Управляемый высоковольтный источник питания постоянного напряжения Советский патент 1977 года по МПК H02M3/04 G05F1/56 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для питания высоковольтных электродов (например, анодов) электроннолучевых трубок (ЭЛТ) с многослойным люминофором в цветных индикаторных устройствах различного назначения. Известны управляемые высоковольтные источники питания постоянного напряжения 1. Такие источники питания содержат источники напряжения и ключи. Источники питания осуществляют переключение уровне выходного напряжения (например, 12 и 6 KB), с частотой в несколько десятков терц. В зависимости от программ соотношение длительностей одногр и другого уровней выходного напряжения может изменяться вплоть до исчезновения любого уровня на длительное время. Каждому уровню выходного напряжения источника питания соответствует свой цвет на экране питаемой ЭЛТ. Поскольку в течение времени перехода от одного уровня к другому информация на экране ЭЛТ.воспроизводиться не может, к источникам питания предъявляется требование уменьшения этого времени. Недостаток известных источников питания заключается в ограниченном диапазоне выходного напряжения, а также наличии только двух уровней выходного напряжения. Из известных источников наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является управляемый высоковольтный источник питания постоянного напряжения, содержащий N источников постоянного напряжения, выход каждого из которых зашунтирован конденсатором, и ключи, каждый из которых шунтирован диодом.2. Недостаток этого источника питания также заключается в ограниченном диапазоне возможных выходных напряжений, обусловленным небольшими допустимыми напряжениями выпускаемых трап знсторов, а также наличии только двух уровней выходного напряжения, обусловленном построением схемы устройства. Цель изобретения - расширение диапазона и увеличение количества уровней выходного напряжения. Поставленная цель достигается тем, что и управляемом высоковольтном источнике пит; ния постоянного напряжения, содержащем N. источников постоянного напряжения, выход каждого из которых зашунтирован кондексаго ром, ключи, каждый из которых зашунтнроил ; диодом и вывод для подключения нагрузки, новым является то, что N-lna указанных истс.ч НИКОВ постоянного напряжения включен ; в дп агонали N-IMOCTOB, в каждом из плеч коюпм

)i;Hu по указанному ключу, другие днаI. ii этих мостов включены в последователь1) i;rrii.., одна из крайних точек которой заземui, с1 ..;1зу|ая через N-й источник постоянного 1|1;-7жения подсоединена к выводу для под1:м1;ния нагрузки.

ll;i чсгггеже представлена принципиальная :мричс-ская схема предлагаемого источника

, .Millя.

Исгочник питания содержит источники

г ,.ин1ило напряжения 1, 2, 3, представляю. о.обой, например, выпрямители, выходы

|-.г11 шунтированы конденсаторами 4, 5,

I iK;4M 714 и шунтирующие их диоды 15-

|..1лприе образуют плечи двух мостов. В ка lu.- ключей могут быть использованы оптореМ1|.|.1, г|)ан:ик:торы, герконы. На чертеже по UI (алжг конденсатор 23 (емкость анода

IT i;.i tiM..;iio).

1 i|)tM,i.ii;ic iuH ИСТОЧНИК питания работает чующим ()бразо.

: чиинсп.мости от положения ключей 7- и(. 1чя1нпки постоянного напряжения 1 и 11.ч:,..;н..ч;лотся гогласно, встречио источнику . KJXiKiu 1,) илприжения 3 или исключаются из i :|.: при | ключе1 ном положении ключей с ijt.iMcpa.MH и выключенном положении почетными номерами источники посто:;|1 /и/кения 1 и 2 подключены согласно iiKOM 3 постоянного напряжения. На /(.мройстиа нрн этом имеется сумма ,ii исех трех источников.

1, к. 8, 10 выключить, а 7,

:1-р , 10 пыходное напряжение умень:rriiiiiy, вдиие больп1ую напряжения поеюянного напряжения. Если пе-ieiiii.K. и нечетные ключи одиовреjoHx мосга.х, ступень напряжения (. слн включены ключи 12, 13, ностоишюго напряжения 2 исклюЧтобы лзмеиить на конденсаторе UK) lOUd нф) напряжение на сту.la ьромя 2(.) - ()0 мксек, требуется импульс гока большой величины. 1с11Ы1)иг1. выходные сопротивления I 5 гшстоянпого напряжения и 1КОб.ходимое время фронта пенс гочпики н унтированы конденсаfi величина емкости которых выби50 ра:; больше, чем у конденсатора

,.l. 11, Г;, ченнн уровней выходного напряже.;.; t; ii 1 i ки источник 3 постоянного напряin: iri:- ;.;:-....-Kt-K обеспечивать напряжение 9 кв, а ,-и.-;оч1:икя I н 2 постоянного напряжения по i,;j Kii. {;ч1рижепие на открытом ключе равно i.:.i(p;; ::Liiiiio источника, к которому он подключил, lljifi чиго, чтобы нанрял(ение на ключах не lipCtJbuiia.io утпю значения и в моменты коммутации, ключи шунтированы диодами. Так при включении ключей 8 и 10 напряжение в точке 24 ценью конденсаторов 5, 6, 23 поддерживается равным напряжению источника 1 постоянного напряжения ( + 1,5 кв). При включении ключей один из них, например 7, включится раньше. При этом, если бы не было диодов, то на ключе 9 до его включения кратковременно появилось бы удвоенное напряжение источника I постоянного напряжения (3 кв). Однако через диод 18 при включении ключа 7 потенциал точки 24 снижается до нуля, а на ключе 9 -до нормального (1,5 кв).

При переключении выходного напряжения «вверх четные ключи пропускают ток заряда конденсатора 23 и далее ток нагрузки. При переключении «вниз нечетные пропускают только ток разряда конденсатора 23, а ток нагрузки после этого идет в обратную сторону через нечетные диоды. Ключи таким образом могут обладать односторонней проводимостью, т.е. могут быть использованы транзисторы постоянного напряжения. Если источник 1 постоянного напряжения имеет напряжение I кв, а источник 2-2 кв, то предлагаемое устройство обеспечит четыре уровня выходного напряжения 6. 8, 10, 12 кв, т.е. легко достигается большое число уровней напряжения. Напряжение на ключах в четыре раза меньше, чем у прототипа, а при увеличении количества мостов может быть еще меньше, что позволяет на выпускаемых промышленностью ключах расширить диапазон выходных напряжений.

Формула изобретения

Управляемый высоковольтный источник питания постоянного напряжения, содержащий N источников постоянного напряжения, выход каждого из которых зашунтирован конденсатором, ключи, каждый из которых зашунтирован диодом и вывод для подключения нагрузки, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона и увеличения количества уровней выходного напряжения N-1 из указанных источников постоянного напряжения включены в диагонали N -1 мостов, в каждом из плеч которых установлено по указанному ключу, другие диагонали этих мостов включены в последовательную цепь, одна из крайних точек которой заземлена, а другая через N-й источник постоянного напряжения подсоединена к выводу для нодключенпя нагрузки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Патент США № 3 659.190, кл. 323-22, 1968.

2.Патент США № 3 723 855, кл. 323-21, 1973.

20

17