Высоковольтный биполярный источник постоянного напряжения

 

1. ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ БИПОЛЯРгНЫЙ ИСТОЧНИК ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий регулируемьй источник переменного напряжения с выходным усилителем мощности, усилитель сигнала рассогласования, выход которого соединен с входом регулирующего элемента , блок опорного напряженияj блок выпрямления и умножения напряжения, к выходу которого подключен реэистивный делитель напряжения, блок коммутации , переключатель полярности, отличающийся тем, что, с целью повьшения его надежности в работе, в него введен инвертор сигналов, а блок коммутации выполнен в виде двух имеющих высоковольтную относительно шины нулевого потенциала изоляцию трехконтактных разъемов с колодками, в каждой из которых два вывода соединены с выводами одного из крайних резисторов делителя напряжения , а третий вывод - со свободным выводом смежного резистора, и вставками , в первой из которых один из выводов подключен к выходной потенциальной шине источника,второй и третий выводы соединены между собой, а во второй - один из выводов подключен к шине нулевого потенциала, второй и третий выводы соединены и подключены непосредственно и через инвертор сигналов к входным выводам переключателя полярности, соединен (Л ного выходным вьшодом с выводом изс мерительного входа усилителя сигнала рассогласования, причем вход блока выпрямления и умножения напряжения подключен к выходу усилителя мощности регулируемого источника переменного напряжения, а выход блока опор-ного напряжения соединен с опорным входом усилителя сигнала рассогласо:л вания . 2. Источник по п. 1, отли-.э ч х чающийся тем, что, с целью обеспечения возможности измерения выходного напряжения, между вторым и третьим выводами второй вставки блока коммутации включен дополнительный резисторч

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ((9) (1! ) 4(sl) Н 02 M 3/335

ОПИСАНИК ИЗОЫ ЯткниЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3585267/24-07 (22) 29.04.83 (46) 23.04.85. Бюл. 9 15 (72) А.С.Брюханов, И.Н.Лифар н И.Л.Пузько (71) Сумский ордена Трудового Красного Знамени завод электронных микроскопов им. 50-летия ВЛКСМ (53) 621.316.722.1(088,8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N - 983674, кл. С 05 Г i/48, 1981.

2. Гуревич Г.М. и др. Схема изменения полярности напряжений системы питания источника ионов масс-спектрометра МИ-1305. — "Приборы и техника эксперимента", 1976, Ф 3, с.267-268. (54)(57) 1. ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ БИПОЛЯР-, НЫЙ ИСТОЧНИК ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий регулируемый источник переменного напряжения с выходным усилителем мощности, усилитель сигнала рассогласования, выход которого соединен с входом регулирующего элемента, блок опорного напряжения, блок выпрямления и умножения напряжения, к выходу которого подключен реэистивный делитель напряжения, блок коммутации, переключатель полярности, отличающийся тем, что, с целью повышения его надежности в работе, в него введен инвертор сигналов, а блок коммутации выполнен в виде двух имеющих высоковольтную относительно шины нулевого потенциала изоляцию трехконтактных разъемов с колодками, в каждой из которых два вывода соединены с выводами одного из крайних резисторов делителя напряжения, а третий вывод — со свободным выводом смежного резистора, и вставками, в первой иэ которых один из выводов подключен к выходной потенциальной шине источника, второй и третий выводы соединены между собой, а во второй — один из выводов подключен к шине нулевого потенциала, второй и третий выводы соединены и подключены непосредственно и через инвертор сигналов к входным выводам переключателя полярности, соединенного выходным выводом с выводом измерительного входа усилителя сигнала рассогласования, причем вход- блока выпрямления и умножения напряжения подключен к выходу усилителя мощности регулируемого источника переменного напряжения, а выход блока опор-, ного напряжения соединен с опорным входом усилителя сигнала рассогласования., 2. Источник по п. 1, о т л и - .. ч а ю шийся тем, что, с целью обеспечения воэможности измерения выходного напряжения, между вторым и третьим выводами второй вставки блока коммутации включен дополнительный резистор

1152073

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования при реализации электропитания масс-спектрометров, в которых в зави симости от полярности приложенного напряжения формируются пучки положительных или отрицательных ионов.

Известен высоковольтный биполярный источник постоянного напряжения, содержащий сетевой трансформатор, вто- 1О ричная обмотка которого подключена к входу выпрямителя, регулирующий элемент, один из выводов которогосоединен с шиной нулевого потенциала, а другой вывод через балластный ре- 15 зистор — с плюсовым выводом выпрямителя, усилитель сигнала рассогласования, выход которого подключен к управляющему входу регулирующего элемента, резистивный делитель напряже- 20 ния, одно плечо которого соединено с выходной клеммой источника, другое плечо через блок опорного напряжения и переключатель полярности — с шиной нулевого потенциала, а выход " с 25 входом усилителя сигнала рассогласования, блок коммутации, выполненный в виде четырехполюсного двухпозиционного переключателя, первый размыкающий контакт которого введен в цепь щ между минусовым выводом выпрямителя и шиной нулевого потенциала, второй размыкающий контакт — между выходной клеммой источника и точкой соединения балластного резистора с регулирующим элементом, первый замыкающий контакт между выходной клеммой источника и минусовым выводом выпрямителя, второй замыкающий контакт между плюсовым выводом выпрямителя 4О и точкой соединения балластного резистора с регулирующим элементом (1j ..

Недостаток данного устройства заключается в низкой эксплуатационной надежности, обусловленной сложной 45 конструкцией блока коммутации и нахождением регулирующего элемента под высоким потенциалом относительно шины нулевого потенциала. Кроме того, предусмотренный в устройстве переход от параллельной к последовательной схеме стабилизации в зависимости от требуемой полярности выходного напряжения предопределяет неидентичность характеристик источника для двух его врзможных модификаций.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является высоковольтный биполярный источник постоянного напряжения, содержащий регулируемыч источник переменного напряжения с выходным усилителем мощности, усилитель сигнала рассогласования, выход которого соединен с управляющим входом регулирующего элемента, блок выпрямления и умножения напряжения, вход которого подключен к выходу усилителя мощности через блок коммутации,.выполненный в виде строенного переключателя, резистивный делитель напряжения, одно плечо которого соединено с выходным потенциальным выводом блока выпрямления и умножения напряжения, другое плечо через блок опорного напряжения и переключатель полярности — с шиной нулевого потенциала, а выход — с входом усилителя сигнала рассогласовайия (2) .

Недостаток известного устройства также связан с невысокой эксплуатационной надежностью из-за применения сложного в конструктивном отношении блока коммутации.

Цель изобретения — повышение надежности источника в работе.

Поставленная цель достигается тем, что в высоковольтный биполярный . источник постоянного напряжения, содержащий регулируемый источник переменного напряжения с выходным усилителем мощности, усилитель сигнала рассогласования, выход которого соединен с входом регулирующего элемента, блок опорного напряжения, блок выпрямления и умножения напряжения, к выходу которого подключен резистивный делитель напряжения, блок коммутации, переключатель полярности, введен инвертор.сигналов, а блок коммутации выполнен в виде двух имеющих высоковольтную относительно шины нулевого потенциала изоляцию трехконтактных разъемов с колодками, в каждой из которых два вывода соединены с выводами одного из крайних резисторов делителя напряжения, а третий вывод — со свободным выводом смежного резистора, и вставками, в первой из которых один из выводов подключен к выходной потенциальной шине источника, второй и третий выводы соединены между собой, а во второй — один из выводов подключен к шине нулевого потенциала, второй и третий выводы соединены и подключены непосредственно и через иивертор сигналов к входным выводам

1152073 переключателя полярности, соединен-! ного выходным выводом с выводом измерительного входа усилителя сигнала рассогласования, причем вход блока выпрямления и умножения напряжения подключен к выходу усилителя мощности регулируемого источника неременного напряжения, а выход блока опорного напряжения соединен с опорным входом усилителя сигнала рассогласования.

Для обеспечения возможности измерения выходного напряжения между вторым и третьим выводами второй вставки блока коммутации может быть включен дополнительный резистор.

На фиг. 1 и 2 представлена функциональная схема предложенного высоковольтного биполярного источника постоянного напряжения с двумя раз- тп личными полярностями выходного напряжения.

Устройство содержит регулируемый источник переменного напряжения, состоящий из последовательно включенных сетевого трансформатора 1, выпрямителя 2, преобразователя 3 напряжения и усилителя 4 мощности с подключенным к его управляющему входу регулирующим элементом 5, усилитель 6 сигнала рассогласования, выход которого соединен с входом ре— гулирующего элемента 5, а опорный вход — с выходом блока 7 опорного напряжения, блок 8 выпрямления и 35 умножения напряжения, вход которого подключен к выходу усилителя 4 мощности, а выход — к резистивному делителю 9 напряжения, переключатель 10 полярности, инвертор 11 .сигналов, 40 блок 12 коммутации, выполненный в виде двух имеющих высоковольтную относительно шины нулевого потенциала изоляцию трехконтактных разъемов с колодками 13 (контакты 14 — 16), 17 45 (контакты 18-20) и вставками 21 (контакты 22-24) и 25 (контакты 26-28) .

Выводы 14,15 и 18,20 колодок 13 и 17 соединены с выводами соответствующих крайних резисторов делителя 9 напряжения, а выводы 16 и t9 — со свободными выводами смежных резисторов. Вывод 22 вставки 21 подключен к выходной потенциальной шине источника, а выволы. 23 и 24 55 соединены. Вывод 26 вставки 25 подключен к шине нулевого потенциала, а выводы 28 и 27 соединены и подключены непосредственно и через инвертор 11 сигналов к входным выводам переключателя 10 полярности, соединенного выходным выводом с выводом измерительного входа усилителя 6 сигнала рассогласования; Для обеспечения возможности измерения выходного напряжения источника между выводами 27 и 28 вставки 25 блока 12 коммутации может быть включен дополнительный резистор 29. Киловольтметр 30 подключен к выводам резистора 29 в процессе измерения.

Устройство работает следующим образом.

Пусть на выходе источника необходимо получить напряжение положительной полярности. В этом случае вставка 21 устанавливается в колодку t3, вставка 25 — в колодку 17, а переключатель 10 полярности — в положение, обозначенное на схеме знаком "+" (фиг. 1). После включения сети напря- жение с вторичной обмотки сетевого трансформатора 1 подводится к выпрямителю 2 и далее через преобразователь 3 напряжения и усилитель 4 мощности (с трансформаторным выходом) к блоку 8 выпрямителя и умножения напряжения. Высокое напряжение с выхода блока 8 поступает на делитель 9 напряжения и через контакты 14 и 22, 18 и 26 — на выход источника. При этом на выходной потенциальной шине источника имеет место потенциал положительной полярности. Резистивный делитель 9 напряжения оказывается замкнутым. через контакты 15 23, 24, 16 и 19, 27, 28, 20. Другая выходная шина источника подключена к шине нулевого потенциала через контакты 18 и 26. Напряжение обратной связи снимается с контактов 26 и 27 и через переключатель 10 полярности подводится к измерительному входу усилителя 6 сигнала рассогласования, 1 где сравнивается с опорным напряжением, поступающим от блока 7. При изменении выходного напряжения источника сигнал с выхода усилителя 6 воздействует. на регулирующий элемент 5, в результате чего осуществ» ляется отработка изменения выходного напряжения.

Для получения на выходе источника напряжения отрицательной полярности вставка 25 устанавливается в колодку 13, вставка 21 — в колодку 17, 1152073 а переключатель 10 полярности — в положение, обозначенное на схеме знаком "-" (фиг. 2). В злом случае на выходной потенциальной шине источника имеет место отрицательный потенциал, а напряжение обратной связи, снимаемое с контактов 26 и 27, инвертируется инвертором 11.сигналов. Отработка же изменений выходного .напряжения производится по известному компенсационному принци п.

Предложенное устройство может быть реализовано на напряжения до 30-50 кВ с одинаковым коэффициентом стабилизации для обеих полярностей. Упрощенное выполнение блока коммутации предопределяет при этом повышенную эксплуатационную надеж10 ность источника.

1152073

Составитель П.Иорозов

Редактор А.Козориз Техред Л.Микеш КарректорС.Шекмар

Заказ 2339/43 Тираж 64б Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4