Высоковольтный стабилизированный источник постоянного напряжения Советский патент 1990 года по МПК G05F1/56 

Изобретение относится к электротехнике,, предназначено для использования при реализации вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры с высоким уровнем питающего напряжения и является усовершенствованием известного устройства по основному авт. св. № 1190374.

Цель изобретения - повышение быст- родействия при регулировании выходного напряжения от большего значения к меньшему.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого высоко- вольтного стабилизированного источника постоянного напряжения (с выходным напряжением U

6ЫХ

отрицательной

полярности относительно шины нулевого потенциала) „

Устройство содержит непрерывный стабилизатор 1 постоянного напряжения с регулирующим элементом 2 последовательного типа, блоком 3 сравнения и блоком 4 опорного напряжения, преобразователь 5 постоянного напряжения в переменное, умножитель в напряжения, параллельно расположенные высокопотеициальньш электрод 7 и низкопотенциальный электрод 8, блок 9 формирования напряжения обратной связи, выполненный с использованием механотропного преобразователя и дифференциального усилителя постоянного тока9 источник 10 ультрафиолетового излучения и ключ 11. Непрерывный стабилизатор 1 постоянного напряжения, преобразователь 5 постоянного напряжения в переменное и умножитель 6 напряжения включены последовательно между выводами для подключения первичного источника питания и нагрузки. Высокопотенциальный электрод 7 соединен с выходным высокопотенциальным выводом умножителя напряжения, а низкопотенциальный электрод 8 - с шиной нулевого потенциала. Блок 9 формирования напряжения обратной связи механически сочленен с низкопотенциальным электродом 8. Источник 10 ультрафиолетового излучения в данном случае (при выбранной полярности Ugbix) оптически связан с высокопотенциальным электродом 7 и соединен питающим входом через ключ 11 с выводами для подключения первичного источника питания. В непрерывном стабилизаторе 1 постоянного напряжения один из входов блока 3 сравнения подключен к вы

Q

0

5

0

5

0

5

0

5

ходу блока 4 опорного напряжения, другой вход - к выходу блока 9 формирования напряжения обратной связи, а выход - к управляющим входам регулирующего элемента 2 и ключа 11.

Высоковольтный стабилизированный источник постоянного напряжения работает следующим образом.

Входное питающее напряжения Uftx через непрерывный стабилизатор 1 постоянного напряжения поступает на вход преобразователя 5, преобразуется в высокое переменное напряжение и подводится к входу умножителя 6 напряжения. Умноженное и выпрямленное напряжение иьь(( подается на выход источника питания и на высокопотенциальный электрод 7. При этом блок 9 формирования напряжения обратной связи вырабатывает напряжение, пропорциональное выходному напряжению источника питания, которое направляется к блоку 3 сравнения непрерычного стабилизатора I постоянного напряжения, где сравнивается с опорным напряжением от блока 4.

I

Стабилизация выходного напряжения

UBblx осуществляется за счет отрицательной обратной связи, поддерживающей равенство опорного напряжения и напряжения обратной связи на входах блока 3 сравнения при колебаниях входного питающего напряжения и&)( и изменениях тока нагрузки. При повышении питающего напряжения U6 или при уменьшении тока нагрузки выходное напряжение 11ЬЫ;с стремится увеличиться, что приводит к росту электростатических сил между электродами 7 и 8, перемещению электрода 8 по направлению к электроду 7 и в результате к увеличению напряжения обратной связи на выходе блока 9. При этом блок 3 сравнения вырабатывает сигнал, увеличивающий степень запирания регулирующего элемента 2, что приводит к уменьшению питающего напряжения на входе преобразователя 5, уменьшению выходного напряжения умножителя 6 и выходного напряжения блока 9 формирования напряжения обратной связи. Этот процесс происходит до момента восстановления равенства напряжения обратной связи и опорного напряжения.

Регулировка выходного напряжения UbjIK высоковольтного источника питания осуществляется изменением опорного напряжения в блоке 4 плавно или ступенями по заданной программе. Если очередная ступень выходно.го напряжения U&b)x больше предыдущей, то происходит подзаряд конденсаторов умножителя 6 напряжения через прямое сопротивление диодов. Так как прямое

гулирования выходного напряжения определяется током фотоэмиссии, который зависит от фотоэмисснонных свойств материала высокопотенциального электрода 7 и интенсивности источника 10 ультрафиолетового излучения.

При отрицательной полярности источник 10 ультрафиолетового излучения

Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения - повышение быстродействия при регулировании выходного напряжения от большего значения к меньшему. Устройство содержит силовой канал с последовательно включенными непрерывным стабилизатором 1 постоянного напряжения, преобразователем 5 постоянного напряжения в переменное и умножителем 6 напряжения. В канал обратной связи входят высоковольтный электрод 7, низковольтный электрод 8 и блок 9 формирования напряжения обратной связи (с механотронным преобразователем и дифференциальным усилителем постоянного тока). При программном снижении выходного напряжения устройства сигналом с выхода блока 3 сравнения, входящего в стабилизатор 1, открывается ключ 11 и подводится питание к источнику 10 ультрафиолетового излучения. Ультрафиолетовое излучение, попадая на высокопотенциальный электрод 7, вызывает фотоэмиссию электронов с него. Ток в цепи между высокопотенциальным электродом 7 и низкопотенциальным электродом 8 обеспечивает быстрый принудительный разряд конденсаторов умножителя 6 напряжения. Направленность ультрафиолетового излучения определяется полярностью выходного напряжения устройства. При этом облучению подвергается всегда электрод отрицательной полярности контура обратной связи. 1 ил.

сопротивление диодов относительно должен быть установлен так, чтобы

кое, то заряд конденсаторов производится быстро, В этом случае быстродествие регулирования выходного напряжения определяется параметрами умножителя 6 (прямым сопротивлением диодов, емкостью конденсаторов). В моменты времени переключения с меньш ступени выходного напряжения на большую на выходе блока 3 сравнения вырабатывается сигнал, открывающий регулирующий элемент 2 и одновременн запирающий ключ 11. При этом источни 10 ультрафиолетового излучения не включается и не оказывает влияния на работу устройства.

Если очередная ступень выходного напряжения U6blx устройства меньше прдыдущей, что достигается переводом опорного напряжения блока 4 на более низкий уровень, то на выходе блока 3 сравнения вырабатывается сигнал, запирающий регулирующий элемент 2 и одновременно открывающий ключ 11. Питающее напряжение U&x через открытый ключ ,11 поступает на вход источника 10 ультрафиолетового излучения и включает его. Ультрафиолетовое излучение, попадая на высокопотенциальный электрод 7, вызывают фотоэмиссию электронов с него, которые создают ток в цепи между высокопотенциальным электродом 7 и низкопотенциальным электродом 8. Этот ток быстро разряжает конденсаторы умножителя 6 напряжения до момента равенства напряжения обратной связи на выходе блока 9 и опорного напряжения на выходе блока 4. Сигнал на выходе блока 3 сравнения принимает низкий уровень, ключ 11 запирается и источник 10 ультрафиолетового излучения выключается. В этом случае быстродействие реобеспечивалось облучение высокопотенциального электрода 7, т.е. как показано на схеме, а при положительной полярности выходного напряжения

Ubbix должна обеспечиваться возможность облучения низкопотенциального электрода 8,

Устройство может эксплуатироваться как в вакууме, так и при атмосферном давлении. В последнем случае электроды 7 и 8 должны быть помещены в вакуумированный баллон, выполненный из кварцевого стекла.

В предлагаемом высоковольтном стабилизированном источнике постоянного напряжения по сравнению с известными устройствами при программном изменении выходного напряжения UBbl1c достигнуто значительное повышение (в 10-50

раз) быстродействия его установки и регулирования.

Формула изобретения

Высоковольтный стабилизированный источник постоянного напряжения по авт.св. № 1190374, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия при регулировании

выходного напряжения от большего значения к меньшему, в него введены источник ультрафиолетового излучения и ключ, причем источник ультрафиолетового излучения оптически связан с электродом отрицательной полярности контура обратной связи и соединен питающим входом через ключ с выводами для подключения первичного источника питания, а управляющий

вход ключа подключен к выходу блока сравнения стабилизатора постоянного напряжения.