Высоковольтный источник постоянного напряжения Советский патент 1980 года по МПК H02M7/10 

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть исиользовано для питания электронно-лучевых трубок электронных микроскопов, в рентгеновской технике и в других областях народного хозяйства, где требуются источники питания с высоким напряжением.

Известны высоковольтные источники постоянного напряжения, содержащие трансформатор с несколькнми вторичными обмотками, непосредственно подключенными ко входам соответствующих выпрямительных устройств. Высокое напряжение в таких источниках получают путем последовательного соедпнепия однофазных либо трехфазных выпрямительных устройств по выходу 1, 2, 3.

В этих устройствах случайный пробой диода либо конденсатора, входящего в состав выпрямительного устройства, создает короткое замыкание в цепи вторнчной обмотки трансформатора н приводит к отказу всего устройства. Особенно заметным указанный недостаток становится в случаях, когда высоковольтный источник содержит большое количество последовательно включенных выпрямительиых устройств, поскольку вероятность отказа в этом случае резко возрастает. В то же время увеличение числа выпрямительных устройств позволило

бы получить важное преимущество, а именно, улучщенне качества выходного напряжения. Однако при этом ухудшается надежность устройства.

5 Наиболее близким к изобретению является высоковольтный источник постоянного напряжения, содержащий трансформатор, к каждой пз N вторичных обмоток которого подключен вход выпрямительного устройства, причем по выходу все выпрямительные устройства соединены последовательно

3.

Недостатками этого устройства являются его невысокая надежиость и низкое каче15 ство выходного наирял ения.

Целью изобретения является повышение надежности и улучшение качества выходного напряжения.

20 Цель достигается тем, что в высоковольтном источнике постоянного напряжения, содержащем трансформатор, к каждой из N вторичиых обмоток которого подключен вход выпрямительиого устройства, причем

25 по выходу все выпрямительные устройства соединены последовательно, в цепь каждой Бторнчной обмотки последовательно включен предохранитель, а число вторичных обмоток и соответствующих им выпрямитель30 ных устройств выбрано из условия Л/ -, где t/вых - выходное напряжение источника, а At/доп-предельно допустимая величина изменения .УвыхНа чертеже представлена схема устройства. Высоковольтный источник содержит трансформатор, имеюпдий первичную обмотку Wo и N вторичных обмоток (Wi, ... W,), к каждый из которых подключено выпрямительное устройство (Уь ...УП). Последовательно в цепь каледой вторичной обмотки включен предохраннтель (Fi, ... Выпрямительное устройство нредставляет собой днодный мост, в выходную диагональ которого включен фильтруюш,нй копденсатор. По выходу все выпрямительные устройства соединены последовательно. Высоковольтный источник постоянного напряжения работает следующим образом. В случае нробоя одного или несколькнх диодов вынрямителя, а также пробоя конденсатора, в цепн соответствуюпдей вторичной обмоткн возникает короткое замыкание. Ток короткого замыкания вызывает перегоранне соответствующего предохраннтеля, в результате чего вторнчная обмотка оказывается отключенной от входа выпрямительного устройства. Нанряженне на выходе высоковольтного источника при этом уменьщается на величину выпрямленного напряжения на отключенной обмотке. В общем случае для того, чтобы отказ по меньшей мере одного вынрямительного устройства не вызывал уменьщення выходного напряжения пиже допустнмого уровня, должно выполняться условие где 6вых - выходное напряжение устройства, а - предельно допустимая величипа изменения выходного напряжения. Очевидно, чем больше вторичных обмоток трансформатора и выпрямительных устройств содержнт высоковольтный источник, тем меньше изменение выходиого напряжения вызывает отключенне одной обмотки и, следовательно, тем большее число выпрямительных устройств являются резервными. Отказ высоковольтного источника может произойти в случае обрыва двух или более диодов, когда возникает разрыв в цепи тока нагрузки. Однако для диодов более характерным является отказ типа пробой, и вероятность обрыва двух и более диодов мала по сравиенню с вероятностью пробоя диода. Сказанное выше можно также распространить на случай, когда высоковольтный нсточник содержит трехфазный трансформатор и трехфазные выпрямительные устройства. Однако при наличии трехфазного выпрямителя, имеющего три входные клеммы, вторнчные обмотки целесообразно подключать к каждому вынрямнтелю через два предохранителя, поскольку для полного отключения выпрямителя по входу необходимо отключить любые два его входных вывода. Благодаря указанному выбору числа вторичпых обмоток и соответствующих им выпрямительных устройств, а также включепию предохранителей в цепи вторичных обмоток, высоковольтный нсточник содержнт резервные вынрямительные устройства н обладает новыщенной надежностью по сравнению с известными. Кроме того, поскольку в соответствии с приведенным условием число вторичных обмоток должно быть достаточно больщим, то коэффициент трансформации по каждой обмотке невелик, благодаря чему источник отличается высокой стабильностью и низким уровнем пульсаций выходного напряжения. Формула изобретения Высоковольтный источник постоянного напряження, содержащий трансформатор, к каждой из Л вторичных обмоток которого нодключен вход вынрямительного устройства, причем по выходу все выпрямительиые устройства соединены последовательно, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и улучшения качества выходного нанряжения, в цепь каждой вторичной обмотки последовательно включен предохранитель, а число вторичных обмоток н соответствующих им выпрямительных устройств выбрано из условия , где f/Bbix - выходное напряжение источника, а &. - предельно допустимая величина измеиепия и ыхИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 138276, кл. Н 02М 7/12, 1961. 2.Патент США AI 3419786, кл. 321-27, 1966. 3.Патент США № 3363165, кл. 321-27, 1965.

W,

IV,

0 W,

Mj