Устройство для управления электронно-лучевым вентилем Советский патент 1992 года по МПК H02M1/08 

сл

С

Сущность изобретения: при отпирании ключа 3 напряжение источника начального запуска 5 через диод 4 поступает на управляющий электрод 2 вентиля 1. После отпирания вентиля ток управляющего электрода поддерживается пропорциональным току нагрузки 7 с помощью трансформатора тока 6, что обеспечивает оптимальный режим управления вентилем. Запирание ключа обеспечивает отключение вентиля.2 ил.

Х|

t

VJ XI

СО

Фиг. 7

Изобретение относится к высоковольтным преобразовательным и коммутирующим устройствам, выполненным на полностью управляемых электронно-лучевых вентилях.

Известно устройство для управления электронно-лучевым вентилем, содержащее датчик тока вентиля, регулируемый источник питания, подключенный через ключ постоянного тока к управляющему электроду вентиля и блок управляющих сигналов, подключенный к управляющему входу ключа.

Недостатками данного устройства являются повышенные потери мощности на вентиле и увеличенное время включения вентиля.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для управления электронно-лучевым вентилем, содержащее регулируемый источник питания, подключенный через ключ к управляющему электроду электронно-лучевого вентиля, блок управляющих сигналов, подключенный к управляющему входу ключа, датчик тока вентиля, выход которого подключен к входу функционального блока, который преобразует ток вентиля в выходное напряжение в соответствии с законом 3/2, блок сравнения, первый вход которого подключен к выходу функционального блока, а второй вход соединен с управляющим электродом, выход блока сравнения подключен к управляющему входу регулируемого источника напряжения, второй управляющий вход которого соединен с выходом блока установки начального напряжения, подключенного к выходу блока управляющих сигналов.

Недостатки указанного устройства - низкая надежность и высокие массогаба- ритные показатели. Низкая надежность обусловлена количеством элементов, содержащихся в блоках, наличием мощного высоковольтного источника напряжения. При размещении устройства управления на высоком потенциале для его питания необходим изолирующий трансформатор как ми- нимум такой же мощности, как и регулирующий источник напряжения.

Цель изобретения - повышение надежности работы устройства, улучшение его массогабаритных показателей при минимальных суммарных потерях мощности на вентиле.

Указанная цель достигается тем, что устройство управления электронно-лучевым вентилем, содержащее управляемый ключ, первый вывод которого предназначен для подключения к управляющему электроду электронно-лучевого вентиля, для подклю 3/2

чения к катоду которого предназначен отрицательный вывод источника напряжения, положительный вывод которого связан с вторым выводом управляемого ключа, снаб5 жено дополнительным диодом, трансформатором тока анода вентиля, первый выходной вывод которого соединен с отрицательным выводом источника напряжения, а второй - с вторым выводом управляемого

0 ключа, причем источник напряжения, положительный вывод которого связан с вторым выводом управляемого ключа через диод, выполнен низковольтным, неуправляемым. Преобразователь тока анода вентиля

5 отбирает энергию, необходимую для управления вентилем, при этом осуществляется соотношение

1а/1у К1,

где la - ток анода вентиля; 0ly - ток управляющегоэлектрода вентиля;

К1 - коэффициент трансформации преобразователя тока.

Это соотношение справедливо, когда

имеет вид

(IVDUa) где К2 - коэффициент пропорциональности, учитывающий первеанс лампы и ее конст- 0 руктивные особенности;

Uу- напряжение на управляющем электроде;

D - проницаемость по сетке,4- Ua - напряжение на аноде лампы. 5 У электронно-лучевых вентилей, работающих в коммутаторном режиме, анодные характеристики, как правило, имеют пен- тодный вид и при работе их в ключевом режиме , поэтому второй член в скоб- 0 ках в уравнении степени 3/2 для триода имеет малую величину.

Учитывая следующие преобразования: 1а К11у; lk ly+la; 5Ik ly+K1 - (к1+1)1уКЗ

с хорошей точностью допустимо соотношение

1уКЗ К211у3/2,

т. е. электронно-лучевой вентиль, включен- 0 ны1 по предлагаемой схеме, управляется в режиме близком к оптимальному.

На фиг. 1 изображено устройство управления электронно-лучевым вентилем, на фиг. 2 - схема возможной реализации 5 трансформатора тока анода.

Устройство (фиг. 1) содержит электронно-лучевой вентиль 1. Управляющий электрод 2 вентиля 1 через управляемый ключ 3 и диод 4 подключен к источнику 5 напряже- ния, а также трансформатору 6 тока анода

вентиля 1, второй вывод подключен к общей точке соединения диода 4 и управляемого ключа 3.

Трансформатор 6 тока анода вентиля (фиг. 2) содержит транзисторы 8, 9, включенные последовательно с каждой полуобмоткой трансформатора 10, высоковольтный выпрямительный мост 11 на выходе вторичной обмотки трансформатора 10 и варистор 12 для защиты транзисторов 8, 9 от перенапряжений.

Устройство работает следующим образом.

При одновременной подаче сигнала управления транзисторами 8, 9 с частотой десятки килогерц и постоянного сигнала на управляемый ключ 3 (причем транзисторы 8, 9 переключаются в противофазе) от источника 5 напряжения через диод 4 и управляемый ключ 3 прикладывается напряжение к управляющему электроду 2 вентиля 1, что приводит к его открытию. Через вентиль 1 и трансформатор б тока анода вентиля начинает протекать ток, величина которого оп- ределяется параметрами нагрузки 7 вентиля 1. На выходе выпрямительного моста 11 появляется напряжение, которое прикладывается через управляемый ключ 3 к управляющему электроду 2 вентиля 1.

Таким образом, любое изменение тока анода вентиля будет приводить к изменению напряжения на его управляющем электроде в близком соответствии с законом степени 3/2.

Коэффициент трансформации трансформатора 10 выбирается исходя из типа вентиля, в котором при заданном токе анода обеспечено минимальное значение тока управляющего электрода вентиля, определяющее нахождение вентиля в ключевом режиме.

Выключение вентиля 1 осуществляется путем одновременного снятия управляющих сигналов с управляемого ключа 3 и

транзисторов 8, 9 преобразователя б тока. Выключение транзисторов 8, 9 происходит быстрее, чем выключение вентиля 1 (из-за паразитной емкости управляющий электрод

- катод), что приводит к перенапряжениям на транзисторах. Для защиты транзисторов от перенапряжений введен варистор 12.

Предлагаемое устройство обеспечивает режим управления электронно-лучевого

вентиля близкий к оптимальному в широком диапазоне изменения тока анода вентиля и по сравнению с прототипом обладает повышенной надежностью за счет меньшего количества элементов и лучшими

массогабаритными показателями.

При установке устройства управления на высоком потенциале для его питания с потенциала земли необходим разделительный трансформатор н единицы ватт, в отличии от прототипа, для питания которого необходим изолирующий трансформатор на сотни ватт.

Формула изобретения Устройство для управления электроннолучевым вентилем, содержащее управляемый ключ, первый вывод которого предназначен для подключения к управляющему электроду электронно-лучевого вентиля, для подключения к катоду которого

предназначен отрицательный вывод источника напряжения, положительный вывод которого связан с вторым выводом управляемого ключа, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и снижения

массы и габаритов, введены диод и трансформатор тока анода вентиля, первый выходной вывод которого соединен с отрицательным выводом источника напряжения, а второй - с вторым выводом улравляемого ключа, причем источник напряжения, положительный вывод которого связан с вторым выводом управляемого ключа через диод, выполнен неуправляемым.