Высоковольтный стабилизированный источник питания переменного напряжения Советский патент 1989 года по МПК G05F1/44 

Вход

3 150

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для стабилизации высоковольтного переменного, напряжения, например, в установках дпя проверки изделий на электропрочность.

Цель изобретения - увеличение быстродействия, повьшение надежности работы и безопасности эксплуатации.

На чертеже представлена эле1{три- ческая схема высоковольтного стаби- лизированного источника питания переменного напряжения.

Источник питания содержит задаю-- щий генератор I, регулирующий орган 2, узел 3 обратной связи, источник 4 опорного напряжения, силовой трансформатор 5 с первичной 6, вторичной 7, дополнительной 8 обмотками и обмоткой 9 обратной связи, выпрямитель 10, сглаживающий фильтр П, первый 12 и второй 13 регулирующие транзисторы, первый 14 и второй 15 токоогра- ничивающие резисторы, первый 16, второй 17, третий 18, четвертый 19, пятый 20 и шестой 21 диоды, датчик 22 тока, узел 23 коммутации и узел 24 защиты с памятью.

Источник питания работает следующим образом.

Задающий генератор 1 формирует сигнал синусоидальной формы частотой 50 Гц. Регулирующий орган 2 усиливает сигнал с выхода задающего генератора i. Усиленный сигнал с выхода ре- гулируклцего органа 2 подается на первичную обмотку 6 силового трансформатора 5. На выводах вторичной обмотки 7, дополнительной обмотки 8 и обмот- ки 9 обратной связи формируются синусоидальные напряжения.

Коэффициенты трансформации дли каждой из обмоток силового трансформатора 5 выбраны, собтветственно, такими, чтобы подаваемое на первичную обмотку 6 напряжение с выхода регу- лирукяцего органа 2 вызывало; на обмотке 7 формирование требуемого от источника питания уровня выходного напряжения; на дополнительной обмотке 8 - напряжения, превьшающего выходное напряжение обмотки 7 на величину падения напряжения на внутреннем сопротивлении дополнительной обмотки 8 в случае протекания .через нее максимального тока нагрузки; на йыходе обмотки 9 обратной связи - напряжения, равного после преобразова/

ния его выпрямителем 10 и фильтром 11 напряжению на выходе источника 4 опорного напряжения. При работе источника питания на нагрузку равенство напряжений на первом (с выхода источника 4 опорного напряжения) и вторым (с выхода фильтра 11) входах узла 3 обратной связи поддерживается

автоматически путем регулирования сигналом с выхода узла 3 обратной связи коэффициента усиления регулирующего органа 2v.

На регулирующих транзисторах 12

и 13 собраны повторители напряжения. В нормальном режиме работы источника (когда выходной ток источника не превышает предельного значения) узел 23 коммутации замкнут.

При Формировании на началах вто- . ричной обмотки 7 и дополнительной 8 . обмотки положительных полуволн в ак;- тивном режиме работает регулирующий транзистор 12. Ток нагрузки протекает по цепи: обмотка 8 - диод 16 - коллектор-эмиттер транзистора 12 - датчик 22 тока - узел 23 коммутации - нагрузка - диод 19 - диод 21. На нагрузке повторяется напряжение обмотки 7 (прямым падением напряжения на р-п переходах пренебрегаем. При формировании положительных полуволн на концах вторичной 7 и дополнительной 8 обмоток в активном режиме работает транзистор 13. Ток нагрузки протекает по цепи: дополнительная обмотка 8 - диод 17 - коллектор-эмиттер транзистора 13 - нагрузка - узел 23 ко.ммутации - датчик 22 тока - диод

20. На нагрузке повторяется напряжение вторичной обмотки 7.

Пренебрегая протекающим через обмотку 7 базовым током регулирующих транзисторов 12, 13, можно считать,

что обмотка 7 работает в режиме хо- лоистого хода и при изменении тока нагрузки напряжение на обмотке 7, а следовательно, и на нагрузке, подключенной к выходным выводам, сохраняется неизменным. При этом падение напряжения на внутреннем сопротивлении первичной обмотки 6 компенсируется изменением выходного напряжения регулирующего органа 2.

Обмотка 9 обратной связи выполняет функцию датчика напряжения.

Так как при изменении тока нагрузки режимы работы вторичной обмотки 7 и сУбмотки 9 обратной связи сохраняют515

ся, сохраняется и соотношение между формируемыми на них уровнями напряжения. Это позволяет контролировать величину напряжения вторичной обмот- ки 7, а следовательно, напряжения на нагрузке по величине напряжения на обмотке 9 обратной и тем самым гальванически развязать высоковольтную и низковольтную части источника питания.

Напряжение на выходньпс выводах не изменяется при увеличении тока нагрузки до тех пор, пока напряжение на дополнительной обмотке 8 не умень шится вследствие падения напряжения на ее внутреннем сопротивлении до уровня напряжения обмотки 7. Поэтому напряжение дополнительной обмотки 8 в режиме холостого хода должно пре- вьшать напряжение холостого хода вторичной обмотки 7 на величину падения напряжения на внутреннем сопротивлении дополнительной обмотки 8 при протекании через нее максимального тока нагрузки,

С целью предотвращения выхода из строя-регулирующих транзисторов 12 и 13 при возникновении пробоя в цепи тока нагрузки включены датчик 22 тока и узел 23 коммутации. В случае превышения током нагрузки определенной величины под воздействием сигнала датчика 22 тока срабатывает узел 24 защиты .устройства. Узел 23 коммутации при этом под воздействием сигнала, поступающего на его управляющий вход с выхода узла 24 защиты, разрывает цепь прохождения тока нагрузки.

Технико-экономический эффект от внедрения изобретения заключается в повьшении быстродействия работы источника, что позволяет исключить спады и броски выходного напряжения и повысить тем самым качество проводи- мых с помощью источника питания высоковольтных проверок. Гальваническая развязка высоковольтных обмоток с низковольтной частью источника питания позволяет повысить надежность его работы и безопасность эксплуатации.

Формула изобретения

Высоковольтный стабилизированньй источник питания переменного напряжения, содержащий регулирующий орган силовым входом подключенный к входным выводам, а выходом - к первичной

,

0 5

о

Q 0

5

106

обмотке силового трансформатора, начало вторичной обмотки которого соединено с общей точкой согласно-последовательно соединенных первого и второго диодов, конец вторичной об- .мотки силового трансформатора соединен с общей точкой согласно-последовательно соединенных третьего и четвертого диодов, задающий генератор, выходом соединенньй с первым входом регулирующего органа, второй вход которого соединен с выходом узла обратной связи, nepBbtfi вход которого соединен с источником опорного напряжения, датчик тока, выходом соединенный с входом узла защиты, отличающий с я тем, что, с целью увеличения быстродействия, повышения надежности работы и безопасности эксплуатации, в него введены пятьй и щестой диоды, первы и второй регулирующие транзисторы, первый и второй токоог- раничивающие резисторы, вьтрямитель, сглаживающий ф51пьтр, узел коммутации, дополнительная обмотка и обмотка обратной связи силового трансформатора, при этом обмотка обратной связи силового трансформатора чер чз выпрямитель и сглаживающий фильтр соединена с вторым входом узла обратной связи, начало дополнительной о бмотки через пятый диод, переход коллектор - эмиттер первого регулирующего транзистора, датчик тока и узел комьгута- ции соединено с первым выходным выводом, конец дополнительной обмотки через шестой диод и переход коллектор - эмиттер второго регулирующего транзистора соединен с вторым выходным выводом, база первого регулирующего транзистора через первьи токо- ограничивающий резистор соединена с началом вторичной обмотки, база второго регулирующего транзистора через второй токоограничиваюгций резистор соединена с концом вторичной обмотки, эмиттер первого регулирующего транзистора через включенные в прямом направлении первый и второй диоды соединен с началом дополнитепьной обмотки, эмиттер второго регулирующего транзистора через включенные в прямом направлении третий и четвертый диоды соединен с концом дополнительной обмотки, выход узла защиты соединен с управляющим входом узла коммутации, при этом число витков дополнительной обмотки определяется из ус715010108

ловия формирования на ее выводах приличину падения напряжения на внутренработе силового трансформатора в ре-нем сопротивлении дополнительной обясиме холостого хода напряжения, пре-мотки при протекании через нее маквышающего напряжение холостого ходасимального тока нагрузки, на выводах вторичной обмотки на ве

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для стабилизации высоковольтного переменного напряжения. Цель изобретения - увеличение быстродействия, повышение надежности работы и безопасности эксплуатации. Источник питания содержит регулирующий орган (ПО) 2, силовой трансформатор 5 со вторичной 7 и дополнительной 8 обмотками. Вторичная обмотка 7 задает величину напряжения на управляющих входах повторителей напряжения, выполненных на транзисторах 12, 13. Дополнительная обмотка 8 через силовые переходы транзисторов 12, 13, датчик тока 22 и узел коммутации 23 подключена к выходным выводам. Напряжение на выходе повторяет напряжение вторичной обмотки 7, которое вследствие малой величины потребляемого тока не изменяется при изменении тока нагрузки. С обмотки 9 обратной связи, гальванически развязанной с высоковольтным выходом, снимается напряжение, пропорциональное выходному напряжению, которое через выпрямитель 10, фильтр 11 и усилитель 3 обратной связи поступает на управляющий вход РО 2, обеспечивая стабилизацию напряжения на обмотках трансформатора 5. В аварийных режимах нагрузка отключается узлом коммутации 23. 1 ил.