Высоковольтный биполярный источник напряжения Советский патент 1982 года по МПК G05F1/48 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования при реализации электропитания функциональных узлов масс-спектрометров, формирующих в зависимости от полярности источника напряжения пучки положительных или отрицательных ионов.

Известен двухканальный источник напряжения с разнополярными выходами, содержащий в каждом из каналов стабилизатор напряжения с последовательно включенным регулирующим элементом, усилитель рассогласования, выход которого подключен к управляющему входу регулирующего элемента, делитель напряжения обратной связи, одно плечо которого соединено с соответствующей выходной клеммой источника, другое плечо - с шиной нулевого потенциала, а выход - с входом усилителя рассогласования rii«

Недостатки известного устройства заключаются в его значительной сложности, обусловленной фактическим дублированием составных элементов, а также в ограниченной области практического использования, охватывающей лишь электропитание установок сравнительно невысокого напряжения.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является высоковольтный биполярный источник напряжения, содержащий сетевой трансформатор, вторичная обмотка которого подключена к входу выпрямителя, регулирующий элемент параллельного типа, один из выводов которого соединен с ыиной нулевого потенциала, а дру-,

10 гой через балластный резистор - с плйcoBfcj i выводом выпрямителя, Генера тор высокой частоты, вход которого подключен к выходу регулирующего эле мента, а выход - к первичной обмотке

5 высоковольтного трансформатора, высоковольтный выпрямитель, вход которого через блок коммутации соединен с вторичной обмоткой высоковольтного трансформатора, усилитель рассогласо20вания, выход которого подключен к управляющему входу регулирующего элемента, делитель напряжения обратной связи, одно плечо которого соединено с выходной клеммой источника, другое

25 плечо через блок опорного напряжения и его переключатель полярности - с шиной нулевого потенциала, а выход - . с входом усилителя рассогласования 2.

Недостатки известного устройства

30 определяются существенной сложностью конструктивного построения и, как слелствие, невысокой эксплуатационной надежностью, связанной, в частности, с применением генератора высокой частоты и высоковольтного выпрямители. Цель изобретения - упрощение устройства и повышение надежности его работы. Поставленная цель достигается тем что в высоковольтном биполярном источнике напряжения, содержащем сетевой трансформатор, вторичная обмотка которого подключена к входу выпрямителя, регулирующий элемент, один из выводов которого соединен с шиной нулевого потенциала, а другой через балластный резистор - с плюсовым-, выводом выпрямителя, усилитель рассогласования, выход которого подключен к управляющему входу регулирующе го элемента, делитель напряжения обратной связи, одно плечо которого со единено с выходной клеммой источника другое плечо через блок опорного напряжения и его переключатель полярности - с шиной нулевого потенциала, а выход - с входом усилителя рассогласования, блок коммутации, - послед ний выполнен в виде четырехполюсного двухпозиционного переключателя. первый размыкающий контакт которого введен в цепь меж;-1У минусовым выводо выпрямителя и шиной нулевого потенци ала, второй размыкающий контакт между выходной клеммой источника и точкой соединения балластного резист ра с регулирующим элементом, первый замыкающий контакт - между выходной клеммой источника и минусовым выводом выпрямителя, второй замыкающий. контакт - между плюсовым выводом выпрямителя и точкой соединения балластного резистора с регулирую р м элементом. На чертеже представлена функциональная схема предложенного высоковольтного биполярного источника напряжения. Устройство содержит сетевой транс форматор 1, вторичная обмотка которого подключена к входу выпрямителя 2. Через балластный резистор 3 с плюсовым, выводом выпрямителя 2 -соединен один из выводов регулирующе го элемента 4, другой вывод которого связан с шиной нулевого потенциала. Управление регулирующим элементом 4 осуществляется усилителем 5 рассогласования. На выходе устройства установлен делитель напряжения обратно связи, одно плечо 6 которого соедине но с выходной клеммой источника, дру гое плечо 7 через блок опорного напр жения 8 и его переключатель полярнос ти 9 - с шиной нулевого потенциала, а выход - с входом усилителя 5, рассогласования. В состав устройства входит также блок кo Iмyтaции, выполненный в виде четырехполюсного двухпозиционного переключателя 10, первый размыкающий контакт которого введен ,в цепь между минусовым выводом выпря-. ммтеля 2 и шиной нулевого потенциа:л,, второй размыкающий контакт - между выходной клеммой источника и точкой соединения балластного резистора 3 с регулирующим элементом 4, первый замыкающий контакт - между выходной клеммой источника и минусовым выводом выпрямителя 2, второй замыкаЮ1дай контакт - между плюсов1 1м выводом выпрямителя 2 и точкой соединения балластного резистора 3 с регулирующим элементом 4. Устройство работает следующим образом. Пусть необходимо получить на выходе устройства напряжение положитель ной полярности . В этом случае переключатели 9 и 10 устанавливаются в положение +. После включения сети высокое напряжение с вторичной обмотки сетевого трансформатора 1 подводится к выпрямителю 2. Выпрямленное напряжение положительной полярности через балластный резистор 3 поступает на регулирующий элемент 4 и с помощью соответствующего контакта переключателя 10 подается на выход источника. При изменении напряжения на выходе источника к входу усилителя 5 рассогласования подводится сигнал рассогласования, сформированный в результате сравнения напряжения на выходе делителя напряжения обратной связи, собранного на резисторах 6 и 7, с отрицательным выходным напряжением блока 8 опорного напряжения. Усиленный сигнал рассогласования в качестве сигнала управления поступает на управляющий вход регулирующего элемента 4, изменяя протекающий через него ток. При этом напряжение на выходе источника.восстанавливается за счет перераспределения его между балластным резистором 3 и регулирующим элементом 4. Таким образом, данный источник работает в этом случае по принципу компенсационного стабилизатора параллельного типа. Дяя получения на выходе устройства напряжения отрицательной полярности переключатели 9 и 10 переводятся в положение -. В указанном положении переключателей 9 и 10 выпрямле.нное напряжение положительной полярности через соответствующий контакт переключателя 10 поступает непосредственно на регулирующий элемент 4 и через него - на шину нулевого потенциала. На выход же источника посредством другого контакта переключателя 10 подается отрицательное напряжение.