Высоковольтный стабилизированный источник постоянного напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения - повышение быстродействия при регулировании выходного напряжения от большего значения к меньшему. Устройство содержит силовой канал с последовательно включенными непрерывным стабилизатором 1 постоянного напряжения, преобразователем 5 постоянного напряжения в переменное и умножителем 6 напряжения. В канал обратной связи входят высоковольтный электрод 7, низковольтный электрод 8 и блок 9 формирования напряжения обратной связи (с механотронным преобразователем и дифференциальным усилителем постоянного тока). При программном снижении выходного напряжения устройства сигналом с выхода блока 3 сравнения, входящего в стабилизатор 1, открывается ключ 11 и подводится питание к источнику 10 ультрафиолетового излучения. Ультрафиолетовое излучение, попадая на высокопотенциальный электрод 7, вызывает фотоэмиссию электронов с него. Ток в цепи между высокопотенциальным электродом 7 и низкопотенциальным электродом 8 обеспечивает быстрый принудительный разряд конденсаторов умножителя 6 напряжения. Направленность ультрафиолетового излучения определяется полярностью выходного напряжения устройства. При этом облучению подвергается всегда электрод отрицательной полярности контура обратной связи. 1 ил.

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 05 F 1/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ба дьи.

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (61) 1190374 (21) 4448680/24-07 (22) 24.06.88 (46) 30.01.90. Бюл. Р- 4 (72) Б.И.Тихомиров (53) 621.316.722.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1190374, кл. G 05 F 1/56, 1984.

I (54) ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ

ИСТОЧНИК ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электро. технике, в частности к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель иэобретения— повышение быстродействия при регулировании выходного напряжения от большего значения к меньшему. Устройство содержит силовой канал с последова-;: тельно включенными непрерывным стабилизатором 1 постоянного напряжения, преобразователем 5 постоянного напряжения в переменное и умножителем 6 напряжения. В канал обратной связи входят высокопотенциальный электрод

„,,Я0„„1539747 А 2

7, низкопотенциаль ный электрод 8 и блок 9 формирования напряжения обратной связи (с механотронным преобразователем и дифференциальным усилителем постоянного тока). При программном снижении выходного напряжения устройства сигналом с выхода блока 3 сравнения, входящего в стабилизатор 1, открывается ключ 11 и подводится питание к источнику 10 ультрафиолетового излучения,. Ультрафиолетовое излучение, попадая на высокопотенциальный электрод 7, вызывает фотоэмиссию электронов с него. Ток в цепи между высокопотенциальным электродом 7 и низкопотенциальным электродом 8 обеспечивает быстрый принудитель ный разряд конденсаторов умножителя

6 напряжения. Направленность ультрафиолетового излучения определяется полярностью выходного напряжения устройства. При этом облучению подвергается всегда электрод отрицательной полярности контура обратной связи.

1 ил °

1539747

Изобретение относится к электротех,нике, предназначено для использования при реализации вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры с высоким уровнем питающего напряжения и является усовершенствованием известного устройства по основному авт. св. N - 1190374.

Цель изобретения — повышение быст- 10 родействия при регулировании выходного напряжения от большего значения к меньшему.

На чертеже представлена функцио,.нальная схема предлагаемого высоковольтного стабилизированного источника постоянного напряжения (с выходным напряжением 11 отрицательной

ЬЫК полярности относительно шины нулевого потенциала).

Устройство содержит непрерывный стабилизатор 1 постоянного напряжения с регулирующим элементом 2 последовательного типа, блоком 3 сравнения и блоком 4 опорного напряжения, преобразователь 5 постоянного напряже— ния в переменное, умножитель 6 напря-. жения, параллельно расположенные высокопотенциальный электрод 7 и низкопотенциальный электрод 8, блок

9 формирования напряжения обратной связи, выполненный с использованием механотропного преобразователя и дифференциального усилителя постоянного тока, источник 10 ультрафиолетового излучения и ключ 11. Непрерыв35 ный стабилизатор 1 постоянного напряжения, преобразователь 5 постоянного напряжения в переменное и умножитель

6 напряжения включены последовательно

40 между выводами для подключения первичного источника питания и нагрузки.

Высокопотенциальный электрод 7 соединен с выходным высокопотенциальным выводом умножителя напряжения, а ннзкопотенциальный электрод 8 — с шиной нулевого потенциала. Блок 9 формирования напряжения обратной связи механически сочленен с низкопотенциальным электродом 8. Источник 10 ультрафиолетового излучения в данном случае (при выбранной полярности U ) аых оптически связан с высокопотенциальным электродом 7 и соединен питающим входом через ключ 11 с выводами для

55 подключения первичного источника питания, В непрерывном стабилизаторе

1 постоянного напряжения один из входов блока 3 сравнения подключен к выходу блока 4 опорного напр женид другой вход — к выходу блока 9 формирования напряжения обратной связи, а выход — к управляющим входам регулирующего элемента 2 и ключа II .

Высоковольтный стабилизированный источник постоянного напряжения работает следующим образом.

Входное питающее напряжения U

Ьх через непрерывный стабилизатор 1 постоянного напряжения поступает на вход преобразователя 5, преобразуется в высокое переменное напряжение и подводится к входу умножителя 6 напряжения. Умноженное и выпрямленное напряжение Пьь подается на выход источника,питания и на высокопотенциальный электрод 7. При этом блок 9 формирования напряжсния обратной связи вырабатывает напряжение, пропорциональное выходному напряжению UIb источЬых ника питания, которое направляется к блоку 3 сравнения непрерычного стабилизатора 1 постоянного напряжения, где сравнивается с опорным напряжением от блока 4.

Стабилизация выходного напряжения

U ö„ осуществляется за счет отрицательной обратной связи, поддерживающей равенство опорного напряжения и напряжения обратной связи на входах блока 3 сравнения при колебаниях входного питающего напряжения U „ и изменениях тока нагрузки. При повышении питающего напряжения П „ или при уменьшении тока нагрузки выходное напряжение U стремится увеличиться,что приводит к росту электростатических сил между электродами 7 и

8, перемещению электрода 8 по направлению к электроду 7 и в результате к увеличению напряжения обратной связи на вьйсоде блока 9, При этом блок

3 сравнения вырабатывает сигнал, увеличивающий степень запирания регулирующего элемента 2, что приводит.к уменьшению питающего напряжения на входе преобразователя 5, уменьшению выходного напряжения умножителя 6 и выходного напряжения блока 9 формирования напряжения обратной связи.

Этот процесс происходит до момента восстановления равенства напряжения обратной связи и опорного напряжения.

Регулировка выходного напряжения

U ц„ высоковольтного источника пита1539747

Высоковольтный стабилизированный источник постоянного напряжения по ант.сн. Р 1190374, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повьппения быстродейстния при регулировании выходного напряжения от большего значения к меньшему, н него введены источник ультрафиолетового излучения и ключ, причем источник ультрафиолетового излучения оптически связан с электродом отрицательной полярности контура обратной связи и соединен питающим входом через ключ с выводами для подключения первичного источника питания, а управляющий

50 вход ключа подключен к выходу блока сравнения стабилизатора постоянного напряжения. ния осуществляется изменением опорного напряжения в блоке 4 плавно или ступенями по заданной программе. Если очередная ступень выходного напряжения Б „ o b e e bi H, To rtpoисходит подзаряд конденсаторов умно-. жителя 6 напряжения через прямое сопротивление диодов. Так как прямое сопротивление диодов относительно низкое, то заряд конденсаторов производится быстро. В этом случае быстродействие регулирования выходного напряжения U> определяется параметрами умножителя 6 (прямым сопротивлением диодов, емкостью конденсаторов). В моменты времени переключения с меньшей ступени выходного напряжения U< на большую на выходе блока 3 сравнения вырабатывается сигнал, открывающий регулирующий элемент 2 и одновременно запирающий ключ 11. При этом источник

10 ультрафиолетового излучения не включается и не оказывает влияния на работу устройства, Если очередная ступень выходного напряжения Ua„x óñòðoéñòâà меньше предыдущей, что достигается переводом опорного напряжения блока 4 на более низкий уровень, то на выходе блока

3 сравнения вырабатывается сигнал, запирающий регулирующий элемент 2 и одновременно открывающий ключ 11.

Питающее напряжение U „ через открытый ключ 11 поступает на вход источника 10 ультрафиолетового излучения и включает его. Ультрафиолетовое излучение, попадая на высокопотенциальный электрод 7, вызывают фотоэмиссию электронов с него, которые создают ток в цепи между нысокопотенциальным электродом 7 и низкопотенциальным электродом 8. Этот ток быстро разряжает конденсаторы умножителя 6 напряжения до момента равенства напряжения обратной связи на выходе блока

9 и опорного напряжения на выходе блока 4. Сигнал на выходе блока 3 сравнения принимает низкий уровень, ключ 11 запирается и источник 10 ультрафиолетового излучения выключается. В этом случае быстродействие регулирования выходного напряжения определяется током фотоэмиссии, который зависит от фотоэмиссионных

5 свойств материала нысокопо енциального электрода 7 „ интенсивности источника 10 ультрафиолетового излучения.

При отрицательной полярности источник 10 ультрафиолетового излучения

lp должен быть установлен так, чтобы обеспечивалось облучение нысокопотенциального электрода 7, т.е, как показано на схеме, а при положительной полярности выходного напряжения

U должна обеспечиваться возможных ность облучения низкопотенциального электрода 8, Устройство может эксплуатироваться как н вакууме, так и при атмосфер20 ном давлении. В последнем случае электроды 7 и 8 должны быть помещены в накуумиронанный баллон, выполненный из кварцевого стекла.

В предлагаемом высоковольтном ста25 билизиронанном источнике постоянного напряжения по сравнению с известными устройствами при программном изменении выходного напряжения Б „. достигнуто значительное поиьппение (н 10 — 50

30 раз) быстродействия его установки и регулирования.

Формула и з о б р е т ения