Высоковольтный сглаживающий фильтр Советский патент 1980 года по МПК H02M1/14 

t

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в высоковольтньлх устройствах различно- го назначения, в частности в высоковольтньах источниках питания, предназначенных для физических исследований.

Известны фильтры для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения, содержащие исполнительный орган, включенный между одноименными входными и выходными зажимами, и усилитель fl.

Недостатком таких устройств является э1начительные потери мощности в исполнительном органе. Кроме того, размах пульсаций входного напряжения в таких уртройствах не должен превышать максимально допустимого напряжения перехода коллектор-эмиттер транзистора исполнительного органа, что существенно сужает область их применения, в частности не позволяет их использовать в высоковольтных установках с высоким уровнем Ьульсаций.

Известен также активный емкостной фильтр, в активную емкостную фильтрующую цепь которого, предназначенную для регулирования напряжения постоянного тока в системах питания, входит

усилитель, управляющий выходным транзисторным каскадом 2.

Однако известный фильтр обладает сравнительно низким допустимым диапазоном величины пульсаций входного напряжения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является уст ройство, содержащее транзистор, через силовой переход которого одноименные входной и выходной выводы связаны друг с другом, а другие два , вывода связаны непосредственно; и делитель на резисторах. Параллельно

15 участку коллектор-база транзистора включена цепочка из последовательно соединенных стабилитрона и дросселя L3j.

Однако данное устройство характеризуется указанными недостатками.

20 Цель изобретения - расширение допустимого диапазона величины пульсаций входного напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в высоковольтном сгла)

25 фильтре, содержащем исполнительный орган, выполненный на транзисторе, силовой переход которого включен между одноименными входным и выходным выводами, а его коллекторно-базовой

30 переход зашунтирован цепочкой из последовательно соединенных стабилитро на и дросселя, резистивный делитель выходных напряжений и подключенный к нему усилитель, его исполнительный орган выполнен на N последовательно включенных аналогичных транзисторных цепях и в него введен генератор Роера, входными выводами подключенный к выходу упомянутого усилителя, и имеющий на выходе N выпрямителей, которые через дополнительно введенные разделительные конденсаторы подключены к управляющим переходам транзис торов исполнительного органа. Т1ринципиальная электрическая схема устройства показана на чертеже. Фильтр содержит исполнительный орган 1, выполненный на N последовательно соединенных транзисторах 2, коллекторно-базовый переход ка кдого из которых зашунтирован последовательной цепочкой из стабилитрона 3 и дросселя 4, делитель напряжения на резисторах 5 и 6, подключеннный к нему усилитель 7, генератор 8 Роера с N выходными обмотками 9 и N выходными выпрямителями 10, которые через разделительный конденсатор 11 подклю чены к управляющим переходам транзис торов исполнительного органа. Устройство работает следующим образом. Режим работы транзисторов 2 испол нительного органа 1 по постоянному току задан цепочками из последовательно соединенных стабилитронов 3 и дросселей 4. При этом постоянная сос тавляющая напряжения на исполнитель-ном органе определяется следующим об разом: „-N и , UcT.n. где N - число последовательно сое диненных транзисторов исполнительного органа; Uj,.t, - напряжение стабилизации стабилитронов 3. Часть выходного сигнала фильтра, снимаемая с резистора 5 делителя напряжения, усиливается усилителем 7 и подается на шины питания генератора 8Роера, генерирующего импульсы прямоугольной формы с частотой, определяемой по теореме Котельникова с уче том получения требуемого качества вы ходного напряжения. Так как выходное напряжение усилителя, а следовательно, и напряжение питания генератора модулируется пульсацией выходного напряжения фильтра, выходное напряже ние вторичных обмоток 9 также модули ровано, причем огибающая повторяет форму пульсаций. Напряжение обмоток 9выпрямляют выпрямителями, 10 и чере разделительные конденсаторы 11 подаю на базовые переходы транзисторов исполнительного органа.Выпрямители 10 и конденсаторы 11 производят вьщелен огибающей из выходного сигнала обмоток 9. Таким образом, пульсация выходного напряжения фильтра практически полностью выделяется на транзисторах исполнительного органа. В известном устройстве максимально допустимый размах пульсаций входного напряжения определяется следующим образом: riax и где - максимально допустимое напряжение перехода коллектор-эмиттер транзистора исполнительного органа;К 1 - коэффициент запаса по напряжению. Максимально допустимый размах пульсаций входного напряжения в предлагаемом устройстве равен UM S nTi ,- где К,- - коэффициент запаса, учитывающий разброс коэффициентов усиления транзисторов. Таким Образом, при иГ, 1, moil э-1 к-Эа. - к.-э-ъ в предлагаемом устройстве пульсация входного напряжения может быть в - раз больше, чем в известном, что позволяет использовать предлагаемый фильтр в источниках питания устройств электронно-ионной технологии, в частности в каскадных генераторах, где пульсация напряжения достигает нескольких киловольт . Формула изобретения Высоковольтный сглахивающий фильтр, содержащий исполнительный орган, выполненный на транзисторе, силовой переход которого включе мелоду одноименными входным и выходным выводами, а его коллекторно-базовый переход зашунтирован цепочкой из последовательно соединенных стабилитрона и дросселя, резистивный делитель выходного напряжения и подключенный к нему .усилитель, от л йчающийся тем, что, с целью расширения допустимого диапазона величины пульсаций входного напряжен1 я, его исполнительный орган выполнен из N последовательно включенных аналогичных транзисторных цепях и в него введен генератор Роера, входными выводами подключенный к выходу упомянутого усилителя, и имеющий на выходе N выпрямителей, которые через разделительные конденсаторы подключены к управляющим переходам транзисторов исполнительного органа. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 495748, кл. Н 02 М 1/14, 1976. 2.Патент США 3670220, кл. НОМ 1/14, 1970. 3.Авторское свидетельство СССР 607310, кл. Н 2 М 1/14, 1977.

D

L (y