Устройство защиты высоковольтных источников электропитания
Использование: защита высоковольтных источников электропитания. Сущность изобретения: устройство содержит генератор импульсов (k), усилитель импульсов (3), усилитель переменного тока (5) и отключающий блок (6). К усилителю импульсов (3) подключен отрезок высоковольтного провода (1) с последовательно включенным конденсатором (2), причем провод проложен вблизи высокопотенциальных точек и вдоль выходных высоковольтных проводов. 1 ил.
СОК33 СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИ : () Н 02 M 3)335, H 02 Н 7!12
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К Д BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано, в частности, в устройствах вторичного электропитания, в том числе в устройствах для накачки лазеров (квантоскопов).
Известны схемы защиты стабилизаторов напряжения от короткого замыкания, например схемы защиты трай" зисторных стабилизаторов (Додик С.Д.
Полупроводниковые стабилизаторы постоянного напряжения и тока. М.: Сов. радио, 1969, с,265, рис.10.5, Белопольский И.И., Тихонов В,И. Транзисторные стабилизаторы на повышенные и высокие напряжения. — М., 1971, с.34, рис.2.14а).
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 4855024/07 (22) 11.05.90 (46) 23.11.92.Бюл. У 43 (71) Московский научно-исследовательский институт приборной автоматики (72) lO.Ë.Äóñàâèöêèé (56) Додик С.Д. Полупроводниковые стабилизаторы постоянного напряжения и тока. M. Советское Радио „ 1969.
Белопольский И.И., Тихонов В,И, Транзисторные стабилизаторы на повышение и высокие напряжения. - М.:
1971, с. 34, рис.2.14а, Костиков В. Г., Никитин И.E
Источник электропитания высокого напряжения РЭА, М.: Радио и связь, 1986, с.64, рис.1,61.
5 » 1777213 А1 (54) УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ИСТОЦНИКОВ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ (57) Использование: защита высоковольтных источников электропитания.
Сущность изобретения: устройство содержит генератор импульсов (4), усилитель импульсов (3), усилитель переменного тока (5) и отключающий блок (6). К усилителю импульсов (3) подключен отрезок высоковольтного провода (1) с последовательно включенным конденсатором (2), причем провод проложен вблизи высокопотенциаль" ных точек и вдоль выходных высоковольтных проводов. 1 ил.
Наиболее близким к изобретению является устройство, выполненное по схеме, приведенной в книге: Костиков В.Г., Никитин И.Е ° Источникиэлектропитания высокого напряжения
РЭА. М.: Радио и связь, 1986, с.64, рис.1,61.
Для стабилизаторов с выходным напряжением в десятки киловольт эти схемы неэффективны, так как в данных стабилизаторах при коРотком замыкании, в том числе при пробое изоляции, возникает мощный электромагнитный импульс, индуцирующий во всех цепях стабилизатора и во всей близлежащей аппаратуре импульсы напряжения и тока, приводящие к разрушению тех или иных элементов. Bpe eÿ!
77?213
I нье характеристики импульсов таковы, что указанные схемы защиты срабатывать не успевают и стабилизаторы выходят из строя. 5
Цель изобретения — повышение надежности работы путем повышения быстродействия срабатывания устройства защиты за счет обеспечения сильной электромагнитной связи это го устройства с защищаемым стабилизатором в аварийном режиме.
Цель достигается тем, что в устройстве защиты, содержащем последовательно соединенные генератор импульсов, транзисторный усилитель импульсов, усилитель переменного тока и отключающий блок, параллельно переходу база — эмиттер транзистора, входящего в состав усилителя импульсов, рц подсоединен отрезок высоковольтного провода с последовательно включенным конденсатором, причем высоковольтный провод прокладывают вблизи высокопотенциальных точек и вдоль выходных 25 высоковольтных проводов высоковольтного источника электропитания.
Исследования показали, что опасные импульсы излучаются проводами, соединяющими конденсаторы, включен- щ ные на выходе стабилизатора, с местом пробоя изоляции или короткого замыкания. Расположение вокруг этих проводов еще одного провода, замкнутого накоротко или через малое сопротивление, резко уменьшает электромагнитное поле вне провода, а с помощью импульса, возникающего на концах провода, оказывается возможным быстрое отключение высоковольтного узла от первичного источника.
Изобретение иллюстрируется чертежом. Провод устройства защиты высоковольтных источников электропитания конструктивно Располагается B прямо- 45 угольной металлической заземленной камере вблизи самого источника и лазера; остальные узлы и детали располагаются вне камеры.
Устройство защиты высоковольтных источников электропитания содержит провод 1, который через конденсатор
2 соединен с выводами база и эмиттер транзистора усилителя импульсов
3. Вход усилителя импульсов 3 соедиБй нен с выходом генератора импульсов 4, а выход - с входом усилителя переменного тока 5, выход которого соединен с входом отключающего блока 6.
Устройство защи1ы высot Выходной сигнал усилителя переменного тока 5 удерживает отключающий блок 6 во включенном состоянии. При пробое изоляции или при коротком замыкании на выходе высоковольтного источника по другим причинам в цепи провода 1 возникает большой импульс тока, разрушающий переход база эмиттер транзистора усилителя импульсов 3. В зависимости ог места и мощности разряда и расположения провода 1 в переходе база — эмиттер транзистора усилителя импульсов 3 образуется или обрыв, или закорочение. И в том, и в другом случае импульсы на выходе усилителя импульсов 3 пропадут. Это приводит к резкому изменению выходного сигнала усилителя переменного тока, к срабатыванию отключающего устройства и отключению высоковольтного узла от первичного источника питания. Быстродействующее отключающее устройство может быть выполнено, в частности, в виде тиристора, который при срабатывании закорачивает выход первичного источника, после чего срабатывает защига этого первичного источника. Выжигаемый транзистор усилителя импульсов конструктивно выполняется в виде легкосьемного узла с объемом 2-3 смз. Экспериментально работа предлагаемого устройства подтверждена на источнике питания квантоскопа. Напряжение питания 64 кВ. Размеры высоковольтного узла 300 х 250 х 250 мм. Длина провода около 0,8 и, генератор импульсов выполнен на микросхеме 564 серии, транзистор усилителя импульсов типа 2Т312А, конденсатор KM-6 - 0,15 мкФ, Изобретение позволяет повысить быстродействие срабатывания устройства защиты за счет обеспечения сильной электромагнитной связи и выжигания полупроводникового прибора. Формула и з о б р е т е н и я Устройство защиты BblcoKQBoëüòíûõ источников электропитания, содержа1777213 Составитель Ю.Дусавицкий Редактор Г,Бельская Техред И.Иоргентал Корректор H.Påâcêàÿ Заказ 4126 Тираж ВНИИЛИ Государстненного коми гета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 щее последовательно соединенные генератор импульсов, транзисторный усилитель импульсов, усилитель переменного тока и отключающий блок, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы путем повыщения быстродействия срабатывания защиты, в него введены конденсатор и включенный последовательно с ним электромагнитный контур, выполненный охватывающим высоковольтные цепи источника питания, подключенные к управляющему переходу транзис тора усилителя импульсов.
