Высоковольтный стабилизатор постоянного напряжения

 

ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий высоковольтный выпрямитель,вы- . соковольтный регулирующий тетрод, анод которого подключен к плюсовому выводу высоковольтного выпрямителя, источник опорного напряжения, плюсовый вывод которог о подключен к катоду высоко,вольтного регулирующего тетрода, высоковольтный источник экранного, напряжения, минусовый вывод которого подключен к катоду высоковольтного регулирующего тетрода, вспомогательную регулирующую лампу - триод, анод которой подключен к плюсовому выводу источника экранного напряжения,.катод через защитный диод - к экранной сетке тетрода , а сетка через смещающий резистор соединена с анодом этой же лампы , усилительный маломощный триод, анод которого через анодный резистор подключен к катоду тетрода, а катод - к минусовому выводу источника опорного напряжения, переменный резистор - цепь отбора, включенный между катодом тетрода и минусовым выводом высоковольтного выпрямителя , а подвижный контакт его подключен к управляющей сетке усилительного триода, конденсатор, вкл|очен}1Ый между управляющей сеткой усилительного триода и минусовым В1ЛВОДОМ; эысоковольтного выпpя 1итeля, фильтровый конденсатор; включенный между катодом тетрода и минусовым выводом высоковольтного выпрямителя, резистор - датчик тока, включенный между катодом тетрода и плюсовым выходным выводом стабилизатора, стабилитрон, анод которого подключен к катоду тетрода, а катод - через токоограничительный резистор к плюсо.вому выводу стабилизатора, тиристорный оптрон, анодные выводы которого подключены к катоду тетрода, катод светодиода через ток о з адающи йрезистор п одключен к катоду стабилитрона, а катод фотоприемника подключен к резистору связи, второй стабилитрон, катод которого подключен к катоду вспомога- 9 тельного регулирующего триода, а (Л анод через два последовательно соединенных балластных резистора соединен с минусовьм выводом истрчника опорного напряжения, причем общая точка соединения резисторов подклю- g чена к управляющей сетке тетрода,о тличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов, повышения КПД и увеличения надежнос:л ти, в него введены дополнительный источник напряжения, плюз: совый вывод которого подключен к катоду тетрода, дополнительный стабилитрон, анодом подклюСП ченный к минусовому выводу доОд полнительного источника напряжения, а катодом через введенный балластный резистор к плюсовому выводу дополнительного источника напряжения, высоковольтная маломощная усилительная лампа - тетрод, анод которой соединен с управляющей сеткой вспомогательного регулирующего триода, экранная сетка этого тетрода соединена с катодом введенного стабилитрона , а управляющая сетка через введенные два последовательно соединенных резистора соединена с анодом усилительного маломощного триода,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК („)SU(„) ц5)) G 05 F 1/52" .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ (21) 3474000/24-07 (22) 23.07.82 (46) 23.11.83. Бюл. 9 43

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (72) Ю.М. Головлев, В.В. Уманский и А.A Горшков (53) 621.316.722.1 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 615463, кл. G 05 F 1/52, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

9 855632, кл. G 05 F 1/52, 1979. (54) (57) B6ICOKOBOJlbTHbIA СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий высоковольтный выпрямитель,высоковольтный регулирующий тетрод, анод которого подключен к плюсовому выводу высоковольтного выпрямителя, источник опорного напряжения, плюсовый вывод которого подключен к катоду высоковольтного регулирующего тетрода, высоковольтный источник экранного напряжения, минусовый вывод которого подключен к катоду высоковольтного регулирующего тетрода, вспомогательную регулирующую лампу — триод, анод которой подключен к плюсовому выводу источника экранного напряжения,,катод через защит.— ный диод — к экранной сетке тет.— рода, а сетка через смещающий резистор соединена с анодом этой же лампы, усилительный маломощный триод, анод которого через анодный резистор подключен к катоду тетрОда, а катод — к минусовому выводу источника опорного напряжения, переменный . резистор — цепь отбора, включенный между катодом тетрода и минусовым выводом высоковольтного выпрямителя, а подвижный контакт его подключен к управляющей сетке усилительного триода, конденсатор, включенный между управляющей сеткой усилительного триода и минусовым выводом; высоковольтного выпрямителя,фильтровый конденсатор; включенный между катодом тетрода и минусовым выводом высоковольтного выпрямителя, резистор — датчик тока, включенный между катодом тетрода и плюсовым выходным выводом стабилизатора, стабилитрон, анод которого подключен к катоду тетрода, а катод — через токоограничительный резистор к плюсовому выводу стабилизатора, тиристорный оптрон, анодные выводы которого подключены к катоду тетрода, катод светодиода через токоэадающий резистор подключен к катоду стабилитрона, а катод фотоприемника подключен, к резистору связи, второй стабилитрон, катод которого подключен к катоду вспомог -Pg тельного регулирующего триода, а анод через два последовательно соединенных балластных резистора соединен с минусовым выводом источника опорного напряжения, причем общая точка соединения резисторов подклю- 2 чена к управляющей сетке тетрода,о тл и ч а ю шийся тем, что, с. целью уменьшения габаритов, повышения Пд и увеличения надежности, в него введены дополнительный источник напряжения, плюсовый вывод которого подключен к катоду тетрода, дополнительный стабилитрон, анодом подключенный к минусовому выводу дополнительного источника напряжения, а катодом через введенный балластный резистор к плюсовому выводу дополнительного источника напряжения, высоковольтная маломощная усилительная лампа — тетрод, анод которой соединен с управляющей сеткой вспомогательного регулирующего триода, экранная сетка этого тетрода соединена с катодом введенного стабилитрона, а управляющая сетка через введенные два последовательно соединенных резистора соединена с анодом усилительного маломощного триода, 1056153 причем точка соединения этих резисторов соединена с анодом вновь введенного диода, катод которого подИзобретение относится к электротехнике и может быть применено в различных электроустановках, где требуется стабилизация высоковольтного напряжения постоянного тока. 5

Известен высоковольтный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий высоковольтный выпрямитель, регулирующий высоковольтный тетрод, источник питания экранной сетки высоковольтного тетрода, усилитель обратной связи, источник питания усилителя обратной связи, цепь отбора, устройство плавного подъема экранного напряжения, стабилитрон с ограничительным резистором, к ансду которого подкЛючен усилитель обратной связи (- (В эт.;м высоковольтном стабилизаторе напряжения при включении происходит плавный подъем выходного напря- 20 жения. При работе на импульсную нагрузку с изменением тока нагрузки от 0 до 1 нОм и при большой скважности импульсов токов для полного запирания регулирующей лампы необходим высоковольтный усилитель обратной связи, что значительно усложняет схемное решение стабилизатора, увеличивает габариты, уменьшает КПД и надежность. 30

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является высоковольтный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий высоковольтный выпрямитель, высоковольт- З5 ный тетрод, выпрямитель для питания экранной сетки высоковольтного тетрода, дополнительный регулирующий триод, источник опорного напряжения, резисторный делитель, включен- 4О ный последовательно с высоковольтным

:стабилитроном, защитный диод экранной сетки, делитель, состоящий из двух последовательно включенных стабилитронов и резистора, усилитель постоянного тока (двойной триод),се- 45 точный конденсатор усилителя постоянного тока, выходной фильтровый кон.денсатор, резистор-датчик тока, стабилитрон, тиристорный оптрон, тиристор (2j . 5О

Известный высоковольтный стабилизатор постоянного напряжения не может быть применен для стабилизаторов,в которых в качестве регулирующих ламп применены высоковольтные 55 ключен к катоду усилительного тетрода, а анод этого лоца подключен к другому выводу резистора связи. тетроды, которые требуют высоковольтного напряжения для питания экранной сетки. Это обусловлено применением в усилителях обратной связи двойных триодов, Отечественная промышх.енность выпускает такой тип ламп на напряжения не более 350В. Существующие высоковольтные тетроды имеют экран-. ные сетки, которые требуют на= пряжения 100-2500 В, например

ПП1-0,5/10 Ц экю.макс = 1200 В,ГМИ39Л

U « ц,„, . = 2000 В, и т.д. При таких высоких напряжениях на экранных сетках защита на тиристорах известными средствами становится ненадежной,так как отечественной промышленностью не выпускаются высоковольтные маломощные тиристоры.

Применение высоковольтных тиристоров, которые выпускаются на большую мощность, например 2у108А с током в открытом состоянии 50А и током удержаний 500 NA приводит к значительному увеличению габаритов аппаратуры, уменьшению КПД и надежности.

Целью изобретения является уменьшение габаритов, повышение КПД и увеличение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в высоковольтный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий высоковольтный выпрямитель,высоковольтный регулирующий тетрод, анод которого подключен к плюсовому выводу высоковольтного выпрямителя, источник опорного напряжения,плюсовый вывод которого подключен к катоду высоковольтного регулирующего тетрода, высоковольтный источник экранного напряжения,минусовый вывод которого подключен к катоду высоковольтного регулирующего тетрода,вспомогательную регулирующую лампу триод, анод которой подключен к плюсовому выводу источника экранного напряжения, катод через защитный диод — к экранной сетке тетрода, а сетка через смещающий резистор соединена с анодом этой же лампы, усилительный маломощный триод, анод которого через анодный резистор подключен к катоду тетрода, а катод— к минусовому выводу источника опорного напряжения, переменный резистор — цепь отбора, включенный между катодом тетрода и минусовым выво1056153 дом высоковольтного выпрямителя, а подвижный контакт его подключен к управляющей сетке усилительного триода, конденсатор, включенный между управляющей сеткой усилительного триода и минусовым выводом высоковольтного выпрямителя, фильтровый конденсатор, включенный между катодом тетрода и минусовым выводом высоковольтйого выпрямителя, резистор — датчик тока, включенный между катодом тетрода и глюсовым выходным выводом стабилизатора,стабилитрон, анод которого подключен к катоду тетрода, а катод через токоограничительный резистор — к плюсовому выводу стабилизатора, тиристорный оптрон, анодные выводы которого подключены к катоду тетрода, катод светодиода через токозадающий резистор подключен к катоду стабилитрона, а катод фотоприемника подключен к резистору связи, второй стабилитрон,катод которого подключен к катоду вспомогательного регулирующего триода,а анод через два последовательно соединенных балластных резистора соединен с минусовым выводом источника опорного напряжения, причем общая точка соединения резисторов подключена к управляющей сетке тетрода, введены дополнительный источник напряжения, плюсовый вывод которого подключен к катоду тетрода, дополнительный стабилитрон, анодом подключенный к минусовому выводу дополнительного источника напряжения, а катодом — через введенный балластный резистор к плюсовому выводу дополнительного источника напряжения, высокрвольтная маломощная усилительная лампа — тетрод, анод которой соединен с управляющей сеткой вспомогательного регулирующего триода, экранная сетка этого тетрода соединена с катодом введенного стабилитрона, а управляющая сетка — через введенные два последовательно соединенных резистора соединена с анодом усилительного маломощного триода, причем точка соединения этих резисторов соединена с анодом вновь введенного диода, катод которого подключен к катоду усилительного тетрода, а анод этого диода подключен к другому выводу резистора связи. (На чертеже представлена принци.пиальная схема высоковольтного стабилизатора постоянного напряжения.

Высоковольтный стабилизатор постоянного напряжения содержит высоковольтный выпрямитель 1, высоковольтный регулирующий тетрод 2 (в дальнейшем тетрод 2), анод которого соединен с плюсовым .выводом выпрямителя 1, выпрямитель 3, плксовым вынодо(й подключенный к катоду тетрод

2, стабилитрон 4, анодом подключенный к минусовому выводу выпрямител((3 и катодом через балластный резистор 5 к плюсовому выводу выпрямителя 3, стабилизированный источник 6 опорного постоянного напряжения,плюсовым выводом подключенный к катоду тетрода 2, выпрямитель 7, минусовым выводом подключенный к катоду тетрода 2, высоковольтный триод 8, анод которого подключен к плюсовому выводу выпрямителя 7 и к которому также через резистор 9 подключена управляющая сетка триода 8, при этом каIS тод триода 8 через высоковольтный защитный диод 10 соединен с экранной сеткой тетрода 2, стабилитрон 11,катодом подключенный к катоду триода 8 и через резистор 12 с управляющей сеткой тетрода 2, резистор 13, включенный между управляющей сеткой тетрода 2 и минусовым выводом источника 6 напряжения, высоковольтный маломощный тетрод 14, анод которого

25, подключен к управляющей сетке триода 8, катод — к минусовому выводу выпрямителя 3, экранная сетка тетрада 14 соединена с катодом стабилитрона 4, усилительный триод 15,катод которого соединен с минусовым выводом источника 6 напряжения,-а анод — через анодный резистор 16 с катодом тетрода 2 и через последовательно соединенные резисторы 17 и 18 соединен с управляющей сеткой тетрода 14, датчик тока — резистор 19, включенный между катодом тетрода 2 и плюсовым выводом стабилизатора, стабилитрон 20, анод ко торого через токозадающий резистор

4О 21 соединен с плюсовым выводом стабилизатора, а катод — с катодом тетрода 2, тиристорный оптрон 22, аноды которого соединены с катодом тетрода 2,катод светодиода через то45 коограничительный резистор 23 соединен с анодом стабилитрона 20, а катод фотоприемника через резистор 24 связи соединен с общей точкой соединения резисторов 17 и 18, диод 25, анод которого подключен к точке соединения резисторов 17 и 18, а катод — к катоду тетрода

14, переменный резистор 26 — депь отбора, подключенный между катодом у тетрода 2 и минусовым выводом выпрямителя 1, подвижный контакт резистора 26 подключен к управляющей сетке триода 15 ° конденсатор 27, включенный между управляющей сеткой триода 15 и минусовым выводом вы60 прямителя 1, фильтровый конденсатор 28, подключенный между катодом тетрода 2 и минусовым выводом выпрямителя 1.

Стабилизатор работает следуищим у образом..1056153

В Заказ 9305/41 Тираж 874 Подписное

Филиал ППИ "Патент", г.ужгород,ул. Проектная,4

При наличии номинального тока в цепи нагрузки на выходе усилителя обратной связи (анод высоковольтного маломощного тетрода 14 ) устанавливается напряжение, которое через усилитель мощности — триод 8, включенный по схеме катодного повторителя, устанавливает рабочие напряжения на .экранной и управляющей сетках тетрода 2. При скачкообразном или плавном изменении тока нагрузки на выходе усилителя обратной связи (анод тетрода 14) происходит уменьшение напряжения по отношению к катоду тетрода 2,что соответственно приводит к уменьше.нию напряжения на экранной сетке и увеличению отрицательного напряжения на управляющей сетке тетрода 2. Одновременно изменение напряжений на управляющей и экранной сетках тетрода 2 значительно повышает коэффициент усиления стабилизатора. Это в свою очередь позволяет при небольших опорных напряжениях полностью запирать регулирующую лампу (тетрод 2) при полном сбросе тока нагрузки.

При возникновении в нагрузке тока, равного току срабатывания защитного устройства, на резисторе 19 возникает напряжение, при котором происходит срабатыэание тиристорного оптрона 22. Управляющая сетка тетрода. 14 через резисторы 18, 24 и открытый выход оптрона 22 подключается к плюсу источника 6 напряжения, На управляющей сетке тетрода

14 возникает. напряжение смещения, равное нулю. Тетрод 14 полностью отпирается. Следовательно падение напряжения на аноде тетрода 14 становится близким к нулю, что собственно приводит к уменьщению экранного напряжения тетрода 2 до нулевого зна-.чения, à íà управля ощей сетке возникает напряжение смещения, равное падению напряжения на высокбвольтном:стабилитроне 11 (типа Д817Г).

Тетрод 2 полностью запирается, и на выходе стабилизатора напряжение становится равным нулю.

Использование высоковольтного стабилизатора постоянного напряжения позволяет, по сравнению с известным, применять в качестве регулирующих ламп тетроды с высоковольтным питанием экранной сетки. В качестве выходного каскада усилителя обратной

15 связи можно применять, например,маломощный высоковольтный тетрод типа

6315П (на схеме триод 8) с максимально допустимым анодным напряжением, определяемым величиной напряже2О ния и током экранной сетки тетрода 2. Это могут быть и маломощный триод тйпа 6С20С, и тетрод 6315П,и тетрод ГП-8, а также ПП1-0,,5/10 при значительных токах потребления эк25 ранной сеткой. Применение предлагаемого высоковольтного стабилизатора постоянного напряжения уменьшает габариты устройства и увеличивает надежность, так как не требуется создание высоковольтного опорного ,источника.

Оптронная защита в предлагаемом высоковольтном стабилизаторе постоянного напряжения значительно меньше по габаритам и обладает повышенной надежностью по сравнению с известной защитой, так как защитное устройство состоит всего из одного тиристорного оптрона. При этом максимальное рабочее напряжение, которое возникает на выходе тиристорного оптрона, составляет не более 100В.