Высоковольтный стабилизатор постоянного напряжения Советский патент 1978 года по МПК G05F1/56 

1

Изобретение может быть использовано для стабилизации напряжений радиотехнической аппаратуры.

Известны схемы высоковольтных стабилизаторов постоянного напряжения, содержащие регулирующий элемент, усилитель постоянного напряжения, преобразователь напряжения, высоковольтный выпрямитель, выходной сглаживающий фильтр, делитель обратной связи, низковольтный источник нитания, источник онорного напряжения 1.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является высоковольтный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий последовательно соединенные регулирующий элемент, преобразователь напряжения и лысоковольтный выпрямитель, усилитель постоянного напряжения, вход которого связан с источником опорного напрян ения и с резистором цепи обратной связи, а выход соединен с управляющим входом регулирующего элемента {2.

Этот стабилизатор имеет больщие габариты.

С целью уменьшения габаритов предложенный стабилизатор снабжен дополнительным резистором, включенным между высоковольтным выпрямителем и выходом стабилизатора, и двумя конденсаторами, один из которых

2

подключен параллельно резистору цепи обратной связи, а другой - между входом п выходом усилителя ностоянного напряжения. На чертеже представлена блок-схема высоковольтного стабплпзатора постоянного папряжения.

Стабилизатор содержит последователыю соединенные регулирующий элемент 1, преобразователь 2 напряжения и высоковольтный

выпрямитель 3 усилитель 4 постоянного напряжения, вход которого связан с источником 5 опорного напряжения и с резистором 6 цепи обратной связи. Кроме того, он содержит дополнительный резистор 7, включенный между высоковольтным выпрямителем 3 и выходом стабилизатора, конденсаторы 8 и 9, причем кондеисатор 8 иодключен параллельно резистору 6, а конденсатор 9 включен между входом и выходом усплителя постоянного папряжения, низковольтный источник 10 питания, резистор 11.

Устройство работает следующим образом. При влиянии какого-либо сравнительно медленно изменяющегося дестабилизирующего

фактора, например при изменении величины напряжения источника 10, данная схема работает как обычная схема компенсационного стабилизатора, причем элементы 8, 9 п 7 практически никакого влияния не оказывают

(при выборе сопротивления резистора 7 по крайней мере на порядок меньше величины минимального сопротивления нагрузки). Сглаживание пульсаций выходного напряжения, возникающих из-за нендеальностн повышаюндего трансформатора и транзисторных ключей преобразователя напряжения, происходит следующим образом. При достаточно высокочастотном усилнтеле ностоянного напряжения, в качестве которого могут быть иснользованы, например, операционные интегральные усилители, усилители с непосредственными связями, усилители с параллельными каналами, нри выполнении условий; . где / - частота работы ключей преобразователя 2 напряжения; Ci - емкость конденсатора 8; - сопротивление резистора 6; г-сопротивление резистора И; -Rfix - входное сопротивление усилителя 4. Для амплитуды пульсаций в точке В схемы можно записать .t/ C2/vl где Са - емкость конденсатора 9; RI - сонротивление резистора 7; НА - амплитуда пульсаций на выходе высоковольтного выпрямителя. Последнее выражение может быть записано, так как усилитель 4 вместе с элементами 7, 8, 9 представляет по сутн интегратор неременного напряжения. Очевидно, при выполнении нервого условия, пульсации выходного напряжения будут равны пгвых Ки ZiifCtRiKu где K.U - коэффициент усиления усилителя ностоянного напряжения на частоте /. Следовательно, выбрав усилитель с достаточно большим коэффициентом усиления н входным сопротивлением, можно получить большое подавление пульсаций при малых номиналах конденсаторов 8 и 9, что существенно уменьшает габариты всей схемы. Схема высоковольтного стабилизатора ностоянного нанряжения, показанная на чертеже, нодвергалась экспериментальной нроверке. Ьыл выполнен макет стаОилизатора, ооеснечивающий h, нричем в качестве усилителя ностоянного нанряжения использовался интегральный операционный усилитель Kl i4UZA, имеющий A / iUUUuO н кОм, конденсаторы 8 и 9 Оылн выорапы тина 1 ib-o (oauu нФ, .iKbj, частота раОоты преобразователя равнялась 1U к1 н, величина кОм. Экспериментально онределенный коэффициент сглаживания пульсаций составляет около 100000. Пассивный фильтр с таким же коэффициентом сглаживания и резистором фильтра л;ор. ким имел бы конденсатор номиналом 160 мкФ. иощий вес элементов высоковольтной части схемы не превышал нескольких десятков грамм, а обычно вес высоковольтных конденсаторов с номиналами 0,1-10 мкФ на напряжение в несколько киловольт составляет сотни грамм и даже килограмм. Формула изобретения Высоковольтный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий последовательно соединенные регулирующий элемент, преобразователь нанряжения н высоковольтный выпрямитель, усилитель ностоянного напряжения, вход которого связан с источником опорного напряжения и с резистором цепи обратной связи, а выход соединен с управляющим входом регулирующего элемента, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов стабилизатора, он снабжен дополнительным резистором, включенным между высоковольтным выпрямителем и выходом стабилизатора, и двумя конденсаторами, один из которых нодключен нараллельно резистору цепи обратной связи, а другой - между входом и выходом усилителя постоянного напряжения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Ромаш Э. М. Транзисторные преобразователи в устройствах питания электронной аппаратуры. М., «Энергия, 1975, с. 99. 2.Источники электропитания на полупроводниковых приборах. В кн. Проектнрование и расчет. Под ред. С. Д. Додика и Е. И. Гальперина. М., «Сов. радио, 1969, с. 372.