Высоковольтный стабилизатор напряжения постоянного тока

 

ВЫСО1«)ЮЛЬТНЫЙ СТАБИЛИЗАТО НАПРЙЖЕНИЯ ПОСГОЯЙНОГО ТОКА, содержаишй тетродный регулирующий элемен включенный между клеммами для подкл чения первичного источника питания и блока нагрузки, усилитель сигнала рассогласования, выполненный на дво ном триоде и соединенный по входам с выходами делителя напряжения обра ной связи и блока опорного напряжения , а по выходу - с управляющей сеткой тетрода регулирующего элемен та, блок пс1раметрической стабилизации напряжения, вход которого через балластный резистор подключен к выходной цепи последовательно включенных источника питания блока опорного напряжения и первого вспомогательного источника питания, а выход - к резистивны1ч анодным нагрузкам двойного триода усилителя сигнала рассогласования, блок, защиты от перегрузки по току с тиристором, подключенным через упомянутый балластный резистор к выходу первого вспомогательного источника питания, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и надежности работы, в него введен второй вспомогательный источник питания с транзисторным ключом на входе, причем выходные клеммы второго вспомогательного источника питания соединены с экранной сеткой и катодом тетрода регулирующего элемента, а управляющая цепь транзисторного ключа включена между катодсзм тетрода регулирующего элемента и промежуточным выводом одной из анодных нагрузок двойного триода усилителя сигнала рассогласования, ±

аа св

СОКИ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

З(Я) 6 5F 1 52

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 0ТНРЬГПФ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н двтауснСму свидетклытви . (21 ) 3377607/24-07 (22). 04.01.82 (46) 15.07.83. Вюл. t» 26 (72) Ю.М.Головлев, A.A.Ãoðøêîâ и В.И.Белоус (53) 621. 316. 722. 1 (088. 8) (56 ) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 336656, кл. G05 Г 1/16, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

9 741247, кл. 0 05 1 1/52, 1978. (54 ) (57) ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ СТАБИЛИ3АТОР

НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащий тетродный регулирующий элемент, включенный между клеммами для подключения первичного источника питания и блока нагрузки, усилитель сигнала рассогласования, выполненный на двойном триоде и соединенный по входам с выходами делителя напряжения обратной связи и блока опорного напряжения, а по выходу — с управляющей сеткой .тетрода регулирующего элемента, блок параметрической стабилиза-ции напряжения, вход которого через балластный резистор подключен к общей выходной цепи последовательно включенных источника питания блока опорного напряжения и первого вспомогательного источника питания, а выход - к резистивным анодным нагрузкам двойного триода усилителя сигнала рассогласования, блок. защиты от перегрузки по току с тиристсром, подключенным через упомянутый балластный резистор к выходу первого вспомогательного источника питания, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД н надежности работы, в него -введен второй вспомогательный источник питания с транзисторным ключом на входе, причем выходные клеммы второго вспомогательного

Ф источника питания соединены с экранной сеткой и катодом тетрода регулирующего элемента, а управляющая цепь транзисторного ключа включена между катодом С тетрода регулирующего элемента и промежуточным выводом одной из. анод- Я ных нагрузок двойного триода усилителя сигнала рассогласования.

1029158

Наиболее близким к изобретению является высоковольтный стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий тетродный регулирующий элемент, включенный между клеммами для подклю-55 чения первичного источника питания и блока нагрузки, усилитель сигнала рассогласования, выполненный на двойном триоде и соединенный по входам с выходами делителя напряжения обрат-60 ной связи и блока опорного напряжения, а по выходу - с управляющей сет. кой тетрода регулирующего элемента, блок параметрической стабилизации напряжения, вход, которого через бал.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в электроустановках с повышенными требованиями в отношении стабильности питаюцего напряжения, l а также экономичности габаритов и надежности вторичного источника питания.

Известен высоковольтный стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий регулируюций элемент, 30 выполненный в виде лампы с фиксированным напряжением на одной из сеток и включенный между клеммами для подключения первичного источника питания и блока нагрузки, усилитель 15 сигнала рассогласования, входы которого соединены с выходами делителя напряжения обратной связи и блока . опорного напряжения, а выход через катодный повторитель — с другой сеткой лампы регулирующего элемента, тиратронный блок защиты от пробоя в нагрузке, управляющий вход которого через импульсный трансформатор подключен к выходной цепи Регулирующего элемента, а выход — к резистору катодного повторителя, блок повторного включения, выполненный на дополнительном тиратроне, управляюцая сетка которого через конденсатор соединена с катодным резистором тиратрона блока защиты p1) .

Недостатки известного устройства связаны с громоздкостью конструкции блока защиты и невозможностью функционирования при значительных снижениях тока нагрузки в случае выполнения усилителя сигнала рассогласо.вания на основе низковольтного.двойного триода. Последнее объясняется тем, что при малых токах нагрузки 40 для запирания высоковольтной регулируюцей лампы требуются весьма большие отрицательные напряжения смещения на управляюцей сетке, которые низковольтный двойной триод вырабатывать 45 не в состоянии. Использование для реализации усилителя сигнала рассогласования высоковольтных ламп существенно усложняет схему устройства и увеличивает его габариты. 50 ластный резистор подключен к общей выходной цепи последовательно включенных источников питания блока опорного напряжения и вспомогательного источника питания, а выход - к резистивным анодным:нагрузкам двойного триода усилителя сигнала рассогласования, блок защиты от перегрузки по току с терристором, своими силовыми электродами соединенным с экранной сеткой и катодом тетрода регулирующего элемента и подключенным через упомянутый балластный резистор к выходу вспомогательного источника питания 2 .

Известное устройство можно применять без значительного увеличения габаритов при напряжении на экранной сетке регулирующего тетрода, не превышающем 200- 300 В, и при малых изменениях нагрузочного тока во время работы либо при смене экземпляра нагрузки.

Использование регулирующих тетродов, для которых экранное напряжение располагается в пределах 600-1200 B обусловливает существенное увеличение падения напряжения на высоковольтном стабилитроне блока параметрической стабилизации напряжения. Цепочка последовательно включенных стаби- . литронов должна в этом случае рассчитываться на полное напряжение экранной сетки, что значительно усложняет схему защиты, предопределяет увеличение габаритов и уменьшение

КПД стабилизатора.

При возникновении перегрузки по току зацита известного устройства осуществляется путем закорачивания цепи экранного напряжения тиристором.

При повышенном уровне экранного напряжения необходимым является применение высоковольтных тиристоров, для которых ток удержания оказывается достаточно большим. Значительная величина обуславливает суцественные потери моцности во вспомогательном источнике питания и на балластном резисторе. Применение же цепочки низковольтных тиристоров, не характеризующихся большим током удержания, связано с обцим усложнением конструкции стабилизатора и снижением его эксплуатационной надежности.

Кроме того,при значительных изменениях нагрузочного тока в сторону уменьшения может иметь место потеря работоспособности стабилизатора s случае применения в качестве усилителя сигнала рассогласования низковольтного двойного триода.

Целью изобретения является повышение КПД и надежности работы подобного питающего устройства.

ПОставленная цель достигается тем, что в высоковольтный стабилизатор напряжения постоянного тока, 1029158 вспомогательных источника питания выполнены в виде выпрямителей, установленных на вторичных обмотках сетевого трансформатора 16. На входе вспомогательного источника питания 14 предусмотрен транзисторный ключ 17, введенный.в коммутируемую цепь с помощью индивидуального диодного моста 18. Эмиттер-базовый переход транзистора 17 эашунтирован конценсатором 19 и резистором 20, а база через диод 21 соединена с промежуточным выводом анодной нагрузки 5 и 6 двойного триода. 3. Вспомогательный источник питания 15 включен последовательно с источником питания 13 блока опорного напряжения. К общей выходной цепи указанных источников питания через балластный резистор 22 подключен блок параметрической ста-билизации, состоящий из резистора 23 и стабилитрона 24. Елок защиты от перегрузки по току выполнен на основе тиристора 25, подключенного через бал- ластный резистор 22 к выходу вспомогательного источника питания 15. В состав блока защиты входят, кроме того, реэистивный датчик тока 26, ;включенный в выходную цепь устройства, а также содержащиеся в контуре

,управления резистор 27 и стабилитрон 28.

Устройство работает следующим образом.

При подаче сетевого напряжения на выходах всех источников питания появ. ляются нормальные рабочие напряжения. Стабилизатор работает как обычный стабилизатор напряжения постоянного тока сериесного типа. Посредством резистора 6 в базе транзистора 17 устанавливается нормальный ток управления, который, в свою очередь, предопределяет рабочий ток в коллекторной цепи транзистора 17 и, следовательно, в первичной цепи вспомогательного источника питания 14.

На экранной сетке тетрода 1 создается нормальное рабочее напряжение.

При значительном уменьшении тока нагрузки (вплоть до нулевого .значения ) триод 3 усилителя сигнала рассогласования запирает тетрод 1 путем увеличения отрицательного напряжения на управляющей сетке за счет повышения падения напряжения на резисторах 5 и 6. Это, в свою очередь, приводит к уменьшению тока в базе транзистора 17. Последний под- запирается, падение напряжения между эмиттером и коллектором увеличивается, что соответственно обуславливает уменьшение напряжения на эк-ранной сетке тетрода 1. Уменьшение экранного напряжения вызывает увеличение внутреннего сопротивления тетрода 1. Следовательно,для эапирания тетрода 1 ,оказывается необходимым значительно. содержащий тетродный регулирующий элемент, включенный между клеммами для подключения первичного источника питания и блока нагрузки, усилитель сигнала рассогласования, выполненный на двойном триоде и соединенный по з . входам с выходами делителя напряжения обратной связи и блока опорного напряжения, а по выходу — с управляющей сеткой тетрода регулирующего элемента, блок параметрической стабилиэа- f0 ции напряжения, вход которого через балластный резистор подключен к общей выходной цепи последовательно включенных источника питания блока опорного напряжения и первого вспомогательного источника питания, а выходк резистивным анодным.нагрузкам двойного триода усилителя сигнала рассогласования, блок защиты от перегрузки по току с тиристором, 20 подключенным через упомянутый балластный резистор к выходу первого вспомогательного источника питания, введен второй вспомогательный источник питания с транзисторным ключом на входе, причем выходные клеммы второLro вспомогательного источника питания соединены с экранной сеткой и катодом тетрода регулирующего элемента, а управляющая цепь транзисторного ключа включена между катодом тетрода регулирующего элемента и промежуточным выводом одной из анодных нагрузок двойного триода усилителя сигнала рассогласования. на чертеже представлена укрупнен- З5 ная принципиальная электрическая схема предложенного высоковольтного стабилизатора напряжения постоянного тока.

Регулирующим элементом стабили- 40 затора является тетрод 1, включенный на выходе первичного источника питания 2, представляющего собой высоковольтный выпрямитель. Усилитель сигнала рассогласования выполнен на 45 двойном триоде 3 с катодным резистором 4 и резистивными анодными нагрузками 5, 6 (инвентирующий каскад) и 7 (неинвентирующий каскад). Функции делителя напряжения обратной связи выполняет потенциометр 8, эашунтированный конденсатором 9. Параллельно нижнему плечу потенциометра 8 включен конденсатор 10. Блок опорного напряжения реализован с помощью резистора 11 и стабилитрона 12. Питание55 данного блока осуществляется от источника питания 13. В состав устройства входят два вспомогательных ис точника питания 14 и 15, первый из которых играет роль источника экран- 60 ного напряжения и связан выходными клеммами с экранной сеткой и катодом тетрода 1, а второй предназначен для обеспечения эффективной работы блока защиты от перегрузки на току. Оба

1029158

Составитель Л. Морозов

Техред М.Гергель

Редактор A. Гулько

Корректор A.Ïîâõ

Подпи сное г

Тираж 874

Заказ 4978/46

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 меньшее увеличение отрицательного смещения на управляющей сетке. тетрода 1.

При увеличении тока нагрузки выше максимально допустимого значения на резисторе 2б возникает падение нап- 5 ряжения, которое приводит к срабатыванию тиристора 25 и закорачиванию вспомогательного источника питания 15.

Питание стабилитрона 28 в этом слу" чае осуществляется только от источ- tO ника питания 13 блока опорного напряжения. В связи с этИМ триод 3 выводится из работы и на упразляюцей сетке тетрода 1 появляется отрицательное напряжение, равное падению f5 напряжения на стабилитроне 24,.

Транзистор 17 полностью запирается, что приводит к пропаданию напряжения на экранной сетке тетрода. 1. Последний также полностью запирается.,Осуцествлениое впредложенном устройстве раздельное питание экранной сетки тетрада регулирующего элемента и тиристорного блока защиты положи- тельно. сказывается на обцих габаритах стабилизатора и его эконоьжчности, поскольку в данном случае повышение уровня экранного напряжения не связывается с необходимостью применения высоковольтного тиристора в блоке защиты и высоковольтного стабилитрона в блоке пераметрнческой стабилизации„ как не отражается и на потерях мощности в тракте питания блока зациты нри его срабатывании., В принятой. конструкции устройства вся элементная база, за исключением вспомогательного источника 14, явля,ется низковольтной. Это обстоятельство обусловливает повышенную надежность работы стабилизатора.