Высоковольтный источник питания Советский патент 1979 года по МПК G05F1/58 H02M7/217 

(54) ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ

Изобретение относится к электротехЯЯке и предназначено для использования в качестве вторичного источника электропитания. .Известен высоковольтный источник питания, содержащий регулирующий транзистор и цепь обратной связи jl. Недостатком известного источника является отсутствие защиты от перегрузок по току.. Известен также высоковольтный источ ник питания, содержащий регулирующий транзистор, включенный в ди 1гональ выпрямительного моста, соединенного после довательно с первичной обмоткой высоковольтного трансформатора, схему с умножением напряжений, подключенную к выходной о&лотке высоковольтного трансформатора, каскад обратной связи, включенные между выходными вьгеодами и базовой цепью регулирующего транзистора 2. Недостеток известного устройства заключается в том, что при включении его В сеть питающего напряжения переходной процесс по току в регуляторе имеет коле-, батальный характер. Величина перерегу--. лирования может дос1-игатъ больших значений. В этом случае снижается надежность источника питания и значительно усложняется построение т-очной схемы защиты от перегрузок по току высоковольтного источника питания. Целью изобретения является повышение надежности при включении источника с одновременным обеспечением точности зашиты от перегрузок по току. Для этого в высоковольтный источник питания, содержащий регулирующий транзистор, включенный в диагональ вьшрявлитепьного моста, соединенного последовательно с первичной обмоткой высоковольтного трансформатора, схему с умножением напряжений, подключенную к выходной облотке высоковольтного трансформатора, каскад обратной связи, включенный между выходными вьтодами и базовой цепью регулирующего транзистора, введены датчик тока, включе1шый последовательно с. регу лирующим транзистором, две последовательные RC-цепочки, одновибратор, делитель напряжения и четьфе транзисторных ключа, причем вход первого транзисторного ключа, соединенного последовательно с одной из упомянутых RC-цепочек, под.ключен к делителю напряжения, параллёль i но которому включен один из транзисторов одновибратора, фичем параллельно конден сатору этой же RC-непочки включен вновь введенный транзистор, базовая цепь которого через вновь введенный делитель подключена к выходу четвертого транзисторного ключа, кроме того, вход второго транзисторного ключа через другую RC-депочку соединен с шиной запирающего напряжения, а параллельно кон|денсатору этой R.C-цепочки подютючен . второй вновь введенный транзистор, базовая цепь которого подключена к выходу третьего и четвертого последовательно соединенных транзисторных ключей, вход которых подключен к выходу одновибратора. На чертеж.е представлен высоковольтный источник питания. Высоковольтный источник питания содержит трансформатор 1, вспомогательныевыпрямители 2-4, 5С-цепочку на конденсаторе 5 и резисторе 6, транзистор 7 транзисторные ключи 8-11, конденсатор 12 RC-цепочки, транзистор 13, резисторы 14-15 делителя, времязадаюший конденсатор 16 одновибратора, транзисторы 17-20, регулирующий транзистор 21, датчик 22 тока, высоковольтный трансформатор 23, схему 24 с умножением напряжений, тсаскад 25 обратной связи, усилитель 26 сигнала перегрузки по ток Высоковольтный источник питания с защитой от перегрузок но току работает следующим образом. При включении источника питания в сеть переменного тока трансформатором 1 и вынр51мителями 2-4 формируются вспомогательные постоянные напряжения Начинает заряжаться конденсатор 12. Током заряда этого конденсатора отпира ется второй транзисторный ключ 9, посл чего в базовую цепь составного регули. рующего транзистора 20,21 с вьшрямителя 3 поступает отрипательное запираю щее напряжение. При этом регулирующий транзистор надежно закрывается. Сйновременно с процессом запирания регулирующего транзистора в момент включения источника в сеть происходит установ ка одновибратора, вьтолненного на транзисторах 17, 18, в исходное состояние, т.е. транзистор 17 запирается, а транзистор 18 открывается. Когда транзистор 17 закрыт, то напряжением с резистора 15 открывается первый транзисторный ключ 8. На вход RC-цепочки 5, 6 поступает положительное напряжение. С конденсатора 6 линейно нарастающее положительное напряжение поступает в базовую цепь регулирующего транзистора. После заряда конденсатора 12 запираетсл второй транзисторный ключ 9 и снимается запирающее напряжение с базовых цепей регулирующего транзистора. Под действием напряжения с конденсатора 6 базовой цепи транзисторов 20-21 ток нарастает линейно, также линейно нарастает ток через датчик 22 тока, который включен последовательно с регулирующим транзистором. При отшфании регулирующего транзистора 21 появляется напряжение на вторичной обмотке высоковольтного трансформатора .23 и на выходе схемы 24 с умножением напряжений. При увеличении напряжения или уменьшении тока нагрузки увеличивается напряжение на выходе каскада 25 обратной связи. Это вызывает отпирание транзистора 19 и зап1-фание транзисторов 2О, 21, что ведет к вьфавниванию напрягжения на нагрузке. В случае увеличения тока нагрузк,и выще заданного уровня, увеличивается напряжение на датчике 22 тока. Это напр51жение, в составе усилителя 26 сигнала перегрузки по току, сравнивается с опорным напряжением, разница напряжений усиливается и на вход одновибратора (транзистор 17) поступает положительное напряжение. Сйновибратор опрокидывается. Открывается транзистор 17, транзистор 18 закрывается. Открытый транзистор 17 щунтирует резисторы 14-15. Это вызывает запирание первого транзисторного ключа 8. При запирании первого транзисторного ключа 8 снима ется отпирающее положительное напряжение с базовых цепей транзисторов 20-21. Сйновременно с этим при отпирании транзистора 17 отшфается ранее закрытый четвертый транзисторный ключ 11, Отпирание транзисторного ключа 11 ведет к отпиранию транзистора 7. Конденсатор 6 разряжается через открытый транзистор 7, для того, чтобы при последующем включении источника питания конденсатор 6 начинал заряжаться с нулевого уровня напряжоаия. В противном случае переходной процесс по току на выходе высоковольтного стабилизатора моясет носить колебательный характер. Отпирание транзисторного ключа 11 вызывает отшфание третьего транзисторного ключа Ю и вто- рого транзисторного ключа 9. При отпирй нии ключа 9 в базовые пепи транзисторов 2О-21 поступает запирающее напряже1ше, что вызьгоает запирание этих транзисторов. Ток через датчик 22 уменьшается до нуля. В закрытом состоянии регулирующий элемент находится на время перезаряда конденсатора 16. Затем одновибратор вос станавливается в исходное состояние, т.е. транзистор 17 закрывается, а транзистор 18 открывается. Это ведет к тому, что регулятор вновь отпирается и через датчик 22 начинает протекать ток. Процесс включения и отключения высоковольтного источника питания продолжается до устранения причины перегрузки по току или короткого замыкания. Формула изобретения Высоковольтный источник питания, содержащий регулирующий транзистор, включенный в диагональ выпрямительного моста, соединенного последовательно с первичной обмоткой высоковольтного трансфор матора, схему с умножением напряжений, подключенную к выходной обмотке высоковольтного трансформатора, каскад обрат ной связи, включенный между выходными выводами и базовой пепью регулирующего траЕиистора, отличающий - с я тем, что, с нелью повыщешш надежности при включении источника с одновременным обеспечениек точности защиты от перегрузок по току, в него введены датчик тока, включенный последовательно с регулирующим транзистором, две последовательные RC-цепочки, одновибратор, - , делитель напряжения и четыре транзисторных ключа, причем вход первого транзисторного ключа, соединенного посятеяовательно с одной из упомянутых 2-цепочек, подключен к делит€;лю напр5гжен1ш, параллельно которому включен один из транзисторов одновибратора, причем параллельно конденсатору этой же НС-цепочки включен вновь введенный транзистор, базовая цепь которого через вновь введенный делитель подключена к выходу четвертого транзисторного ключа, кроме того, вход второго транзисторнога ключа через другую RC-цепочку соединен с шиной запирающего напряжения, а параллельно кондеисатору этой КС-цепочки подключен второй вновь введенный транзистор, базовая цепь которого подключена к выходу третьего и четвертого последовательно соединенных транзисторных ключей, вхэд которых подключен к выходу одновибратора. Источники информайии, принятые во внимание при экспертизе 1.Подольный В. С. и др.. Стабилизатор переме шого напряжения, жур. Приборы и системы управления , № 7, 1968, с. 52. 2.Белопольский И. И. и Тихонов В. И,, Транзисторные стабилизаторы на повьппенные к вьгсокие напряже шя, М., Энергия, 1971, с. 57, рис. 4-4.