Управляемый высоковольтный источник питания

 

Изобретение относится к управляемым высоковольтным источникам питания . Целью изобретения является улучшение выходных характеристик. Цельдостигается тем, что в схему источника введены аналоговый запоминающий узел 19, коммутатор 18 аналоговых сигналов, счетный триггер 15 и пара ключевых элементов (КЭ) 7 и 8. Источник работает в режиме циклического переключения уровней выходного напряжения . Генератор 1 вырабатывает тактовые импульсы, синхронизирующие работу широтно-импульсного модулятора (ШИМ) 16 и логического программного устройства 17. Импульсы с выхода ШИМ 16 поступают на первые входы КЭ 2,3, 7 и 8, на вторые входы которых поступают импульсы с прямого и инверсного выходов триггера 15. На третьи входы ключевых элементов поступают сигналы с выходов устройства 17. При поступ (Л лении на вход 23 устройства 17 управляющих сигналов на выходе источника появляется сигнал, изменяющийся от нижнего до верхнего рабочего уровня. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

Ai (19) (11) <51)4 Н 02 М 3 315

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3778038/24-07 (22) 08 ° 08.84 (46) 07.11.86. Бюл. ¹ 41 (72) A.Н. Моспанов (53) 621.316.722.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 594564, кл. Н 02 М 3/335, опублик.

1978.

Патент Франции - 2158585, кл. Н 03 К 4/00, опуолик, 1979.

Авторское свидетельство СССР

¹ 408290, кл. С 05 F 1/56, опублик.

1977. (54) УПРАВЛЯЕМЬЙ ВЫСОКОВОЛЬТНЬ1Й ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ (57) Изобретение относится к управляемым высоковольтным источникам питания. Целью изобретения является улучшение выходных характеристик. Цель достигается тем, что в схему источника введены аналоговый запоминающий узел 19, коммутатор 18 аналоговых сигналов, счетный триггер 15 и пара ключевых элементов (КЭ) 7 и 8. Источник работает в режиме циклического переключения уровней выходного напряжения. Генератор 1 вырабатывает тактовые импульсы, синхронизирующие работу широтно-импульсного модулятора (ШИМ) 16 и логического программного устройства 17. Импульсы с выхода ШИМ

16 поступают на первые входы КЭ 2,3, 7 и 8, на вторые входы которых поступают импульсы с прямого и инверсного выходов триггера 15. На третьи входы ключевых элементов поступают сигналы Я с выходов устройства 17. При поступлении на вход 23 устройства 17 управляющих сигналов на выходе источника появляется сигнал, изменяющийся от нижнего до верхнего рабочего уровня.

2 ил.

) 2«)с9231

Изобретение относится к )лектротехнике и мажет быть исно)«ьзавано в высоковольтных истая«исках питания, работающих на емкастнуо нагрузку, с переключениеи уровней высокого напряжения, например, на аноде электронно-лучевой трубки с барьерным люминофором.

Пель изобретения — улу «шение выходных характеристик.

На фиг. 1 представлена функциональная схема управляеиага высоковольтного источника питания; на фиг. 2 — временные диаграммы его работы, Источник питания содержит задающий генератор 1, связанный с парой ключевых элементов 2 и 3 ма»ой коммутируемой мощности, JJJ Jxo;,си которых подкл)очесы к концам ):и зковольтной 2б обмотки 4 трансформатора ), средний вывод ко" îðîé подключен к низковольтному блс)ку 6 питания, и с. второй парой ключевых элементов 7 II 8 боль25 шай коммутируемой мощности (в импульс— ном режиме работы)., выход)-J которых подключены к отвод«)м ат части з«1тков

««изк01301«ьт«1011 абмОтки 4 .

Полное числа )зитка)з ни:-)кавальтной обмотки трансформатора выаирается из условия дастижени» заданно,i величины напр»жени» на выходе lie 0!EJ«II< пита-.

1f«fH C00TJ3E -т -T«3)J)0)Vt".f 130p_#_J)l ill)? ) рави)» выходного напр»жени» при максимальном токе нагрузки и наибольшей цлитель- !5 ности управл»ющих HJ)пульсов. поступающих па первые входи кгпочевьгх элеме)— тав 2 и 3.

Отвсзд):1 выпал)сены так, -пабы 07110шепие той части: If Ylcolf О) кото«)ои )О

Выпал11»ется Отводы к пол 10;:)у Iислу витков «)из 1(01)ат1)ъ ) 110)й Обмотки находи . лось 13 наиболее опт:и )аль««ь)х пределах

0,6-0.,8.

)5

Превышение верхнего предела 3 ïiM соотношением вызывает снижение бистродействн» ус гра)"«ст)за, а.у.. )еньшенпе ниже нияснего приводи г к пела;зспильзаван««)о маг1п«тных свойств сердечни 5G ка в режиме стабилизации выходного напряжения на верхнем рабочем уровне, повь)ше««ию требований к )за:« -псне рабочего 1)апряя:ения первой пари к I )чевых элементов 2 и 3. г5

Высаковольтн«1» ОбмОТK«E 9 г)Одссл)оче— на к иостовому випр»м)пелю 10, первый вывод которого нодкзпочен к емкости нагрузки, а второй — к опорному источнику 1?, Устройство содеэжит также узел 13 разряда, соединенный с выходным выводам 14, счетный триггер 15, широтно-импульсный модулятор )6 {П)И1!7, пороговый узел в виде логического про«раимного устройства 17, коммутатор 18 аналоговых сигналов, аналоговый запоминающий узел (ЗУ) 19, усилитель 20 обратной связи, опорный источник 21 напряжения, измерительный делитель 22 напряжения.

Первый вход логического программного устройства 17 является входом источника питания. Все ключевые элементы содержат на входе 3 — входовые схемы, реализующие функцию )1 (не наказаны, Управл»емый высоковольтный источник питания работает в режиме циклического переключения уровней выходного напряжения следующим образом.

Задающий генератор вырабатывает тактовые импульсы (фиг.2aj, синхропизирующие работу )!)ИИ 16 и логического грограммного устройства 17, перекл)очающие счетный триггер )з с часI татой, близкой к удвоенной частоте резонансного контура, образованного собственными индуктивностью и емко-. стью высоковольтной обмотки 9, а также емкость, вносимой.в контур со стороны схемы выпрямителя 10. Импульсы с выхода РЛ!)"1 16 поступают на первые входы первой 2 и 3 и второй 7 и

8 пари ключевых элементов, на вторые входы катарых поступают управляющие импульсы соответственно с прямого и

J)нверс1 ого выходов счетного триггера )з, а на третьи входы ключевых элементов поступают управляющие сигналы с выходов программного логического устройства 17.

При отсутствии на входе 23 управляющего сигнала на гретьих входах всех ключевых элементов 2, 3, 7 и 8 сигналы равны нулю — все ключевые элементы находятся .3 закрытом состоя1I:.3ê. На выходном вы-заде 14 устанавли)зается уровень, определяемый напряжением опорного источника 12.

При поступлении на вход 23 в момент времени т.с управляющего сигнала (фиг.2))I и по приходу переднего фронта тактового импульса в момент времени на второй вход логического програминага устройства 17 с первого вы!

26923! хода его на управляющие входы второй пары ключевых элементов 7 и 8 и на управляющий вход коммутатора 18 аналоговых сигналов поступает сигнал

"единицы" (фиг.26) . Ключевые элементы 7 и 8 открываются, а выход аналогового запоминающего устройства 19 через коммутатор 18 аналоговых сигналов подключается к входу ШИИ 16. Источник питания переходит в режим переключения с нижнего рабочего уровня выходного напряжения на верхней рабочий уровень. В этом режиме работы

ШИК 16 формирует управляющие импульсы такой длительности, при которой 15 определенное число импульсов, проходящих через ключевые элементы 7 и 8 за время t y, заряжает емкость ll нагрузки от начального уровня U „ до уровня 0 g (фиг. 2 e) . В момент яре- 20 мени 1 на управляющие входы второй пары ключевых элементов 7 и 8 и на управляющий вход коммутатора 18 аналоговых сигналов поступает сигнал

"нуля" (фиг.25), а на управляющие 25 входы первой пары ключевых элементов

2 и 3 с второго выхода логического программного устройства 17 — управляющий сигнал "единицы" (фиг.2 z)

С третьего выхода логического прог- 3р раммного устройства 17 на управляющий вход аналогового ЗУ 19 поступает стробирующий сигнал (фиг.2))

Ключевые элементы 7 и 8 закрываются, а ключевые элементы 2 и 3 открывают- З

5 ся, вход ШКЧ 16 коммутатором 18 аналоговых сигналов подключается к выходу усилителя 20 обратной связи— таким образом цепь обратной связи замыкается к источнику питания, пере- щ ходит в режим стабилизации выходного напряжения на верхнем рабочем уровне.

В течение времени действия стро-. бирующего сигнала напряжения, поступающее с выхода усилителя 20 обратной! связи, интегрируется аналоговым ЗУ

19, а после окончания действия стробирующего сигнала в момент времени усредненная за время tC величина выходного напряжения усилителя 20 сохраняется на выходе ЗУ неизменной.

В момент времени t>, после окончания действия управляющего сигнала на входе 23, на управляющие входы ключевых элементов 2 и 3 поступает сиг- 5 нал "нуля, а на управляющий вход разрядного блока с четвертого выхода логического программного устройства

l7 поступает управляющий сигнал. Ключевые элементы 2 и 3 закрываются, разрядный узел 13 разряжает емкость !

1 нагрузки до уровня, соответствующего выходному напряжению опорного источника 12, за время tp . В момент времени t< источник питания переходит в режим стабилизации выходного напряжения на нижнем рабочем уровне до прихода на вход 23 следующего управляющего сигнала.

Описанный процесс работы источника питания циклически повторяется.

Величина пульсаций на выходе устройства при минимальном уровне напряжения на выходе будет определяться переменной составляющей опорного источника 12, а на максимальном уровне равна сумме величин переменных составляющих выходных напряжений опорного источника 12 и выпрямленного мостовым выпрямителем 10 напряжения.

Источник питания, как это следует из описания принципа его работы, позволяет при одной и той же величине емкости нагрузки, существенно уменьшить пульсации, существенно уменьшить пульсации выходного напряжения.

Емкость нагрузки как правило состоит из двух компонентов, например, емкости анода электронно-лучевой трубки и параллельно подключенной к ней с целью снижения пульсаций исполнительной емкости, которая может быть выбрана меньшей величины в (5-10 рад), Тем самым может быть достигнуто повышение быстродействия устройства и повышение КПД за счет снижения потерь на перезаряд дополнительной емкости при сохранении допустимой величины пульсаций на нагрузке.

Формула изобретения

Управляемый высоковольтный источник питания, содержащий задающий генератор, выходом соединенный с первым входом широтно-импульсного модулятора, выход которого соединен с первым входом преобразователя низкого напряжения в высокое на трансформаторе и ключевых элементах, выход которого соединен через выпрямитель с фильтром с узлом разряда и с измерительным делителем, усилитель обратной связи, входы которого соединены с выходом измерительного делителя и с источником опорного напряжения, пос вторым выходами триггера, а управляющие входы первой и второй пары ключевых элементов соединены соответственно с первым и BtopblM входами порогового узла, выполненного в виде логического .программного блока, первый вход которого соединен с входом источника питания, второй вход соединен с выходом задающего генератора, второй выход — с управпяющим входом коммутатора аналоговых сигналов, первый сигнальный вход которого соединен с выходом усилителя обратной связи непосредственно, а второй сигнальный вход через аналоговый sanoминающий узел подключен управляющим входом к третьему выходу порогового узла „ причем выход коммута тора соединен с вторым вхо дом ° широтно — импульсного мо дулятора.

5 1?б923! рогов>N узел, выходом соединенный с входом узла разряда, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения выходных характеристик, в него введены аналоговый запоминающий узел, коммутатор аналоговых сигналов, счетный триггер, вторая пара ключевых элементов преобразователя, причем первая пара ключевых элементов соединена с крайними выводами низковольт- Q ной обмотки трансформатора, а вторая пара — с отводом этой обмотки., выход задающего генератора соединен с входом счетного триггера, первые сигнальные входы всех ключевых элементов соединены с выходом широтно-импульсного модулятора, вторые сигнальные входы первых ключевых элементов обеих пар и вторых ключевых элементов этих пар объединены попарно и ?и соединены соответственно с. первым и! 169 3 t

Составитель Н. Вороницкая

Техред Л.Олейник Корректор М. Пожо

Редактор В. Иванова

Тираж 631

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Заказ 6044/56

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4