Источник питания электровакуумных приборов с многодинодным вторичноэлектронным умножением Советский патент 1982 года по МПК H01J43/30 

(5) ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ЭЛЕКТРОВАКУУМНЫХ ПРИБОРОВ С МНОГОДИНОДНЫМ ВТОРИЧНО-ЭЛЕКТРОННЫМ

Изобретение относится к источникам питания, а именно к схемам питания электровакуумных приборов с МНОГОДИНОДНЫМ вторично-электронным умножением, и предназначено для ис- пользования в малогабаритной оптикоэлектронной аппаратуре.

Известен источник питания ФЭУ с высокоомным делителем выходного напряжения, содержащий источник постоянного тока, преобразователь постоянного напряжения в импульсное, удвоитель напряжения и цепь обратной связи со стороны высокого выходного напряжения, включающую резистивный делитель, источник опорного напряжения, УПТ, управляющий и регулирующий транзисторы 1 J.

Недостатком этого устройства является низкий КПД, так как часть энергии источника расходуется на резистивном делителе напряжения ФЭУ и высоковольтном делителе цепи обратУМНОЖЕНИЕМ

НОЙ связи. При этом нагревание резистивного делителя приводит к нагреванию баллона ФЭУ и увеличению его темнового тека. Кроме того,значительная часть потребляемой энергии расходуется в цепи регулирующего транзистора, включенного последовательно с источником постоянного тока в коллекторную цепь транзисторов преобразователя . При этом чрезмерно боль10шое усиление петли обратной связи снижает устойчивость устройства, а диод на входе УПТ, подключенный в прямом направлении последовательно с резистивным делителем цепи обратной

5 связи, резко снижает стабильность выходного напряжения источника при изменении температуры. Работа преобразователя в режиме насыщения транзисторов и сердечника магнитопровода

20 приводит к появлению паразитных выбросов на фронтах генерируемых импульсов, достигающих по величине амплитуды генерируемых импульсов, что сни38жает электрическую прочность элементов схемы, ее надежность. Наиболее близким к изобретению яв ляется источник питания электро-ваку умных приборов с многодинодным ВТОрично-злектронным умножением, включа ющий источник постоянного напряжения преобразователь постоянного напряжения в импульсное и умножитель с коли чеством ступеней умножения на едини1ДУ большим числа динодов прибора, в котором выходы ступеней умножения соединены с динодами прибора | 2 . В указанной схеме при большом количестве ступеней умножения распределение напряжения между динодами фото-электронного умножителя, нагружающего источник, начинает зависеть от номера ступени умножения, а также от величины и разброса номиналов применяемых конденсаторов, что особенно проявляется в режимах непрерыв ной и импульсной засветки ФЭУ. Последнее объясняется тем, что с ростом номера ступени умножения растет время заряда накопительного конденса тора ступени, которое определяется количеством последовательно соединен ных конденсаторов и количеством диодов всех предшествующих ступеней и параметрами применяемых конденсаторов и диодов. На последних ступенях умножения схемь время заряда накопительных конденсаторов становится соизмеримым с временем их заряда, опре деляемым сопротивлением утечки конденсатора, обратным сопротивлением диодов, подключенную к конденсатору и проводимостью между динpдa и ФЭУ, к которым подключен источник. При этом изменение тока в нагрузке приводит к большим изменениям напряжений на накопительных конденсаторах последних ступеней, что определяет низкую стабильность выходного напря жения источника. Выбросы на фронтах генерируемых импульсов дополнительно увеличивают пульсации источника,неравномерность распределения напряже ний на электродах ФЭУ и снижают надежность работы элементов электрической схемы. Кроме того, в таком высоковольтном источнике питания не возможно стабилизировать его выходн напряжение путем введения отрицател ной обратной связи без затрат мощно ти в резистивном делителе обратной связи. Целью изобретения является повышение стабильности выходного напряжения и надежности работы источника питания. Поставленная цель достигается тем, что в источнике питания электровакуумных приборов с многодинодным вторично-электронным умножением,включающем источник постоянного напряжения, преобразователь постоянного напряжения в импульсное и умножитель напряжения с количеством ступеней умножения на единицу большим числа динодов прибора, причем ступени умножения соединены с динодами, нодом и катодом прибора, умножитель напряжения выполнен в виде двух разнополярных секций для раздельного питания динодов прибора, объединенных в две группы: анодную и катодную, каждая из которых образована последовательно расположенными динодами, отсчитываемыми, соответственно, от анода и катода, при этом входы секций соединены между собой и полключены к выходам преобразователя, выход секции, ступени умножения которой подключены к динодам анодной группы, соединен с анодом прибора, а выход другой - с его катодом. На чертеже приведена схема источника питания электровакуумных приборов с многодинодным вторично-электронным умножением. Источник содержит первичный источник 1 питания, преобразователь 2 постоянного напряжения в импульсное, умножитель 3 с количеством ступеней умножения на единицу большим числа динодов прибора, в котором выходы ступеней умножения соединены с клеммами k для подключения динодов прибора. Причем умножитель 3 выполнен в виде двух разнополярных секций 5 и 6 для раздельного питания анодной и катодной групп динодов прибора. Входы секций 5 и 6 соединены между собой и подключены к выходам преобразователя 2, один из выходов преобразователя соединен с общей шиной, а выход каждой секции 5 и 6 подключен соответственно к клеммам 7 и 8 для подсоединения анода и катода прибора. Кроме того, источник со стороны анодной секции 5 охвачен экономичной отрицательной обратной связью, причем стабиловольт 9 и последовательно соединенный с ним резистор 10 цепи обратной связи включены на вход регулирующего элемента 11, выход которого через резистор 12 подключен к базам выходных транзисторов 13 и И преобразователя 2. Источник работает следующим образом. Постоянное напряжение первичного источника 1 преобразуется в импульсы высокого напряжения в преобразователе 2, которые подаются на входы анодной 5 и катодной 6 секций умножителя 3. При этом начинается последовательный заряд накопительных конденсаторов ступеней умножения каждой секции 5 и 6. Время заряда каждого накопительного конденсатора ступени умножения в каждой секции 5 и 6 определяется выходным сопротивлением преобразователя 2 и количеством конденсаторов и диодов предшествующих ступеней умножения. Поскольку умножитель 3 поделен на две независимые секции 5 и 6, то соответственно количество ступеней умножения в секции снижено в два раза, что повлекло за собой и снижение количества конденсаторов и диодо в каждой секции. Поэтому время заряд накопительных конденсаторов ступеней умножения в каждой секции практически не соизмеримо с временем из разряда при любом режиме работы нагружа щего источник прибора. Последнее обе печивает повышенную стабильность источника, равномерное распределение напряжений между ступенями умножения что повышает надежность его работы. Кроме того, появляется возможность стабилизировать источник питания путем введения отрицательной обратной связи со стороны выхода анодной секции. Любые изменения напряжения наиболее загруженной и .нестабильной анодной секции 5 через стабиловольт 9 и резистор 10 подаются на вход регулирующего элемента 11. Последний при уменьшении выходного напряжения анодной секции 5 открывается и увеличивает ток базы выходных транзисторо 13 и 1 4 преобразователя 2, смещая их рабочую точку в область более высокой крутизны преобразования и восстанавливая тем самым напряжение на выходе При увеличении выходного напряжения . за счет обратной связи крутизна преобразования уменьшается. Работа таКОЙ обратной связи возможна только на линейном участке кривой намагничивания сердечника трансформатора преобразователя 2, что позволяет исключить выбросы переднего фронта генерируемых в преобразователе 2 импульсов и тем самым дополнительно уменьшить пульсации и обеспечить более равномерное распределение напряжения на накопительных конденсаторах умножителя 3. Таким образом, схема источника питания электровакуумных приборов с многодинодным вторично-электронным умножением обладает высокой стабильностью и надежностью работы. Формула изобретения Источник питания электровакуумных приборов с многодинодным вторичноэлектронным умножением, включающий источник постоянного напряжения, преобразователь постоянного напряжения в импульсное и умножитель напряжения с количеством ступеней умножения на единицу большим числа динодов прибора , причем ступени умножения соединены с динодами, анодом и катодом прибора, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности выходного напряжения и надежности его работы, умножитель напряжения выполнен в виде двух разнополярных секций для раздельного питания динодов прибора, объединенных в две группы: анодную и катодную, каждая из которых образована последовательно расположенными динодами, отсчитываемыми, соответственно, от анода и катода, при этом входы секций соединены между собой и подключены к выходам преобразователя, выход секции, ступени умножения которой подключены к динодам анодной группы, соединен с анодом прибора, а выход другой с его катодом. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Фонин В.К. и др. Стабилизированный источник питания ФЭУ. М., Оптико-механическая промышленность, 1975, № 8, с. 61. 2.Источник для питания ФЭУ, входящий в дозиметр ДРГЗ-03 ЖШ 280 355 ЭЗ, приложение.