Устройство для передачи электрическо-гО СигНАлА HA ВыСОКОВОльТНыЕ цЕпи Советский патент 1981 года по МПК H02J13/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СИГНАЛА НА ВЫСОКОВОЛЬТНЫЕ ЦЕПИ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано, например, для управления током электронного луча в установках электроннолучевой обработки. Известно устройство, содержащее низковольный и высоковольтный блоки, соединенные межДу-собой высоковольтным изолировочным трансформатором 1. Однако оно имеет ограниченную полосу пропускания и большую пульсацию выходного напряжения. Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство, содержащее низкопотенциальную часть, высокопотенциальный разделительный трансформатор и высокопотенцнальную часть - выпрямитель и сглаживающий фильтр. В низкопотенциальной части осушествляется амплитудная модуляция высокочастотного напряжения, подаваемого на первичную обмотку высокопотенциального трансформатора, входным сигналом. Высокопотенциальный разделительный трансформатор осуществляет передачу высокочастотного напряжения на высокопотенциальные цепи н обеспечивает гальваническую развязку последних от цепей управления. Напряжение вторичной обмотки выпрямляется однополупериодным выпрямителем и сглаживается емкостью фильтра. Для обеспечения быстрого спада выходного напряжения параллельно емкости включен нагрузочный резистор 2. Полоса пропускания такого устройства ограничена постоянной времени выходной RC-цепи, которая характеризует скорость изменения выходного напряжения во время спада. Уменьшение этой постоянной времени с целью расширения полосы пропускания приводит к увеличению амплитуды пульсаций выходного напряжения и мощности, рассеиваемой резистором. Цель изобретения -г повышение надежности работы устройства путем расширения полосы пропускания уменьщения пульсаций выходного напряжения. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для передачи электрического сигнала на высоковольтные цепи, содержащее низкoпoteнциaльный блок, высокопотенциальный разделительный трансформатор и высокопотенциальный блок, состоящий из выпрямителя и конденсатора фильтра, соединенных последовательно со вторичной обмоткой разделительного трансформатора, а обкладки конденсатора подключены к выводам для присоединения нагрузки, выпрямитель выполнен в виде встречно-последовательно включенных стабилитронов, а низкопотенциальный блок выполнен в виде генератора переменного напряжения, выходом подключенного через резистор к началу первичной обмотки разделительного трансформатора, конец которой подключен к выводу для присоединения к источнику входного сигнала.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства.

Оно содержит низкопотенциальный блок 1, состоящий из генератора 2 переменного напряжения, токоограничивак)ш,его резистора 3 и первичной обмотки Ч разделительного трансформатора, концом подключенной к выводу 5 для присоединения к источнику входного напряжения, высокопотенциальный блок 6, состоящий из соединенных последовательно вторичной обмотки 4 разделительного трансформатора, встречно-последовательно соединенных стабилитронов 7 и 8 и конденсатора 9 фильтра, обкладки которого подключены к выводам 10 и 1I для присоединения нагрузки.

Устройство работает следующим образом.

При нулевом сигнале на входе 5 к первичной обмотке 4 трансформатора прикладывается напряжение генератора 2, симметричное относительно нулевого уровня. Стабилитроны 7 и 8 имеют одинаковое напряжение стабилизации, которое выбрано равным амплитуде трансформированного во вторичную обмотку симметричного напряжения. В результате, этого тока через стабилитроны 7 и 8 нет и на конденсаторе 9 сохраняется нулевое напряжение. При поступлении на вход 5, например, положительного сигнала, суммарное напряжение, прикладываемое к первичной обмотке, становится несимметричным, причем амплитуда положительного полупериода увеличивается, а отрицательного - уменьщается. Во время действия положительного полупериода стабилитрона 8 выходит в область пробоя и конденсатор 9 заряжается до напряжения, равного разности между напряжением, развиваемым на вторичной обмотке в этот полупериод, и напряжением стабилизации стабилитрона 8. Во время действия отрицательного полупериода суммарное напряжение, прикладываемое к стабилитрону 7, не превышает его напряжения стабилизации, вследствие чего последней не пропускает ток в обратном направлении и разряд конденсатора 9 происходит только за счет токов утечки. На выходах 10 и 11 поддерживается постоянный уровень; вследствие малости токов утечки стабилитронов 7 и 8 амплидута пульсаций выходного напряжения может быть получена достаточно малой. При поступлении на вход 5 сигнала на уменьшение

ВЫХОДНОГО напряжения аналогичным образом увеличивается амплитуда отрицательного полупериода и уменьшается амплитуда положительного полупериода. При этом стабилитрон 7 выходит в режим пробоя

и конденсатор 9 разряжается до необходимого напряжения. Скорость изменения напряжения на выходе определяется в основном постоянной времени RC-цепи, образованной сглаживающим конденсатором 9 и токоограничивающим резистором 3, и может быть значительно уменьщена за счет уменьшения сопротивления резистора 3. Таким образом, можно расширить полосу пропускания устройства без заметного увеличения пульсаций выходного напряжения. Изза несимметричности напряжения, прикладываемого к первичной обмотке трансформатора 4, последний работает в режиме периодического насыщения магнитопровода. Это приводит к уменьшению длительности большего по амплитуде импульса, что не

влияет на работу устройства.

Использование в качестве выпрямителя встречно-последовательно включенных стабилитронов и построение низкопотенциальной части в виде генератора несимметричного напряжения выгодно отличает предлагаемое устройство от известного, так как позволяет не только поддерживать на выходе постоянное напряжение с малыми пульсациями, но и расширить полосу пропускания Q за счет уменьшения времени разряда выходного сглаживающего конденсатора.

Использование предлагаемого изобретения в системах управления токов электронного луча расширяет технологические возj можности при электроннолучевой обработке объектов.

Формула изобретения

Устройство для передачи электрического сигнала на высоковольтные цепи, содержащее низкопотенциальный блок, высокопотенциальный разделительный трансформатор и высокопотен1 иальный блок, состоящий из выпрямителя и конденсатора фильтра, соединенных последовательно со вторичной обмоткой разделительного трансформатора, а обмотки конденсатора подключены к выводам для присоединения нагрузки, отличающееся тем, что, с целью увеличения

надежности работы устройства путем расширения полосы пропускания и уменьшения пульсации выходного напряжения, выпрямитель выполнен в виде встречно-последовательно включенных стабилитронов, а низкопотенциальный блок выполнен в виде

генератора переменного напряжения, выходом подключенного через резистор к началу первичной обмотки разделительного трансформатора, конец которой подключен к выводу для присоединения к источнику входного сигнала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Крыштаб Г. С. и др. Электроннолучевая установка для микросварки и микрооб.J

работки с энергией электронов до бОкэВ. -«Автоматическая сварка, 1968, № 8,

I

л I

8

10

Выи

11

-