Полупроводниковый стабилизатор высокогонапряжения

 

307389

Сома Соеетски1

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 07.II.1969 (№ 1302621/26-9) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 21.VI.1971. Ьюллетень X 20

Дата опубликования описания 29Л П.1971

МПК 6 05Ь 5/01

Комитет по делам изобретений и открытий лри Совете Министров

СССР

УДК 621.316.722.1 (088.8) Автор изобретения

P. A. Орлов

Заявитель

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ВЫСОКОГО

НАПРЯЖЕНИЯ

U, = (U,+U,)

Предлагаемое изобретение относится к стабилизаторам постоянного напряжения компенсационного типа и может быть использовано в качестве стабилизированного источника высокого напряжения для создания ускоряющего поля в масс-спектрометрах, для питания фотоумножителей и т. д.

Известны полупроводниковые стабилизаторы высокого напряжения с обратной связ»о, выполненные по компенсационным схема vi.

Для снижения временного и температурного дрейфа в таких стабилизаторах в качестве измерительного органа применяется дифференциальный усилительный каскад с отобранной парой транзисторов. С этой же целью опорное напряжение выбирается максимально возможным, а сопротивления делителя высокого напряжения в цепи обратной связи — низкоомными.

Однако низкие рабочие напряжения и малые входные сопротивления транзисторов не позволяют использовать высокое опорное напряжение без значительного усложнения измерительного органа и усилителя постоянного тока.

С целью повышения надежности и стабильности устройства в предлагаемом стабилизаторе .в качестве измерительного органа используется варикап, который последовательно с источником опорного напряжения и напряжением обратной связи и через разделительный конденсатор присоединен параллельно колебательному контуру автогенератора, управляющего работой регулирующего органа.

На чертеже приведена схема предлагаемо5 го стабилизатора.

Предлагаемый полупроводниковый стабилизатор высокого напряжения представляет собой статическую систему автоматического регу.шровапия, состоящую из регулирующего

1п элемента с преобразователем 1 низкого напряжения в высокое, измерительного органа 2, усилительного элемента д и фильтра 4.

В стабилизаторе используется принцип преобразования измеряемой величины напряже15 нпя с помощью варпкапа 5, управляющего частотой автогенератора 6. Варикап смещен в ооратном направлении за счет приложенной разности напряжений обратной связи (/) и опорного U„. Прп использовании варпкапа с

2Q большим обратным сопротивлением и малым обратным током выходное напряжение Ui (при постоянном входном напряжении U и токе нагрузки) определяется выражением: где R u Ri — споротивления делителя выходного напряжения, U, — напряжение смещения

30 варикапа. В этом случае относительная величина временного и температурного дрейфа выходного напряжения равна

ЛЬ, AU +

U, U, + Ug г+ Uh где ЛУь ЛЬ г,, М7ь„ЛЯ и AR, — абсол1отные значения дрейфа соответствующих величин

Ub, R rr Rr.

Из последнего выражения следует, что дрейф выходного напряжения может быть уменьшен как за счет применения высокого опорного напряжения, так и при использовании однотипных сопротивлений R, Rr, .имеюdR Ы щих близкие значения величин

Я, В предлагаемом стабилизаторе опорное напряжение orðàíè÷èíàåòñÿ напряжением пробоя разделительного конденсатора 7 и выходным напряжением Ur. Остальные элементы работают следующим образом.

Синусоидальное напряжение автогенератора усиливается усилителем 8 и затем подается,на частотный детектор 9. При отклонении частоты автогенератора от номинального значения на выходе детектора возникает постоянное напряжение, величина и знак которого определя1от скважность прямоугольных колебаний широтно-импульсного (ШИМ) модулятора 10.

Особенностью стабилизатора является использование транзистора 11 как для регулирования выходного напряжения, так и для преобразования низкого напряжения в высокое. На вход транзистора через разделительный трансформатор 12 подаются прямоугольные импульсы напряжения модулятора. Применение трансформатора 12 позволяет исключить дополнительный источник запирающего смещения транзистора, а также использовать схему

10 транзистора с заземленным коллектором. Такая схема удобна, если в качестве теплоотводящей поверхности транзистора используется шасси или корпус прибора. Преобразование низкого напряжения в высокое постоянное осу15 ществляется с помощью повышающего трансформатора 13, включенного в эмиттерную цепь транзистора, и выпрямительного диода 14 с фильтром. Величина выходного напряжения определяется скважностью колебаний модуля20 тора.

Предмет изобретения

Полупроводниковый стабилизатор высокого

rrапряжеHèÿ компенсационного типа, отличаю2g и4ийся тем, что, с целью повышения надежности и стабильности работы, в качестве измерительного органа использован варикап, включенный последовательно с источником опорного напряжения и напряжением обрат30 ной связи и через разделительный конденсатор присоединен параллельно колебательному контуру автогенератора, управляющего работой регулирующего органа.

Составитель А. Мермаи

1 Редактор T. Морозова Тскрсд Л.

I Корректор T. A. Джамаикулова

Заказ 2047/10 Изд. М 897 Тираж 473

ЦНИИПИ Комптста по делам изобретений при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская паб., д.

Типография, пр. Сапунова, 2

В. Куклина

Подписное и откргятий

4, 5