Высоковольтный стабилизатор постоянного напряжения

 

ОП ИСАН И Е ())6!3310

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

j g)< (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.05.75 (21) 2136699/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.06.78. Бюллетень № 24 (45) Дата опубликования описания 23.06.78 (51) М. Кл.- G 05K 1, 56

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.316.722.1 (088.8) (72) Автор изобретения

В. В. Круглов (71) Заявитель

Смоленский филиал Московского ордена Ленина энергетического института (54) ВЫ СО КО ВОЛ ЬТ Н Ъ1 Й СТАБИЛИЗАТОР

ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение может быть использовано для стабилизации напряжений радиотехнической аппаратуры.

Известны схемы высоковольтных стабилизаторов постоянного напряжения, содержащие регулирующий элемент, усилитель постоянного напряжения, преобразователь напряжения, высоковольтный выпрямитель, выходной сглаживающий фильтр, делитель обратной связи, низковольтный источник питания, источник опорного напряжения (1).

Наиболее близким техническим решением к изобретению является высоковольтный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий последовательно соединенные регулиру.ощий элемент, преобразователь напряжения и высоковольтный выпрямитель, усилитель постоянного напряжения, вход которого связан с источником опорного напряжения и с резистором цепи обратной связи, а выход соединен с управляющим входом регулирующего элемента .(2).

Этот стабилизатор имеет большие габариты.

С целью уменьшения габаритов предложенный стабилизатор снабжен дополнительным резистором, включенным между высоковольтным выпрямителем и выходом стабилизатора, и двумя конденсаторами, один из которых подключен параллельно резистору цепи ооратной связи, а другой — между входом и выходом усилителя постоянного напряжения.

На чертеже представлена блок-схема высо5 ковольтного стабилизатора постоянного напряжения.

Стабилизатор содержит последователш о соединенные регулирующий элемент 1, прсооразователь 2 напряжения и высоковольтньш выпрямитель 3; усилитель 4 постоянного напряжения, вход которого связан с псточником

5 опорного напряжения и с резистором 0 цпи обратной связи. Кроме того, он содержит дополнительный резистор 7, включенный меж15 ду высоковольтным выпрямителем 3 и выходом стабилизатора, конденсаторы 8 и 9, прпчем конденсатор 8 подключен параллельнорезистору 6, а конденсатор 9 включен между входом и выходом усилителя постоянного напряжения, низковольтный источник 10 питания, резистор 11.

Устройство работает следующим образом.

При влиянии какого-либо сравнительно медленно изменяющегося дестабилизирующе о фактора, например при изменении величины напряжения источника 10, данная схема работает как обычная схема компенсационного стабилизатора, причем элементы 8, 9 и 7 практически никакого влияния не оказывают

30 (при выборе сопротивления резистора 7 по

613310

;ус ((RgllRaxe

UB А в

2-,./ С Rq крайней мере на порядок меньше величины минимального сопротивления нагрузки) .

Сглаживание пульсаций выходного напряжения, возникающих из-за неидеальности повышающего трансформатора и транзисторных ключей преооразователя напряжения, происходит следующим образом. При достаточно высокочастотном усилителе постоянного напряжения, в качестве которого могут быть использованы, например, операционные интегральные усилители, усилители с непосредственными связями, усилители с параллельными каналами, при выполнении условий:

1 -с ((Ro где 1 — частота работы ключей преобразователя 2 напряжения;

C — емкость конденсатора 8;

R — сопротивление резистора б;

R — сопротивление резистора 11;

R, — входное сопротивление усилителя 4.

Для амплитуды пульсаций в точке В схемы можно з а пи с ать где С вЂ” емкость конденсатора 9;

R> — сопротивление резистора 7;

УА — амплитуда пульсаций на выходе высоковольтного выпрямителя.

Последнее выражение может быть записано, так как усилитель 4 вместе с элементами

7, 8, 9 представляет но сути интегратор переменного напряжения.

Очевидно, при выполнении первого условия, пульсации выходного напряжения будут равны

U живых Ку 2т СхК КУ где Кц — коэффициент усиления усилителя постоянного напряжения на частоте f.

Следовательно, выбрав усилитель с достаточно большим коэффициентом усиления и входным сопротивлением, можно получить большое подавление пульсаций при малых номиналах конденсаторов 8 и 9, что существенно уменьшает габариты всей схемы.

4

Схема высоковольтного стабилизатора постоянного напряжения, показанная на чертеже, подвергалась экспериментальной проверке. Ьыл выполнен макет стаоилизатора, ооеспечивающий и,ых=000 В, причем в качестве усилителя постоянного напряжения использовался интегральныи операционный усилитель К1 1402Л, имеющии h,v=100 000 и

Квх= 100 кОМ, конденсаторы 8 и 9 оынн Выораны Tlllld 1, 10-О (0600 нФ,,>кЬ), частота раооты нрсооразоватсля равнялась 10 к1ц, величина К =10 кОм. экспериментально определенный коэффициент сглаживания пульсаций составляет около

100 000. 11ассивный фильтр с таким же коэффициентом сглаживания и резистором филыра К,р=Я =10 кОм имел бы конденсатор номиналом 100 мкФ.

ООщий вес элемен" îâ высоковольтной части схемы не превышал нескольких десятков грамм, а обычно вес высоковольтных конденсаторов с номиналами 0,1 — 10 мкФ на напряжение в несколько киловольт составляет сотни грамм и даже килограмм.

Формула изобретения

Высоковольтный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий последовательно соединенные регулирующий элемент, преобразователь напряжения и высоковольтный выпрямитель, усилитель постоянного напряжения, вход которого связан с источником опорного нанря>кения и с резистором цепи обратнои связи, а выход соединен с управляющим входом регулирующего элемента, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью уменьшения габаритов стаоилизатора, он снабжен дополнительным резистором, включенным между высоковольтным выпрямителем и выходом стабилизатора, и двумя конденсаторами, один из которых подключен параллельно резистору цепи ооратной связи, а другой — между входом и выходом усилителя постоянного напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ромаш Э. М. Транзисторные преобразователи в устройствах питания электронной аппаратуры, М., «Энергия», 1975, с. 99, 2. Источники электропитания на полупроводниковых приборах. В кн. Проектирование и расчет, Под ред. С. Д. Додика и Е. И. Гальперина. M., «Сов. радио», 19б9, с. 372.

Редактор А. Купрякова

Составитель С. Горбачева

Тскред H. Рыбкина

Коррскторы: И. Позняковская и Л. Орлова

Заказ 1261/11 Изд. № 519 Тираж 1047

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по дслам изобретений и открытий

113035, Москва, K-35, Раушская наб., и. 4/5

Типография, пр, Сапунова, 2

Подписное