Высоковольтный импульсный стабилизатор напряжения постоянного тока Советский патент 1979 года по МПК G05F1/56 

657 ратора на двух транзисторах, базовая цепь одного из которых соединена с коллектором транзистора уснпителя постоянного тока и одной обкладкой вреь.шзада1о« щего ковденсатора, базовая цепь другого транзистора через последовательно соеди- нешлые диффере1здирующук) цепь и двуciopoHJ-шй ограничитель соединена со вто рой обмоткой трансформатора, а коллек тор второго транзистора ншушего муль тивибратора через резистор соединен с базой регулиру1ртего транзистора и другой обкладкой времязадающего конденсатора, причем эмгггер регулирующего тран зистора соединен со вторым выводом резисторного делителя. Для повышения коэффициента стабили- эации по напряжению и дальнейшего сни-, ж;ения выходного сопротивпен1-ш стабихш- затор снабжен полевым транзистором, сток которого соединен с базой транзистора ус}шителя постоянного и черев один резистор с опорным элементом, соединенным через другой резистор с истоком полевого транзистора, который coeasi нен с общим проводом двухполупериодного вьшрямйталя, а затвор полевого тра зистора подключен к выходу резисторного делителя, причем между эмиттером регулирующего транзистора и другам выводом для подключения нагрузки, соединенным с обшим проводом двухполупериодного вьшрямителя, включен дополнительно вве денный резисторный датчик тока. На чертеже представлена электрическая схема описываемого высоковольтного импульсного стабилизатора напряжения постоянного тока. К вторичной высоковольтной обмотке 1 трансформатора подкягочен диодно-конденсаторный блок 2умйожения.j в цепь подзаряда конденсатора 3 блока 2 умножения, к катоду диода 4 подключен коллектором регулирующий транзистор 5 типа niwp-n . Эмиттер этого транзистора соединен с разрядным конденсатором 6, резистором 7 шжнего плеча выходного делителя и через датчшс тока на резисто ре 8 с общим проводом блока 2 умножения, эмиттерами транзисторов 9 и 1О типа п -РЬ- п ;адущего мультивибратора 11 и средней точкой двухполупериодного вьшрямителя на диодах 12 и 13, подклю ченного к низковольтным вторичным обмоткам 14 и 15 трансформатора и предназначенного для питания мультивибратора. База регулирующего транзистора 5 соединена через резистор 16 с коллекто 4 ом транзистора 10 и времязадаюишм овденсатором 17 мультивибратора 11. цепи разряда времязадающего конденатора 17 включен усилитель постоянноо тока на транзисторе 18, коллектор которого соединен с базой транзистора 9 и времязадаюишм .конденсатором 17 мультивибратора 11, а эмиттер - с балластным резистором 19 и через опорный элемент резисторами 21. vi 22 в цепях коллекторов транзисторов 9 и 10 мультивибратора и положительным полю- сом двухполупериодного выпрямителя на диодах 12 и 13. База транзистора 18 усгшителя. постояШшго тока и резистор 23 в цепи его базы соединены со стоком полевого транзистора 24, предназначенного для согласования большого выходного сопротивления высоковольтного делителя на резисторах 7 и 25 на выходе блока 2 умножения с малым входным сопро- тивле1шем транзистора 18. Исток полевого транзистора 24 соединен с бал.част-. ным резистором 19 и через резистор 26 с общим проводом блока умножения напряжения, а затвор -. со средней точкойвьюоковольтного делителя на резисторах 7 и 25. Цепь запуска ждущего мультивибратора 11 - дифференцирующая цепь 27 - подключена к двустор01шему ограничителю переменного напряжения на ста- битштронах 28 и 29 и резисторе 30 . подключенному к обкготке 14 трансформатора. База транзистора 10 соединена через резистор 31 с источником запирающего напряжения на диоде 32, под- ключешюм к обмотке 33 трансформатоСтабилизатор работает следующим об- оазом. При подаче на первичную обмотку . трансформатора переменного напряжения синусоидальной или прямоугольной формы на вторичных обмотках также появляется переменное напряжение. С двухполупериодного вьшрямителя со средней точкой на диодах 12 и 13 на ждущий мультивибратор 11 поступает напряжение пи- TaifflH, а с однополунернодного выпрямителя на диоде 32 через резистор 31 на базу транзистора 10 подается запирающее напряжение. Через резисторы 22 и 16 на базу регулирующего транзистора 5 поступает отпирающее напряжение, и на выходе блока 2 умножения появляется напряжение постоянного тока. До прихода запускающего импульса мультивибратор 11 находится в устойчивом состо кии, при котором а транзистор 9 открыт. Запускающие импульсы форк ируются следующим образом. Со втричной обмотки33 трансформатора переменное напряжение подается на двусторонний огра шчитель на стабилитронах 28 и 29, с выхода которого переменное напряже1ше прямоугольной формьг поступает в днс}хфере1щируюшую цепь 27. Если на пepвич iyю обмотку трансформатора по- дается переменное напряжение прямоуголь ной формы, то ограничитель; на стабилитронах 28 и 29 может отсутствовать, В начале ка вдого полупериода переменного напряжения на выходе дифференцирующей цепи 27 появляются осгроконечные импульсы с чередующейся полярностью. Импульсы положительной полярности поступают через диод на базу транзистора 10 мультивибратора 11. Высоковоль-тая обмотка 1 и низковольтная обмотка 14, с которой снимаются запускающие lOvi- пульсы, должны быть включешз так, чтобы переменные нагфяжения, сихмаемые с них, совпадали но фазе, т.е. в момент, когда положительный полупериод переменного напряисения на высоковольтной обмотке 1 трансформатора заряжает кон- , денсатор 3 через диод 4, на транзистор 10 мультивибратора с дифференцирующей цепи 27 должен поступать полож-ительный запускающий импульс. Под действием запускающего импульса мультивибратор 11 лавинообразно;/ переключается во временно устойчивое состояние, в котором транзистор 1О открыт, а транзистор 9 закрыт Следовательно, регулирующий транзистор 5 закрывается, так как его база соединена через резистор 16 и открытый тра1Ь зистор Юс общим проводом. Ускоренноь запиранию транзистора 5 способствует отрицательное напряжегще на резисторе 8 датчика тока, прикладываемое к переходу эмиттер-база этого транзистора в запирающем направлении. Время, в течение которого мултивибратор 11 находится во.- време1шо устойчивом состоянии, а регулирующий транзистор 5 закрыт, онределяет-ся постоянной времеш цепи разряда конденсатора 17 через усилитель постоянного тока на транзисторе 18, т.е. сигналом ощибкк, поступающим на этот транзистор с измерительного элемента. Если, например, при увеличении напря хсения на первичной обмотке трансформатора или уменьщении тока нагрузки уве. йичивается выходное напряжеию, то уве.о6574196транзистор 10 закрыт,личивается и напряжение на резисторе 7 высоковольтного делителя, включенного :на выходе блока 2 умножения. Ток стока полевого транзистора 24 уменьшается, вызывая уменьшение тока коллектора транзистора 18, так как напряжение на стабилитроне 20 в цепи эмиттера этого транзистора остается постоянным, Соот ветственно увел1га1шаются время разряда ко,нденсатора 17, длительность генерируемого импульса мультивибратора 11 и время закрытого состояния регулирующего транзистора 5, ограничивающего напряэк;енпе заряда конденсатора 3 блока 2 умножения. В результате этого выходное напряясение блока 2 умножения остается без изменения. По истечении гене рируемого ик-шульса мультивибратора 11 регулирующей транзистор 5 открьшается и находится в этом состоятш до прихода след тощего запускающего импульса. Наиряжеште, прикладываемое к переходу эмит1вр-коллектор регулируюш.егс транзис-тора 5 в закрытом состоя1таи, равно разности напрялсений на вьюоковольтной обмотке 1 и конденсаторе 3 блока 2 умножения напряжения, что поз воляет применить транзистор с небольшим допустимым напряжением эмиттер- KOJLaeKTOpa. Когда на высоковольтной обмотке 1 отрицательный полупериод переменного напряжения,диод 4 блока 2 умнол еш:я закрыт, а регулирующий транзистор 5 открыт, происходит процесс разряда конденсатора 3 и подзаряда колонны конденсйторов,, к которым подключена нагрузка. Так как напряжение на резисторе 8 датчика тока приложено к затвору поле вого транзистора 24 в отпирающем направлении, то при уменьшении тока нагрузки уменьщается напряжение на резисторе 8 и, соответственно, ток стока нолевого транзистора. В конечном итоге увелш-iis- вается время закрытого состояния регулирующего транзистора 5 и напряжение на выходе блока 2 умножения, возросшее в резульо-ате сброса нагрузки, уменьща.е-тся до первоначального уровня. Подбирая величину резистора 8 датчика тока, можно значительно уменьшить выходное сопротив лешда блока 2 умнолсешш наЛряжеиия. Так как мультивибратор 11 питается нестаби- лизированкь М напряжением постоянного , -тока, что не влияет на величину постоянной времеш пепк разряда конденсатора 17, то, изменяя величину резистора 2.0 в цепи истока полевого транзистора 24, можно регулировать величину обратной связи по напряжению с входа стабилизатора. При увеличении напряжения на первичной обмотке трансформатора увеличивается ток через стабилитрон 20 и со ответственно, напряжение на резисторе 26. В результате этого уменыиается ток стока полевого транзистора 24, Taic как напряжение на резисторе 26 пр1шожено к затвору полевого транзистора в запирающем направлении. В. конечном итоге уве личиваегся время закрытого состояния регулирующего транзистора 5. и напрянсенне на выходе блока 2 умножешш напряжения ..поддерживается на заданном уров- не с высокой стабильностью. ормула изобретения 1е Высоковольтный импульсный стабилизатор напряя ения постоя шого тока, содержащий регулирующий транзистор, усилитель постоянного тока на транзисторе, которого соединен с опорным элементом, а база связана с выходом резйсторного делителя, первый вывод которого соединен с од1шм из выводов ля подключения нагрузки, трансформатор первичная обмотка которого соединена с входными выводами, и диодно-конденсаторный блок умножешш, одним выходным выводом соединенный с указанным выводом для под1шючения 1щгруэки, отличающийся тем, что, с целью уменьшения выходного сопротивления при обеспечении гальванической развязки входа с выходом, вторичная цепь трансфо матора выполнена в виде двух обмоток одна из которых соединена с входом ди одно-конденсаторного блока умножения, между первымДИОДОМ и разряшлым конденсатором которого включен коллекторн эмиттерный переход регулирующего транзистора, . а другая обмотка через двух полупериодный выпрямитель соединена с цепяк и пита1-1кя дополнительно введенного ждущего мультивибратора на двух трш зисторах, базовая цепь одного из которых соединена с коллектором т анзнстора усилителя постояшюго тока и одной обкладкой времязадающего конденсатора, базовая цепь другого транзистора через последовательно соединенные дифферен- . ю-грующую цепь и двусторонний ограничитель соединена со второй обмоткой трансформатора, а коллектор второго транзистора ждущего, мультивибратора через резистор соединен с базой регулирующего транзистора и другой обкладкой время- задающего конденсатора, причем эмиттер регулирующего транзистора соединен со вторым выводом резйсторного делителя. 2. Стабилизатор по п.1, отличающийся тем, что, с целью повьшения коэффициента стабилизации по напря ке шю и дальнейшего снижения выходного-сопротивления, он снабжен полевым трангистором, сток которого соединен с баЗОЙ тралзистора усилителя постоянного тока и через один резистор с опорным элементом, соединенным через другой резистор с истоком полевого транзис- тора, который соединен с общим прово дом двухполутшриодного выпрямителя, а затвор полевого транзистора подключен к выходу резпсторного делителя, причем между эмиттером регулирующего транзистора и другим, выводом Для подключения нагрузки, соединенным с общим проводом двухполупериодного выпрямителя, включен дополнительно введенный резисторный датчик тока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Источники электропитания на полупроводниковых приборах, под ред. Додика С. Д. и Гальперина Е. PL. М, Советское радио, 1969, с. 386, рис. IX.9. 2.То же, с. 396, рис. IX.12.

ЙнЦни i