его пульсацию, Имп шьсртый ток заряда выходной емкости проходит через блок 39 сравнения токов, заряжая его конденсатор. Для существенного уменьшения времени переходных процессов активный диод 31 поддерживает напряжение на конденсаторе блока 39 равным напряжению на выводе 5, что обеспечивает минималь- |Ное время (около 50 мкс) перехода напряжения на сигнальном входе широт |но-импул.ьсного регулятора 3 в уста- новившееся значение после прекраще- .ния тока через пороговый элемент 26.

При переключении в сторону уменьшения выходного напряже1шя узел 15 формирования управляющего напряжения формирует на своем выходе ступеньку более положительного напряжения, что приводит к появлению отрицательного напряжегшя на входе усилителя 18, а следовательно, к резкому увеличению значения напряжения на резисторе 24 и значительному увеличению тока регулирующего органа 19, разряжающего емкость нагрузю. Для предотвращения работы высоковольтного выпрямителя 2 в этом режиме во избежание увеличе796

ния времени переключения широтно-им- пульсный модулятор 3 отключается компаратором 43.

Предлагаемый стабилизатор по сравнению с известными обеспечивает уменьшение времени переключения выходного напряжения в 2-3 раза. Кроме того, он обладает всеми достоинствами параллельных стабилизаторов напряжения, а именно позволяет стабилизировать выходное напряженке при наличии втекающих токов (в случае работы электронно-лучевой трубки в условиях

повышенной влажности).

Формула изобретения

широтно-нмпульсный модулятор, синхронизирующий вход которого соединен с выходом тактирующего генератора, а выход - с управляющим входом преобразователя постоянного напряжения в высокое переменное, датчик напряжения обратной связи, вютюченный между выводом для подключения первого питающего электрода электронно-лучевой трубки и одним из выходных выводов

узла формирования управляющего напряжения, другой выходной вывод которого соединен с шиной нулевого потенциала, связанной с выводом для подключения второго питающего электрода

электронно-лучевой трубки, усилитель обратной связи, вход которого подключен к выходу датчика напряжения обратной связи, регулирующий орган, нелинейный элемент, пороговый элемент,

отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени переключения выходного напряжения при знакопеременном нагрузочном токе, в него введены источник опорного тока, источник вспомогательного опорного напряжения, блок сравнения токов, компаратор, активный диод, развязывающий диод и токоограничивающий резистор, причем первые выводы источника опорного тока и блока сравнения токов соединены с щиной нулевого потенциа-. ла, а их вторыевыводы - с общим вы-, водом высоковольтного выпрямителя и цепью сигнального входа широтно-импульсного модулятора, выходной потенциальный вывод высоковольтного выгфя- мителя через нелинейный элемент соединен с выводом для подключения первого питающего электрода электроннолучевой трубки и первым выводом ре- гулируняцего органа, второй вывод которого через последовательно включенные токоограничивающий резистор и развязывающий диод подключен к выходному потенциальному выводу усилителя обратной связи и. первому выводу порогового элемента, второй вывод порогового элемента соединен с потенциальным выводом сигнального входа широтно-импульсного модулятора и первым выводом активного диода, второй вывод которого подключен к соответст вующему входному выводу тактирующего генератора, один из входных потенциальных выводов компаратора соединен с объединенными выводами токоограни- чивающего резистора и развязывающего диода, другой - с выходным потенциальным выводом источника вспомогательного опорного напряжения, а выход - со стробирующим входом широтно импульсного Модулятора.

5

0

5

0

5

щего элемента, база подключена к шине нулевого потенциала непосредственно, а эмиттер, служащий вторым выводом регулирующего органа, - через резистор смещения.

А. Стабилизатор по п.1, отличающийся тем, что активнъй диод содержит операционный усилитель, резистор, включенный в цепь инверти- ругацего входа операционного усилителя, являющегося первым выводом активного диода, и упомянутьй резистор между инвертирующим входом и выходом операционного усилителя, цепь неин- вертирукщего входа которого является вторым выводом активного диода.