Высоковольтный стабилизированный источник питания

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к источникам вторичного электропитания высоковольтной радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения - уменьшение длительности переходного процесса при скачкообразном изменении тока нагрузки . В устройство введены сглаживающие резистор 28 и конденсатор 29, обеспечивающие форму сигнала обратной связи по току, близкую к синусоидальной . Высоковольтньй -Трансформатор 13 снабжен второй вторичной обмоткой 16, а вспомогательный узел 18 выпрямления и фильтрации выполнен по схеме удвоения напряжения. Данный источник питания имеет малую суммарную постоянную времени цепи обра тной связи, так как суммирование сигналов обратной связи по напряжению и току осуществляется непосредственно на переменном токе, а накопительные конденсаторы 21, 22 узла 18 являются общи-. ми для обоих сигналов. 1 ил. с (Л 0JJ ОО СО .4: СО Е

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 1504 Н 02 И 3 335

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4069775!24-07 (22) 07.04.86 (46) 30.08.87. Бюл. 9 32 (72) В.Н. Асонов, Г.В. Алексеев, В.К. Павлов и А.Б. Шапиро (53) 621.316.722.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 612223, кл. С 05 Р 1/56, 1976.

Авторское свидетельство СССР

В 1148079, кл. Н 02 И 3/335, 1983. (54) ВЪ|СОКОВОЛЬТНЫЙ СТАБИЛИЗИРОВАННО

ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам вторичного электропитания высоковольтной радиоэлектронной аппаратуры.

Цель изобретения — уменьшение длительности переходного процесса при скачкообразном изменении тока нагрузки. В устройство введены сглаживающие резистор 28 и конденсатор 29, обеспечивающие форму сигнала обратной связи по току, близкую к синусоидальной. Высоковольтный трансформатор 13 снабжен второй вторичной обмоткой 16, а вспомогательный узел 18 выпрямления н фильтрации выполнен по схеме удвоения напряжения. Данный источник питания имеет малую суммарную постоянную времени цепи обратной связи, так как суммирование сигналов обратной связи по напряжению и току осуществляется непосредственно на переменном токе, а накопительные конден- с саторы 21, 22 узла 18 являются общи-, ми для обоих сигналов. 1 ил.

1334312

Изобретение относится к электротехнике и предназначеHo для использования при реализации электроснабже" ния электроннолучевых трубок видоискателей передающих камер и видеоконтрольных приспособлений телевизионных систем с первичным источником напряжения постоянного тока, гальванически развязанным от корпуса. 10

Цель изобретения — уменьшение длительности переходного процесса при скачкообразном изменении тока нагрузки.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого стабилизированного источника питания.

Устройство содержит импульсный 20 регулятор напряжения, состоящий из последовательно включенных блока опорного напряжения с балластным резистором 1, стабилитроном 2 и потенциометром 3, усилителем 4 постоян- 25 ного тока (УПТ), ключевого преобразователя напряжения в импульсный ток с

"транзисторами 5-7 и резисторами 8 и

9 и преобразователя постоянного на— пряжения в переменное с резистором 30

10, транзистором 11, конденсатором

12 и высоковольтным трансформатором

13, имеющим первичную 14 и первую 15 и вторую 16 вторичные обмотки. В состав устройства входят также диодноконденсаторный умножитель 17 напря:— жения, вспомогательный узел 18 выпрямления и фильтрации (удвоительсумматор), выполненный по схеме удвоения напряжения с диодами 19 и 20 40 и конденсаторами 21 и 22, делитель напряжения, выполненный на резисторах 23 и 24, трансформатор 25 обратной связи (ОС) по току с первичной

26 и вторичной 27 обмотками и сглажи- 45 вающие резистор 28 и конденсатор 29.

Позициями 30 и 31 на. схеме обозначены выводы для подключения первичного источника напряжения. постоянного тока, позициями 32 и 33 — выводы для: 50 подключения нагрузки, позицией 34 вывод для подачи синхроимпульсов.

Питающий вход регулятора напряже-ния, выполненного на. элементах 1-16, соединен с выводами 30 и 31. Вход диодно-конденсаторного умножителя 17 напряжения соединен с вторичной обмоткой 15 высоковольтного трансформатора 13 через первичную обмотку 26 трансформатора 25 ОС. Вывод 32 соединен с выходным потенциальным выводом умножителя 17 напряжения, а вывод 33— с соответствующим выводом вторичной обмотки 15 высоковольтного трансформатора 13 и шиной нулевого потенциала. Сглаживающие резистор 28 и конденсатор 29 включены параллельно первичной обмотке 26 трансформатора

25 OC. Вторичная обмотка 27 последнего и вторичная обмотка 16 высоковольтного трансформатора 13 включены последовательно-противофазно и соединены с входом вспомогательного узла 18 выпрямления и фильтрации, выход которого через делитель 23-24 напряжения подключен к управляющему входу импульсного регулятора напряжения, т. е. к сигнальному входу УПТ 4.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение питающей сети постоянного тока Е,„, подается на выводы 30 и 31. При этом на опорный (неинвертирующий) вход УПТ 4 поступает напряжение, снимаемое с выхода блока опорного напряжения, т.е. с выхода потенциометра 3. На выходе УПТ 4, а следовательно, и на базе транзистора 7 имеет место максимальное напряжение.

Однако при отсутствии синхроимпульсов между выводами 31 и 34 транзисторы

5-7 и 11 закрыты. При этом первичная обмотка 14 высоковольтного трансформатора 13 обесточена и выходное напряжение на выводах 32 и 33 отсутствует. В рабочем режиме на базу транзистора 5 поступают синхроимпульсы положительной полярности, частота и длительность которых определяется стандартом разложения телевизионного сигнала передающей камеры. Во время импульса транзисторы 5-7 и 11 открываются. Базовый ток транзистора 11 определяется выходным напряжением

Е,„ УПТ 4, сопротивлением R резистора 9 и коэффициентом усиленйя по току В транзистора 7

Е выл 4 В;

При открыв анни тр анз ис тора 1 1 через первичную обмотку 14 высоковольтного трансформатора 13 начинает протекать ток, который возрастает во времени примерно по линейному закону, достигая максимума к концу синхроимпульса. Скорость нарастания тока, а з 1334312 4 следовательно, и максимальный ток к концу импульса определяются величиной входного напряжения Е„„,, индуктивностью первичной обмотки 14 трансфор5 матора 13 и величиной сопротивления коллектор-эмиттер открытого транзистора 11, которое изменяется в зависимости от его базового тока. При окончании синхроимпульса транзисторы

5-7 и 11 закрываются и первичная обмотка 14 трансформатора 13 отключается от первичного источника напряжения. При этом в контуре, образованном индуктивностью первичной обмотки 14 трансформатора 13, паразитными емкостями его обмоток и конденсатором 12, возникают затухающие гармонические колебания, начальная амплитуда кото рых пропорциональна амплитуде тока в первичной обмотке.!4 при окончании синхроимпульса. Параметры трансформатора 13 и конденсатора 12 выбираются таким образом, что контур имеет резонансную частоту, совпадающую с частотой повторения синхроимпульсов.

Поэтому при поступлении на базу транзистора 5 синхроимпульсов на первичной обмотке 14 трансформатора 13 формируется синусоидальное напряжение, амплитуда которого при постоянном

Е„„ пропорциональна амплитуде импульса коллекторного тока транзистора 11. С вторичной обмотки 15 трансформатора 13 переменное напряжение синусоидальной формы подается на вход диодно-конденсаторного умножителя

17 напряжения. Умножитель 17 осуществляет умножение, выпрямление и сглаживание переменного напряжения, поступающего со вторичной обмотки 15 трансформатора 13. На выходе умножителя 17 обеспечивается высокое напряжение постоянного тока, величина которого равна амплитуде напряжения на вторичной обмотке 15 трансформатора

13, умноженной на коэффициент умножения умножителя 17.

В процессе эксплуатации высоковольтных источников питания выходное напряжение может изменяться при изменении входного питающего напряжения и тока нагрузки.

Для стабилизации выходного напряжения источника питания при изменении питающей сети и тока нагрузки используется цепь ОС, состоящая из вторичной обмотки 16 высоковольтного трансформатора 13, сглаживающей RCцепочки с резистором 28 и конденсатором 29, трансформатора 25, вспомогательного узла 18 выпрямления и фильтрации и делителя 23-24 напряжения.

Действие ОС заключается в следующем.

Первичная обмотка 26 трансформатора 25 ОС подключена к вторичной обмотке 15 высоковольтного трансформатора 13 последовательно с умножителем 17, поэтому через нее и RC-цепочку 28-29 протекает ток подзаряда. конденсаторов умножителя 17. Подзаряд конденсаторов происходит каждый период, амплитуда тока подзаряда пропорциональна току нагрузки. В связи с этим через первичную обмотку 26 трансформатора 25 и резистор 28 течет импульсный ток, амплитуда которого пропорциональна току нагрузки. С вторичной обмотки -27 трансформатора 25 снимается переменное напряжение, амплитуда которого также пропорциональна току нагрузки. Резистор 28 обеспечивает регулировку амплитуды напряжения, конденсатор 29 сглаживает импульсы напряжения, приближая их форму к синусоидальной. Вторичная обмотка 27 трансформатора 25 включена последовательно и в противофазе с вторичной обмоткой 16 высоковольтного трансформатора 13. Разностное напряжение этих обмоток подается на вспомогательный узел 18 выпрямления и фильтрации. На выходе последнего обеспечивается постоянное напряжение, равное сумме амплитуд первой и второй половин периода входного переменного напряжения.

Рассмотрим процесс стабилизации выходного напряжения E „,„ при изменении питающей сети.

При увеличении напряжения Е„„ питающей сети увеличивается амплитуда переменного напряжения на первичной

14 и вторичной 15 обмотках высоковольтного трансформатора 13 и увеличивается выходное напряжение Е на вывь х ходе умножителя 17 и источника питания в целом. Одновременно увеличивается напряжение на вторичной обмотке 16 трансформатора 13, а следовательно, и постоянное напряжение на выходах вспомогательного узла 18 выпрямления и фильтрации и резистивного делителя

23-24. С выхода делителя 23-24 напряжение ОС подается на сигнальный инвертирукиций вход УПТ 4. Выходное напряжение УПТ 4 уменьшается, уменьшая импульсный ток транзистора 11, что, 1ЗЗ4З12 в свою очередь, приводит к уменьшению переменного напряжения на первичной обмотке 14 трансформатора 13 и восстановлению напряжения Е „„ на выходе источника питания., Точность стабилизации определяется в основном коэффициентом усиления УПТ 4.

При уменьшении питающего напряжения Е„щ происходит уменьшение переменного напряжения на первичной обмотке 14 трансформатора 13 и выходного напряжения Е источника питания, вь х

Одновременно уменьшаются напряжения на вторичной обмотке трансформатора 13, а также на выходах вспомога тельного узла 18 выпрямления и фильтрации и делителя 23-24„ Выходное напряжение УПТ 4 увеличивается, увеличивая импульсный ток транзистора 11, чтo в свою очередь,, приводит к увеличению переменного напряжения на первичной обмотке 1I4 трансформатора 13 и восстановлению напряжения Ев„„ на выходе источника питания. 25

Рассмотрим процесс ст. билизации выходного напряжения Е ц„„при изменении тока нагрузки.

При возрастании тока нагрузки уменьшается выходное напряжение Е однако вследствие увеличения тока подзаряда конденсаторов умножи еля 17 увеличивается напряжение на первичной

26, а следовательно, и на вторичной 27 35 обмотках трансформатора 25 ОС. Вторичная обмотка 27 трансформатора 25 включена последовательно-противофазно с вторичной обмоткой: 16-трансформатора 13, причем напряжение вторичной ОС 40 обмотки 16 трансформатора 13 в рабо чем режиме значительно больше напряжения ОС вторичной обмотки 27 транс— форматора 25. При этом увеличение напряжения ОС по току на вторичной об- 45 мотке 27 трансформатора 25 приводит к уменьшению суммарной амплитуды переменного напряжения ОС на входе вспомогательного узла 18 выпрямления и фильтрации и, как следствие, на вы- 5р ходах делителя 23-24. Выходное напряжение УПТ 4 возрастает, что вызывает возрастание импульсного тока транзистора 11, обусловливающее, в свою очередь, возрастание амплитуды 55 переменного напряжения на первичной обмотке 14 трансформатора. 13 и восстановление напряжения Ев„„ на выходе источника питания.

При уменьшении тока нагрузки выходное напряжение Е возрастает. вь х

Одновременно уменьшается ток подзаряда первого конденсатора умнржителя 17 и напряжение ОС на первичной

26 и вторичной 27 обмотках трансформатора 25. При этом суммарная амплитуда напряжения ОС, подаваемая на вход вспомогательного узла 18 выпрямления и фильтрации, увеличивается.

Происходит возрастание напряжения на выходах узла 18 и делителя 23-24. Выходное напряжение УПТ 4 уменьшается, уменьшая импульсный ток транзистора 11. При этом амплитуда переменного напряжения в первичной обмотке 14 трансформатора 13 уменьшается и выходное напряжение источника питания восстанавливается.

Предлагаемый источник питания имеет малую суммарную постоянную времени цепи ОС, так как суммирование сигналов ОС по напряжению и току осуществляется непосредственно на переменном токе и цепь ОС имеет общий удвоительсумматор, состоящий из двух последовательно включенных накопительных конденсаторов, которые являются общими для обоих сигналов. Это обстоятельство позволяет значительно уменьшить постоянную цепи ОС источника питания, а следовательно, уменьшить время переходного процесса (время установления напряжения) при скачкообразном изменении тока нагрузки.

Формула и з о б р е т е н и я

Высоковольтный стабилизированный источник питания, содержащий импульсный регулятор напряжения, соединенный питающим входом с выводами для подключения первичного источника напряжения постоянного тока и снабженный выходным высоковольтным трансформатором, диодно-конденсаторный умножитель напряжения, вход которого соединен с первой вторичной обмоткой высоковольтного трансформатора через первичную обмотку трансформатора обратной связи, выводы для подключения нагрузки, один из которых соединен с выходным потенциальным выводом умножителя напряжения, а другой — с соответствующим выводом первой вторичной обмотки высоковольтного трансформатора и с шиной нулевого потенциала, вспомогательный узел выпрямленияи фильтррации, выход которого через делитель напряжения подключен к управляющему

1334312

Составитель Л,Морозов

Редактор Л.Пчолинская Техред М.Ходанич Корректор В.Гирняк

Заказ 3976/54 Тираж 659 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 входу импульсного регулятора напряжения, отличающийся тем, что, с целью уменьшения длительности. переходного процесса при скачкообразном изменении тока нагрузки, в него введены сглаживающие резистор и конденсатор, высоковольтный трансформатор снабжен второй вторичной обмоткой, а вспомогательный узел выпрямления и фильтрации выполнен по схеме

1 удвоения напряжения, причем сглаживающие резистор и конденсатор включены параллельно первичной обмотке трансформатора обратной связи, а вторичная обмотка последнего и вторая вторичная обмотка высоковольтного трансформатора включены последовательно-противофаэно и соединены с входом вспомогательного узла выпрям-. ления и фильтрации,