Высоковольтный стабилизатор постоянного напряжения

 

ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий основной регулирующий элемент в виде высоковольтного тетрода, включенного последовательно в плюсовую выходную шину высоковольтного мощного выпрямителя, вспомогательный регулирующий элемент в виде одинарного триода, включенного через защитный диод в цепь питания экранной сетки высоковольтного тетрода от вспомогательного выпрямителя, низковольтный источник питания, плюсовый полюс которого соединен с катодом высоковольтного тетрода, делитель напряжения, включенный между катодом одинарного триода и минусовым полюсом низковольтного источника питания , состоящий из последовательно соединенных стабилитрона и двух резисторов , общая точка которых подключена к управляющей сетке высоковольтного тетрода, элемент опорного напряжения, включенный между полюсами низковольтного источника питания, состоящий из последовательно соединенных резистора и двух стабилитронов , усилитель обратной связи на основе двойного триода, первый катод которого подключен к минусовому полюсу низковольтного источника питания , первый анод через резистор к плюсовому полюсу последнего, второй катод - к общей точке стабилитронов элемента опорного напряжения, второй анод - к управляющей сетке одинарного триода и через резистор к плюсовому полюсу вспомогательного выпрямителя, а вторая управляющая сетка - к собственному первому аноду , блок защиты от перегрузки по току и короткого замыкания в нагрузке с резистивным датчиком тока, включенным между катодом высоковольтного тетрода и соответствующим выводом стабилизатора для подключения нагрузки, оптронным развязывающим узлом и тиристорным исполнительным элементом, включенным между управляющей сеткой одинарного триода и вторым катодом двойного триода, отличающийся тем, что, с целью повышения качества стабилизации и снижения динамического сопротивления , в него введены высоковольтный маломощный стабилизированный выпрямитель, два дополнительных резистора и диод, причем минусовый I полюс высоковольтного маломощного стабилизированного выпрямителя подключен к минусовому полюсу высоковольтного мощного выпрямителя, плюсовый полюс через два последовательно соединенных дополнительных резистора - к первой управляющей сетке двойного триода, а диод включен между общей точкой дополнительных резис±оров и минусовым полюсом низковольтного источника питания.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (111

Э(Я) G 05 F 1 52

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3531241/24-07 (22) 06.01 ° 83 (46) 07 ° 03.84. Бюл. М 9 (72) Ю.М.Головлев (53) 621.316.722.1(088.8) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР по дклдм изОБ етекий и ОткРытий (56 ) 1, Авторское свидетельство СССР

9 615463, кл. G 05 F 1/52, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 855632 кл. G 05 F 1/52, 1979 . (54)(57) ВЫСОКОВОЛЬТНЬЯ СТАБИЛИЗАТОР

ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий основной регулирующий элемент в виде высоковольтного тетрода, включенного последовательно в плюсовую выходную шину высоковольтного мощного выпрямителя, вспомогательный регулирующий элемент в виде одинарного триода, включенного через защитный диод в цепь питания экранной сетки высоковольтного тетрода от вспомогательного выпрямителя, низковольтный источник питания, плюсовый полюс которого соединен с катодом высоковольтного тетрода, делитель напряжения, включенный между катодом одинарного триода и минусовым полюсом низковольтного источника пита" ния, состоящий из последовательно соединенных стабилитрона и двух резисторов, общая точка которых подключена к управляющей сетке высоковольтного тетрода, элемент опорного напряжения, включенный между полюсами низковольтного источника питания, состоящий из последовательно соединенных резистора и двух стабилитронов, усилитель обратной связи на основе двойного триода, первый катод которого подключен к минусовому полюсу низковольтного источника питания, первый анод через резистор к плюсовому полюсу последнего, второй катод — к общей точке стабилитронов элемента опорного напряжения, второй анод — к управляющей сетке одинарного триода и через резистор к плюсовому полюсу вспомогательного выпрямителя, а вторая управляющая сетка — к собственному первому аноду, блок защиты от перегрузки по току и короткого замыкания в нагрузке с резистивным датчиком тока, включенным между катодом высоковольтного тетродаи соответствующим выводом стабилизатора для подключения нагрузки, оптронным развязывающим узлом и тиристорным исполнительным элементом, включенным между управляющей сеткой одинарного триода и вторым катодом двойного триода, отличающийся тем, что, с целью повышения качества стабилизации и снижения динамического сопротивления, в него введены высоковольтный маломощный стабилизированный выпрямитель, два дополнительных резистора и диод, причем минусовый полюс высоковольтного маломощного стабилизированного выпрямителя подключен к минусовому полюсу высоковольтного мощного выпрямителя, плюсовый полюс через два последовательно соединенных дополнительных резистора — к первой управляющей сетке двойного триода, а диод включен между общей точкой дополнительных резисторов и минусовым полюсом низковольтного источника питания.

1078414

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для исгользования в электроустановках постоянного тока с повышенным питающим напряжением.

Известен высоковольтный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий регулирующий элемент, выполненный н виде высоковольтного тетрода, включенного последовательно в плюсовую выходную шину нысоконольтного выпрямителя, и подключенный к управляющему входу регулирующего элемен— та усилитель обратной связи, выполненный на основе двойного триода, первая управляющая сетка которого соединена с выходом резистивного делителя выходного напряжения, зашунтированным конденсатором с1 1.

Недостаток известного устройства заключается в неудовлетворительной обработке переменной составляющей случа» импульсной нагрузки стабилизатора. Кроме того, устройство характеризуется значительной конструктивной сложностью, обусловленной необходимостью использования высоковольтного усилителя с обратной (вязью.

65

Наиболее близким к предлагаемому 30 является высоковольтный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий основной регулирующий элемент н виде ьысоковольтного т»трода, включенного последовательно в плюсовую выход- 35 ную шину высоковольтного мощного выпрямителя, вспомогательный регулирующий элемент в виде одинарного триода, включенного через защитный диод H цепь питания экранной сетки 40 высоковольтного тетрода от вспомогательного выпрямителя, низковольтный источник питания, плюсоный полюс

4 которого соединен с катодом нысоконольтно -o тетрода, первый делитель напряжения, включенный между като— дом одинарного триода и минусовым полюсом низковольтного источника питания, состоящий из последовательно соединенных стабилитрона и двух резисторов, общая точка которых подключ»на к управляющей сетке нысоковольт— ного тетрода, элемент опорного напряжения, включенный между полюсами низковольтного источника питания, состоящий из последовательно соеди- 55 ненных резистора и двух стабилитронов, второй делитель напряжения, включенный межд катодом высоковольтного тетрода и минус.оным полюсом высоковольтного мощного выпрямите- 60 ля и состоящий из последовательно соединенных двух нерегулируемых и одного р(гулируемого резистора, ус:и— литель обратной с.няни на ос:нове лн(lèного триода, перный катод которогс-. подключен к минусовому полюсу низковольтногQ источника питания, первый анод через резистор — к плюсовому полюсу последнего, перная управляющая сетка — к промежуточному выводу регулируемого резистора второго делителя напряжения, второй катод к общей точке стабилитронон элемента опорного напряжения, нторой анод — к управляемой сетке одинарного триода и через резистор — к плюсовому полюсу вспомогательного выпрямителя, а нторая управляющая сетка — к собственному первому аноду, конденсатор, включенный между первой управляющей сеткой двойного триода и минусовым полюсом низковольтного источника питания, блок защиты от перегрузки по току и короткого замыкания в нагрузке с резистивным датчиком тока, включенным между катодом высоковольтного тетрода и соответствующим выводом стабилизатора для подключения нагрузки, оптронным развязывающим узлом и тиристорным исполнительным элементом, включенным между управ— ляющей сеткои одинарного триода и вторым катодом двойного триода f2 ).

Указанный стабилизатор из-за наличия конденсатора в цепи обрат— ной связи также плохо отрабатывает переменную составляющую при импульсной нагрузке большой частоты. Кроме того, устройство характеризуется невысоким коэффициентом стабилизации и для медленных изменений тока нагрузки, а также высоким динамическим сопротивлением.

Цель изобретения — повышение ка— честна стабилизации и снижение динамического сопротивления.

Поставленная цель достигается тем, что B высоковольтный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий основной регулирующий элемент н виде высоковольтного тетрода, включенного последовательно н плюсоную выходную шину высоковольтного мощного выпрямителя, вспомогательный регулирующий элемент н виде одинарного триода, включенного через защитный диод в цепь питания экранной сетки высоковольтного тетрода от вспомогательного выпрямителя, низковольтный источник питания, плюсоный полюс которого соединен с катодом высоковольтного тетрода, делитель напряжения, включенный между катодом одинарного триода и минусовым полюсом низковольтного источника питания, состоящий из последовательно соединенных стабилитрона и двух резисторов, общая точка которых подключена к управляющей сетке высоковольтного тетрода, элемент опорного напряжения, включенный

1078414 между полюсами низковольтного источника питания, состоящий иэ последовательно соединенных резистора и двух стабилитронов, усилитель обратной связи на основе двойного триода, первый катод которого подключен к минусовому полюсу низковольтного источника питания, первый анод через резистор — к плюсовому полюсу последнего, второй катод — к общей точке стабилитронов элемента опорного напряжения, второй анод — к управляющей сетке одинарного триода и через резистор — к плюсовому полюсу вспомогательногQ выпрямителя, а вторая управляющая сетка — к 15 собственному первому аноду, блок защиты от перегрузки и короткого замыкания в нагрузке с резистивным датчиком тока, включенным между катодом высоковольтного тетрода и соответствующим выводом стабилизатора для подключения нагрузки, оптронным развязывающим узлом и тиристорным исполнительным элементом, включенным между управляющей сеткой одинарного триода и вторым катодом двойного триода, введены высоковольтный маломощный стабилизированный выпрямитель, два дополнительных резистора и диод, причем минусовый полюс высоковольтного маломощного стабилизированного выпрямителя подключен к минусовому полюсу высоковольтного мощного выпрямителя,плюсовый полюс через два последовательно соединен— ных дополнительных резистора — к

35 первой управляющей сетке двойного триода, а диод включен между общей точкой дополнительных резисторов и минусовым полюсом низковольтного источника питания.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого высоковольтного стабилизатора постоянного напряжения. 45

Устройство содержит основной регулирующий элемент в виде высоковольного тетрода 1, включенного последовательно в плюсовую выходную шину высоковольтного мо цного выпрямителя 2, вспомогательный регулирующий

50 элемент в виде одинарного триода 3, включенного через защитный диод 4 в цепь питания экранной сетки высоковольтного тетрода 1 от вспомогательного выпрямителя 5, стабилизированный низковольтный источник б питания (в частном случае также выпрямитель), плюсовый полюс которого соединен с катодом высоковольтного тетрода 1, делитель напряжения, включенный между катодом одинарного триода 3 и минусовым полюсом низковольтного источника 6 питания, состоящий иэ последовательно соединенных стабилитрона 7 и резисторов 8 65 г и 9, общая точка которых подключена к управляющей сетке высоковльтного тетрода 1, элемент опорного напряжения, включенный между полюсами низко.вольтного источника 6 питания, состоящий иэ последовательно соединенных резистора 10 и стабилитронов 11 и 12, усилитель обратной связи, на основе двойного триода 13,первый катод которого подключен к минусовому полюсу низковольтного источника б питания, первый анод через резистор 14 — к плюсовому полюсу последнего, второй катод — к общей точке стабилитронов 11 и 12 элемента опорного напряжения, второй анод к управляющей сетке одинарного триода 3 и через резистор 15 — к плюсовому полюсу вспомогательного выпрямителя 5, а вторая управляющая сетка — к собственному первому аноду, блок защиты от перегрузки по току и короткого замыкания в нагрузке с резистивным датчиком 16 тока, включенным между катодом высоковольтного тетрода 1 и соответствующим выводом стабилизатора для подключения нагрузки, оптронным развязывающим узлом 17, тиристорным исполнительным элементом 18, включенным между управляющей сеткой одинарного триода 3 и вторым катодом двойного триода 13, вспомогательными резисторами 19-21 и стабилитроном 22, фильтрующий конденсатор 23, включенный между катодом высоковольтного тетрода 1 и минусовым полюсом высоковольтного мощного выпрямителя 2.

В состав устройства входят также высоковольтный маломощный стабилизированный выпрямитель 24, дополнительные резисторы 25 и 26 и диод 27, причем минусовый полюс высоковольтного маломощного выпрямителя 24 подключен к минусовому полюсу высоко-, вольтного мощного выпрямителя 2, плюсовый полюс через последовательно соединенные резисторы 25 и 26 к первой управляющей сетке двойного триода )З,а диод 27 включен между общей точкой резисторов 25 и 26 и минусовым полюсом низковольтного источника 6 питания.

Устройство работает следующим образом.

При подаче сетевого напряжения на выпрямители 2, 5, б и 24 на их выходах устанавливаются номинальные значения выходных напряжений. Выходное напряжение стабилизатора является суммой выходных напряжений выпрямителей 2 и 24.

При наличии номинального тока в цепи нагрузки усилитель обратной связи на двойном триоде 13 через одинарный триод 3 устанавливает на экранной сетке высоковольтного

1078414

Составитель Л„Морозов

ТехРедМ.Иа„-<ь КоРРектоР О.Билак

Редактор А.Мотыль

Заказ 963 42 Тираж 842 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Гауш<.кая наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", Г.Уж<«р«п, ул.Проектная, 4 тетрода 1 номинальное значение экранного напряжения, а через делитель напряжения, состоящий из резисторов 8, 9 и стабилитрона 7 номинальное значение управляющего напряжения на управляющей сетке тетрода 1. При отсутствии тока в цепи нагрузки происходит одновременное уменьшение величины экранного напряжения и увеличение величины отрицательного смещения на управляющей сетке тетрода 1. При этом усилитель обратной связи производит управление тетродом 1 сразу по обеим сеткам, В случае изменения сетевого напряжения или тока нагрузки происходит изменение выходного напряжения стабилизатора. Поскольку напряжения на выходах выпрямителей 2 и 24 стабилизированы, причем нестабильность выходного напряжения выпрямителя 24 на порядок меньше нестабильности выходчого напряжения стабилизатора, можно считать, что все изменение выходного напряжения стабилизатора прикладывается к первому входу (управляюшая сетка — катод ) двойного триода 13. В связи с этим достигается получение коэффициента передачи, равного "1". Изменения выходного напряжения стабилизатора (как медленные, так и быстрые) передаются без искажения формы и без дополнительных сдвигов фазы сигнала. Это позволяет получить большие коэффициенты стабилизации и подавления переменной составляющей выходного напряжения стабилизатора.

При увеличении тока в цепи нагрузки выше допустимой нормы или при коротком замыкании происходит включение оптрона 17 вследствие воз10 растания напряжения на резисторе 16.

В свою очередь оптрон 17 включает тиристор 18. Включение тиристора 18 приводит к закорачиванию выхода усилителя обратной связи на двойном триоде 13. Это обусловливает подза15 пирание одинарного триода 3. Отрицательное напряжение на управляющей сетке тетрода 1 увеличивается до величины полного запирания тетрода 1, что приводит к пропаданию напряжения на выходе стабилизатора.

Резисторы 25, 26 и диод 27 обеспечивают защиту усилителя обратной связи от попадания больших положительных напряжений на управляющие сетки двойного триода 13 при нестационарных процессах.

Таким образом, в предлагаемом стабилизаторе исключена инерцион-. ность при работе на импульсную на30 груз ку, существеííо повышено качест— во стабилизации выходного напряжения и снижено динамическое сопротивление.