Высоковольтный стабилизирующий источник напряжения постоянного тока

 

ИЗОБРЕТЕНИЕ ОТНОСИТСЯ К ЭЛЕКТРОТЕХНИКЕ, В ЧАСТНОСТИ К ИСТОЧНИКАМ ВТОРИЧНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ. ЦЕЛЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ - ОБЕСПЕЧЕНИЕ ГЛУБОКОЙИТ ПЛАВНОЙ РЕГУЛИРОВКИ ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ И ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНИТОСТИ РАБОТЫ. СИЛОВОЙ КАНАЛ УСТРОЙСТВА СОСТАВЛЯЮТ ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫЕ СЕКИТЦИИ 1.1-1.П, ВКЛЮЧАЕМЫЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО ЧЕРЕЗ КОММУТИРУЮЩИЕ ФОТОТРАНЗИСТОРНЫЕ КЛЮЧИ 3.1-3.П И СНАБЖЕННЫЕ ОБРАТНЫМИ ДИОДАМИ 2.1-2.П. В КОНТУР УПРАВЛЕНИЯ ВХОДЯТ ДАТЧИК 9 ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ, ГЕНЕРАТОР 10 ПИЛООБРАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ, СУММАТОР 11, П - КАНАЛЬНЫЙ ФОРМИРОВАТЕЛЬ-РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ 5 ИМПУЛЬСОВ УПРАВЛЕНИЯ С П - СТУПЕНЧАТЫМ ПАРАМЕТРИЧЕСКИМ СТАБИЛИЗАТОРОМ НАПРЯЖЕНИЯ 5, СОСТОЯЩИМ ИЗ РЕЗИСТОРА 6 И ОПОРНЫХ СТАБИЛИТРОНОВ 7.1-7.П И СВЕТОИЗЛУЧАЮЩИМИ КОМПАРАТОРАМИ 8.1-8.П, А ТАКЖЕ СВЕТОВОДЫ 4.1-4.П. НА ВЫХОДЕ СУММАТОРА 11 ОБРАЗУЕТСЯ ПИЛООБРАЗНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ НА "ПОДСТАВКЕ". УРОВЕНЬ "ПОДСТАВКИ" В ЗАВИСИМОСТИ ОТ НАПРЯЖЕНИЯ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ МЕНЯЕТСЯ ОТ НУЛЯ ДО ВЕРХНЕГО УРОВНЯ ОПОРНОГО НАПРЯЖЕНИЯ СТАБИЛИЗАТОРА. В ПРОЦЕССЕ РАБОТЫ УСТРОЙСТВА ИМЕЕТ МЕСТО ПООЧЕРЕДНО-ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ ВВЕДЕНИЕ ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫХ СЕКЦИЙ 1.1-1.П, ПРИ ЭТОМ ВКЛЮЧЕНИЕ КАЖДОЙ ИЗ НИХ ПРОИСХОДИТ В ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНОМ РЕЖИМЕ, А ВЕРХНЯЯ ИЗ ВКЛЮЧЕННЫХ СЕКЦИЙ ЯВЛЯЕТСЯ ШИМ - стабилизатором. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (sg 4 С 05 F 1/46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4327031/24-07 (22) 16,11.87 (46) 30.11.89. Бюл. М 44 (75) С.Г.Малик и А.В.Пароконный (53) 621 316.722.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 626431, кл. G 05 F 1/56, 1975.

Авторское свидетельство СССР

У 647667, кл. С 05 F 1/56, 1972. (54) ВЫСОКОВОЛЬТНИК% СТАБИЛИЗИРУЮЩИЙ

ИСТОЧНИК НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам . вторичного электропитания радиоэлек тронной аппаратуры. Цель изобретенияобеспечение глубокой плавной регулировки выходного напряжения и повышение надежности работы. Силовой канал устройства составляют выпрями.тельные секции l.l-l.n, включаемые последовательно через коммутирующие фототранзисторные ключи 3.1-.3.п и ,снабженные обратными диодами 2.1-2.п.

„„SU„„1525689

В контур управления входят датчик 9 выходного напряжения, генератор 10 пилообразного напряжения, сумматор

ll и-канальный формирователь-распределитель 5 импульсов управления с и-ступенчатым параметрическим стабилизатором напряжения, состоящим.из резистора 6 и опорных стабилитронов

7.1-7.п и светоизлучающими компара,, орами 8.1-8.п, а также световоды

4.1-4.п. На выходе сумматора 11 образуется пилообразное напряжение на

"подставке" ° Уровень "подставки" в зависимости от напряжения обратной связи меняется от нуля до верхнего уровня опорного напряжения стабилиза- а тора. В процессе работы устройства

И имеет место поочередно-последовательное введение выпрямительных секций 1.1-1.п, при этом включение каж- Фь дой из них происходит в широтно-импульсном режиме, а верхняя из включенных секций является КЖ-стабилиза: тором. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. Сл

1Ф

1525689

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для исполь,зования при реализации вторичного электропитания радиоэлектронной ап паратуры с повьппенным питающим напря- 5 жением.

Цель изобретения — обеспечение глубокой плавной регулировки выходного напряжения и повышение надежности работы.

На фиг. 1 представлена функциональная схема высоковольтного стабилизирующего источника напряжения постоянного тока; на фиг.2 — временные диаграммы сигналов, иллюстрирующие

его работу.

Устройство содержит выпрямительные секции 1.1-1;п (например, с напряжениями 500 В), обратные диоды

2.1-2.п, коммутирующие фототранзисторные ключи 3.1-3.п, световоды 4.14.п, п - канальный формирователь-распределитель 5 импульсов управления с и-ступенчатым параметрическим стаби- 25 лизатором напряжения, состоящим из балластного резистора 6 и опорных стабилитронов 7,1-7.п, и светоизлучающими компараторами 8.1-8.п датчик 9 выходноro напряжения, генератор 10 пилообразного напряжения и сумматор

11. На схеме обозначены также выводы

12 и 13 для подключения первичной, сети переменного тока и выводы 14 и

15 для подключения нагрузки. Входы вы-

: прямительных секций 1.1-1.п соединены с выводами 12 и 13, а выходы через коммутирующие фототранзисторные ключи 3.1-3.п включены последовательно между выводами 14 и 15, Каждый из 40 обратных диодов 2.1-2.п подключен к полюсам соответствующей из выпрямительных секций 1.1-1.п через один из коммутирующих фототранзисторных ключей 3.1-3.п. Вход датчика 9 выход- 45 ного напряжения соединен с выводами

14 и 15. Выходы и-канального формирователя-распределителя 5 импульсов у-:.равлення (выходы светоизлучающих ко.параторов 8.1-8.п) при помощи све50 товодов 4.1-4.п подключены к управляющим входам коммутирующих фототранзисторных ключей 3.1-3.п. Входы сумматора !1 соединены с выходами генератора 10 пилообразного напряжения и

S5 датчика 9 выходного напряжения, Первые входы светоизлучающих компараторов

8.1-8.п подключены к выходу сумматора 11, а вторые входы — к соответствующим выходам и-ступенчатого параметрического стабилизатора напряжения (к общей шине -и катодам соответствующих опорных стабилитронов 7,1-7.n).

Параметрический стабилизатор напряжения (элементы 6, 7.1-7.n) обеспечивает п фиксированных уровней опорных напряжений, отличающихся друг от друга на величину р, На выходе сумматора 11 образуется пилообразное напряжение на подставке. Уровень подставки в зависимости от величины напряжения обратной связи может изменяться от нуля до значения верхнего уровня опорного напряжения параметрического стабилизатора, при этом амплитуда пилообразного напряжения остается неизменной и равной р.

Принцип работы устройства основан на сравнении уровня выходного напряжения U<, сумматора 11 с уровнями опорных напряжений светоизлучающих компараторов 8.1-8.п. На фиг. 2а по-! казан момент сравнения пилообразного напряжения U (уровень подставки близок к нулю) с первым уровнем опорного напряжения. При этом на выходе компаратора 8.1 формируются световые импульсы (фиг. 2б), которые через световод 4.1 воздействуют на коммутирующий фототранзисторный ключ

3.1. На время действия светового импульса ключ 3.1 открывается и напряжение выпрямительной секции 1.1 прикладывается к нагрузке (фиг. 2в).

При повышении уровня напряжения подставки сравнение пилообразного напряжения Б„„ происходит со следующим уровнем опорного напряжения (фиг.2r).

При этом на выходе компаратора 8, 2 формируются световые импульсы, а на выходе компаратора 8.1 идет непрерывное излучение (фиг. 2д). В этдм случае напряжение U ц на нагрузке складывается из непрерывного напряжения выпрямительной секции 1.1 и импульсного напряжения выпрямительной секции 1.2 (фиг. 2е). На фиг. 2в, е пунктиром показаны формы выходного напряжения 0,«„при наличии LCфильтров в цепи нагрузки. Дальнейшее повышение уровня напряжения подставки.ведет к поочередному включению > всех выпрямительных секций 1.1kl.п причем переход каждой секции из выключенного состояния в полностью включенное происходит в широтно-импульсном режиме. Такое включение по1525 зволяет производить плавную регулировку выходного напряжения U „ от нуля до суммарного значения напряжения всех последовательно соединенных выпрямительных секций 1.1-1.п. Зависимость уровня напряжения подставки от величины напряжения обратной связи превращает верхнюю из включенных выпрямительных секций в следующий ШИИстабилизатор.

Использование конструктивно простой реализации и-канального формирователя-распределителя 5 импульсов управления предопределяет повышенную эксплуатационную надежность данноFo стабилизирующего источника напряжения, 10

Формул а из об р е т ения

1. Высоковольтный стабилизирующий источник напряжения постоянного тока, содержащий и выпрямительных секций, входы которых соединены с выводами для подключения первичной сети пере- 25 менного тока, а выходы через коммутирующие ключи включены последовательно между выводами для подключения нагрузки, и обратных диодов, каждый.

-из которых подключен к полюсам соответствующей выпрямительной секции через один из коммутирующих ключей, датчик выходного напряжения, вход которого соединен с выводами для

689 6 подключения нагрузки, и-канальный формирователь-распределитель импульсов управления, выходы которого подключены к управляющим входам коммутирующих ключей, .о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью обеспечения глубокой плавной регулировки выходного напряжения и повышения надежнос" ти работы, в него введены генератор пилообразного напряжения и сумматор, а п-канальный формирователь-распределитель импульсов управления выполнен в виде и-ступенчатого параметрического стабилизатора напряжеиия, и и выходных компараторов, причем входы сумматора соединены с выходами генератора пилообразного напряжения и датчика выходного напряжения, первые входы компараторов подключены к выходу сумматора, а вторые входы — к соответствующим выходам и-ступенчатого параметрического стабилизатора напряжения, 2, Стабилизирующий источник по п. 1, отличающийся тем, что выходные компараторы и-канального формирователя-распределителя импульсов управления и коммутирующие ключи выполнены в виде соответственно светоизлучателей и фотоприемников, попарно оптически связанных при помощи световодов.

1525ЬЫ9

Составитель Л.Морозов

Редактор Л.Пчолинская Техред H.Äèäûê Корректор Л,Бескид

Заказ 7226/44 Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101