Высоковольтный источник электропитания Советский патент 1991 года по МПК H02M3/335 

(Л

С

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания высоковольтных узлов и элементов радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения - повышение КПД путем обеспечения коммутации ключевого каскада при минимальном напряжении. В источник питания, содержащий ключевой каскад 5, резонансный трансформатор 6, задающий генератор 1, широтно-импульсный модулятор 3, введены узел определения скорости изменения напряжения 7, нуль-детектор 2 и схема блокировки 8. Моменты коммутации ключевого каскада 5 жестко синхронизированы с моментами минимума напряжения на нем в каждом периоде колебаний резонансного трансформатора 6, что обеспечивает снижение коммутационных потерь и повышает средний КПД преобразования. 2 ил.

о о

ч4 Ю О

сх

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания высоковольтных узлов и элементов радиоэлектронной аппаратуры.

Цель изобретения - повышение КПД путем обеспечения коммутации ключевого каскада при минимальном напряжении.

На фиг.1 приведена структурная схема высоковольтного источника электропитания; на фиг.2 - временные диаграммы его работы.

Источник содержит управляемый задающий генератор 1, вход которого подключен к выходу нуль-детектора 2, а выход - к входу синхронизации широтно-импульсно- го модулятора 3. На второй вход последнего подается модулирующее напряжение, являющееся разностью некоторого опорного напряжения и части выходного напряжения высоковольтного выпрямителя 4. Выход модулятора соединен с управляющим входом ключевого каскада 5, выход которого соединен с входами повышающего резонансного трансформатора 6 и узла 7 определения скорости изменения напряжения, выходом соединенного с входом нуль-детектора 2. Схема 8 блокировки входом подключена к выходу нуль-детектора 2, а выходом к второму входу нуль-детектора 2.

Источник работает следующим образом.

Начальный запуск обеспечивается задающим генератором 1, собственная частота которого заведомо ниже частоты колебательного процесса повышающего резонансного трансформатора 6(фиг.2а). Под действием импульсов запуска в трансформаторе 6 появляются затухающие колебания (пунктир на фиг.26). При появлении колебаний в трансформаторе 6 на выходе нуль-детектора 2 появляются сигналы запуска, поступающие на вход генератора 1 и синхронизирующие его. С выхода генератора 1 импульсы поступают на вход синхронизации модулятора 3, на выходе которого формируются импульсы длительностью, определяемой модулирующим напряжением, являющимся разностью некоторого опорного напряжения и части выходного напряжения высоковольтного выпрямителя 4, входом соединенного с выходом трансформатора 6. Импульсы с выхода модулятора 3 поступают на управляющий вход ключевого каскада 5, управляя длительностью его открытого состояния. Узел 7 определения скорости изменения напряжения анализирует выходное напряжение ключевого каскада 5. Выходной сигнал этого узла поступает на нуль-детектор 2. В моменты, когда напряжение на ключевом каскаде 5 минимально,

скорость изменения выходного напряжения ключевого каскада 5 равна нулю (фиг.2в) и нуль-детектор 2 вырабатывает сигналы запуска генератора 1 (фиг.2г) и схемы 8 блокировки, которая для предотвращения ложных срабатываний запирает нуль-детектор 2 на время 0,5Т Тблок Т, где Т - период колебательного процесса трансформатора 6. Из-за невозможности сведения к нулю

0 индуктивности рассеяния трансформатора после окончания воздействующего импульса ключевого каскада появляются паратит- ные высокочастотные затухающие колебания с частотой, превышающей рабо5 чую частоту резонансного трансформатора (фиг.26). Наличие этих паразитных колебаний может привести к появлению на выходе нуль-детектора ложных импульсов синхронизации в моменты частных минимумов и

0 максимумов высокочастотных колебаний. Для исключения этого, а также в случае использования однотактной ключевой схемы для исключения срабатывания нуль-детектора по максимумам напряжения рабочей

5 частоты (в эти моменты производная напряжения также равна нулю) введена схема 8 блокировки, которая вырабатывает импульсы, запирающие нуль-детектор на время, превышающее время, в течение которого

0 возможно ложное срабатывание нуль-детектора (фиг.2д).

Таким образом, ключевой каскад 5 в каждом периоде колебаний повышающего резонансного трансформатора 6 включает5 ся при минимуме напряжения на нем, что позволяет снизить потери мощности при включении и повысить средний КПД высоковольтного источника электропитания. Формула изобретения

0Высоковольтный источник электропитания, содержащий задающий генератор, под- ключенный к одному из входов широтно-импульсного модулятора, к другому входу которого подключен источник мо5 дулирующего напряжения, ключевой каскад с резонансным повышающим трансформатором и схему синхронизации, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД путем обеспечения коммутации ключевого

0 каскада при минимальном напряжении, схема синхронизации содержит узел определения скорости изменения напряжения, нуль-детектор и схему блокировки, причем вход узла определения скорости изменения

5 напряжения подключен к выходу ключевого каскада, а выход - к первому входу нуль-детектора, выходом подключенного к входу задающего генератора, а также к входу схемы блокировки, выходом подключенной к второму входу нуль-детектора.

UB6/X3

Ч

8

Л/л 7

I1 s

ЦВЫХ 2

г

Ufoix В(

s

-Ј

Фиг. 2