Высоковольтный стабилизированный источник постоянного напряжения Советский патент 1978 года по МПК G05F1/46 

(54) ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ИСТОЧНИК постоянного НАПРЯЖЕНИЯ

можность стабилизации в любой выбранной точке регулируемого диапазона. Все,это делает невозможным дистанционное автоматическое вк.шочение источника.

Целью изобретения является повышение КПД, надежности, o6ecne4esJH8 возможности дистанционного автоматического включения высоковольтного, стабилизированного источника постоянного напряжения ,

Это.достигается тем, что в высоковольтном стабилизированном источнике постоянного напряжения, содержащем трехфазный тиристорный регулятор напряжения, входами соединенный с входными выводами, а выходом - с выпрямителем, отрицат ельный выходной вывод которого служит для подключения одного конца нагрузки для подключения другого конца которой служит ЕЫВС.Ц от общей, шины, управляющий блок,состоящий из формирователей импульсов, выход каждого из которых соединен с соответствующим управляющим входом Трехфазного тиристорного регулятора напряжения, фазосдвигающих блоков, выход каждого из которых соединен со входом соответствующего формировате ля импульсов, общий фазосдвнгающий блок, выходные выводы которого соединены со входами фазосдвигшотих блоков, первый управляющий транзистор, выходом соедиЕ-генный с одним из входных выводов общего фазос.двигающего блока, а базой - с выходом уоклит-й

ля постоянного тока, входом ПОДКЛЮ-lf.Kного к выходу Tpex j i3Horo ткристорног регулятора напряжения, вспомогательный питающий блок, входом сое.диненньгй с входными вывода да, новым является то, что в управляющий блок введен тиристорно-релейный узел защиты ч узел автоматического включения, состоящ.ий из второго управляющего транзистора, соединенного последовательно с первым управляющим транзистором, зарядной цепочки, выполненной в виде пос,ледовательно соединенных первого и второго резисторов, конденсатора,шунтированного коллекторио-эмиттерной цепЬю разряжающего транзистора, и третьего резистора и ограничивающегО по напряжению стабилитрона, акод которого .соединен с о.бщей точкой первого и второго резис.торов, а катод с одним выходным выводом вспомргатального питающего узла, другой выходной вывод которого соединен со свобод гьам выводом первого резистора зарядной цепочки, соединенного через ограничиванндий резистор с другим входным выводом общего фазосдвигающего блока, регулируемого делителя напряжения, один крайний вывод которого соединен с общей точкой первого и второго резисторов зарядной цепочки, средний вывод с базой второго управляющего траизис.тора, а другой крайний вывод соединен со свободным выводом третьего оезистора зарядной цепочки и базой разряжающего транзнстора, опорного стабилитрона, анодом подключенного к эмиттеру второго управляющего транзистора и второму из указанных входных выводов общего фазосдвигающего блока, а катодом - к катоду ограничивающего по напряжению стабилитрона и к базе разряжающего транзистора, и потенциометра обратной связи, один крайний

. вывод которого соединен с анодом опорного стабилитрона, движок через соответствующий из двух развязывающих диодов - со средним выводом регулируемого делителя напряжения и общей точке третьего резистора, конд.енсатора зарядной цепочки и эмиттера разряжающего транзистора, а другой крайний вывод через ограничивающ - й резистор соединен с положительным вы-ходным выводом .выпрямителя, к которому подключай один вывод дополнительно введенного резисторного датчика тока, другой выЕод которого соединен с вывоДО.М от обю.ей шины, соединенным с базой разряжающего транзистора, причем общая точка сграничиваюа его резистора и потенциометра обратной связи соед игена с одним их входов узла тиристорно-релейной защиты, другой вход которого соединен со вторьт из указа(1нык выводов резисторного датчика тока. . .

На чертеже показана структурная схема .1совольтно1-чэ стабилизированного источника .аостоянного напряжения.

Высоковольтный стабилизированный ИСТОЧК.ИК содержит нагрузку 1, подключакпую к выходу выпрямителя 2, соединенного с 1рехфазнь м т ирис торным регулятором напряжения 3, подключенного . к управ.ляющему блоку 4. После,дннй содержит формирователи 5,6,7 импульсов, соединенные соответственно с Ф«1йосдвщ-ающими блокаг-.ш 8, 9, 10, которые подключены к общему фазосдвигающе.му блоку 11, соединенному с управляю1ДКМ транзистором 12,, подключенным базой и sivsiTTepoM к усилителю постоянного тока 13. Вход усилителя 13 подключен к выходу трехфазного тиристорного

регулятора.напряжения 3, к входным вьизодам которого подключен вспомогательный питающий, блок 14, соединенный с ткристорно-релейным узлом .защиты 15 .и с узлом автоматического вклю-; чения 16. Эмиттер управляющего тран- зистора 3 2 соединен, с коллектором управляющего транзистора 17, база которого соединена с резистором 18 и переменны.м резистором 19 регулируемого Делителя напряжения.Зарядная цепочка состоит из включенных последовательно резисторов 20, 21, конденсатора 22 и резистора23. Параллельно конденсатору 22 включен-разряжакяций транзистор, 24, база которого подключена к зазем-. ленной шине. В месте соединения резисторов 18, 20, 21 подключен анодом ограничивающий по напряжению стабилитрон 25. Последовательно нагрузке 1 включен резисторный датчик тока 26, один вывод которого соединен с положительным выходным выводом выпрямителя 2 и ограничивающим резистором 27. Источник содержит потенциометр 28 обратной связи, движок которого через развязывающие диоды 29,30 соединен со средним выводом регулируемого делителя напряжения на резисторах 18, 19 и общей точкой резистора 23, а один крайний вывод потенциометра обратной связи 28 соединен с анодом опорного стабилитрона 31, и ограничивающий резистор 32. Работает источник следующим образом. Со вторичной обмотки трансформатора трехфазного тиристорного регулятора напряжения 3 напряжение поступает на выпрямитель 2, фильтр которого заканчивается дросселем, подключенным через резисторный датчик тока 26 к заземленной шине и через нагрузку 1 (клистрон) - к минусу выпрямителя 2. Управление тиристорами трехфазного тиристорного регулятора напряжения 3 осуществляется управляющим блоком 4. Фазосдвигающие блоки 8, 9, 10 воздействуют на соответствующие формирователи импульсов 5, 6, 7 и синхронизируют их импульсы. Фазосдвигающие блоки 8, 9, 10 управляют общим фазосдвигающим блоком 11, нагруженным на соединенные последовательно управляющие транзисторы 12 и 17. Транзисторы 12, 17 в конечном итоге управляют моментом времени включения трехфазного тиристорного регулятора напряжения 3 с выхода которого напряжение подается на усилитель постоянного тока 13, который воздействует на управляющий транзистор 12 в зависимости от сигнала ошибки и установки режима выходного напряжения. Управляющий транзистор 12 воздействует на общий фазосдвигающий блок 11 только при открытом втором управляющем транзисторе 17. Второй управляющий транзистор 17 воздействует на общий фазосдвигающий блок в зависимости от напряжения зарядной цепочки и от импульса напряжения, пос тупающего с резисторного датчика тока 26 в момент пробоя нагрузки 1 (клистрона). Питающий блок 14 обеспечивает питанием управляющий блок 4. Узел автоматического включения 16 работает следующим образом. В момент подачи трехфазного напряжения на вход трехфазного тиристорного регулятора напряжения 3 управляющий транзистор находИтся в закрытом состоянии, так как эмиттер этого транзистора находи ся под отрицательным, а база - под по ложительным потенциалом,снимаемым с опорного стабилитрона 31 через перем ный резистор 19.Напряжение на опорный стабилитрон 31 поступает с питающего блока 14 через ограничивающий резистор 32. Управляющий транзистор 12 не может воздействовать на общий фазосдвигающий блок 11, так как управляющий транзистор 17 в закрытом состоянии разрывает цепь управления. Время включения трехфазного тиристорного регулятора напряжения 3 обусловлено схемой общего фазосдвигающего блока и подобрано таким образом, что обеспечивает отсечку напряжения синусоиды трехфазным тиристорным регулятором напряжения 3 необходимой величины (для получения первоначального минимального выходного напряжения). В это время зарядный конденсатор 22 через резисторы 20, 21 и 23 заряжается от питающего блока 14. Напряжение заряда конденсатора 22 ограничивается стабилитроном 25. Время заряда определяется ре гулируе Им делителем напряжения, состоящим из резистора 18 и переменного резистора 19, между которыми включена база управляющего транзистора 17. Так как запирающеенапряжение на стабилитроне 31 в три раза меньше ограничивающего напряжения на стабилитроне 25, по мере заряда конденсатора 22 запирающее напряжение уменьшается и по достижении определенной величины управляющий транзистор 17 начинает плавно изменять сопротивление Э1миттерно-коллекторного перехода до полного его насыщения, при этом начинает работать управляющий транзистор 12. Такая схема включения обеспечивает кратковременную ступеньку первоначального минимешьного напряжения на выходе выпрямителя 2, с которой начинается плавный подъем до установленной ранее величины стабилизированного выходного напряжения. При заряде конденсатора 22 через резистор 23 протекает ток заряда, и на нем образуется напряжение, приложенное к разряжающему транзистору 24 (плюск базе,минус - к эмиттеру),что заставляет транзистор 24 находиться в закрытом состоянии. В момент выключения высоковольтного стабилизированного источника конденсатор начинает разряжаться через резистор 23, переменный резистор 19 и резисторы 18, 21. При прохождении тока разряда конденсатора 22 через резистор 23 на нем образуется напряжение, плюс которого приложен к эмиттеру транзистора 24, а минус к его базе. Транзистор 24 открывается и разряжает конденсатор 22, что приводит высоковольтный стабилизированный источник в первоначальное положение за 1-2 с. При ионном пробое нагрузки (клистрона) в момент нарастания выходного напряжения или при работе источника выходное напряжение в первый момент времени.распределяется между дросселем выпрямителя 2 и резисторным датчиком ток-а 26. Напряжение с датчика тока 26 поступает на базу управляющего транзистора 17, который мгновенно запирается и тем самым изменяет время включения трехфаз-г ного тиристорного регулятора напряжения 3, вследствие чего на выходе выпрямителя 2 будет минимальное напряжение, которое гасится в выпрямителе 2 и на датчике тока 26. Ток короткого заАШкания не превышает полуторакратного значения рабочего тока нагрузни 1 (клистрона). В то же время на эмиттер разряжающего транзистора 24 через резистор 27, потенциометр обратной связи 28 и диод 30 поступает напряжение с резисторного датчика тока 26 и открывает транзистор 24, кото ралй разряжает конденсатор 22. Время разряда конденсатора 22 определяется потенциометром 28. С его помощью можно установить режим работы, при котором после ионного пробоя нагрузки 1 (клистрона) выходное напряжение восстанавливается плавно или мгновенно. При часто повторяющихся пробоях или при длительном пробое нагрузки 1 (клистрона) срабатывает тиристорнорелейный узел защиты 15, который отключает высоковольтный стабилизирован ный источник от питающей сети. Формула изобретения Высоковольтный стабилизированный источник постоянного напряжения, содержащий трехфазный тиристорный регулятор напряжения, входами соединенный с входными выводами, а выходом - с выпрямителем, отрицательный выходной вывод которого служит для подключения одного конца нагрузки, для подключения другогр конца которой служит вывод от общей шины, управляющий блок, состоящий из формирователей импульсов выход к.аждого из которых соединен с соответ.ствуннцим управляющим входом трехфазного тиристорного регулятора напряжения, фазосдвигающих блоков,выход каждого из которых соединен со входом соответствующего формирователя импульсов, общий фазосдвигающий блок, выходные выводы которого соединены со входами фазосдвигающих блоков, первого управляющего транзистора, выходом соединенного с одним из входных выводов общего фазосдвигающего блока, а базой - с выходом усилителя постоянного тока, входом подключенного к выходу трехфазного тиристорного регулятора напряжения, вспомогательный пита кнций блок, входом соединенный с входными выводами, отличающяйс я тем, что, с целью повышения его КПД, надежности, обеспечения возможности дистанционного автоматического включения, 3 уЬравлкющий блок введен; тириетхэрво-релейный узел защиты-яузел автоматического включения, состоящий из второго управляющего транзистора, соединенного п6Ъледовательна| с первым управляющим транзистором, зарядной цепочки, выполненной в виде Гтоследовательно соединенных первого и второго резисторов, конденсатора, шунтированного коллекторно-змиттерно цепью разряжающего транзистора, и третьего резистора и ограничивающего по напряжению стабилитрона., анод которого соединен с общей точкой перво го и второго резисторов, а катод - с одним выходным выводом вспомогательндго питающего узла, другой выходной вшвод которого соединен со свободным выводом первого резистора зарядной ц почки, соединен-чого через ограничивающий резистор с Другим входными выводом общего фазосдвигающего блока, ре4гулируемого делителя напряжения, один крайний вывод которого, соединен с общей точкой первого и второго резис торов зарядной цепочки, средний вывод - с базой второго управляющего транзистора, а другой крайний вывод соединен со свободным выводом третье| го резистора зарядной цепочки и базоц. разряжающего транзистора, опорного стабилитрона, анодом подключенного к эглиттеру второго управляющего транзийтора и второму из указанных входных выводов общего фазосдвигающего блока, а катодом - к катоду ограничивающего по напряжению стабилитрона и к базе разряжающего транзистора, и потенцио-i метра обратной связи, один крайний aiaвод которого соединен с анодом опорнс го стабилитрона, движок - через соответствующий из двух развязывающих диодов - со средним выводом регулируемо го делителя напряжения и общей точкой третьего резистора, конденсатора зарядной цепочки и эмиттера разряжающе-го транзистора, а другой крайний вывод через ограничивающий резистор соединён с положительным выходным выводом выпрямителя, к которому подключен один вывод дополнительно введенного резисторного датчика тока, другой вывод которого соединен с выводом от общей шины, соединенным с базой разряжающего транзистора, причем общая точка огра- ничивающего резистора и потенциометра обратной связи соединена с одним из входов узла тиристорно-релейной защи ты, другой вход которого соединен со вторым из указанных выводов резисторцого датчика тока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1 о Авторское свидетельство СССР 408290, G05 Р 1/56, 1970. 2. Авторское свидетельство СССР № 493772-, 0-05 F 1/3(Г