Высоковольтный конвертор

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОИ:КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сеюз Соеетскик

Социалистических

Республин н11748719 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 120478 (21) 2604446/24-07

{5f)M. Кл.

Н 02 М 3/335 с присоединением заявки NP

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Привритет (53) УДК 621. 314. .57(088.8) Опубликовано 1507.80. бюллетень ¹26

Дата опубликования описания 150780

/ (72) Автор изобретения A È. Рипинский (71) Заявитель (54) ВЫСОКОВОЛЬТНВ1Й КОНВЕРТОР

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при разработке высоковольтных вторичных источников питания. 5

Известно устройство (lj в котором стабилизация высокого напряжения осуществляется по сети переменного тока, содержащее регулирующий элемент, включенный в цепь первичной 10 обмотки трансформатора, усилитель обратной связи со схемой сравнения и делителем обратной связи по напряжению, связанным с выпрямителем, питаемым от дополнительной обмотки трансформатора и резистором токовой обратной связи, включенным в базу транзистора схемы сравнения.

Устройство имеет низкие массо-габаритные показатели и гальваническую 20 связь между входом и выходом, что не желательно для многих типов нагрузок.

Устройство (21, содержащее инвертор с выходным трансформатором, высо-25 ковольтный выпрямитель с фильтром и стабилизатор напряжения, включенный в цепь питания инвертора, схема сравнения которого подключена к выпрямителю, связанному с дополнитель- З0

2 ной низковольтной обмоткой .выходно го трансформатора, имеет низкую стабильность выходного напряжения при изменении тока нагрузки при его малом уровне иэ-эа влияния паразитных емкостей трансформатора.

Для компенсации подъема выходного напряжения в режиме холостого хо-.. да в устройстве (3) последовательно с первичной обмоткой включен нелинейный дроссель, однако стабильность выходного напряжения у таких устройств низкая и, кроме того, постоянно включенный дроссель в первичную обмотку, понижает КПД в номинальном режиме. устройство (41, содержащее регулируемый инвертор со схемой сравнения, связанной с делителем напря- . жения, подключенным к выходным выводам, имеет высокие выходные и массо-габаритные характеристики, но .его вход гальванически связан с выходом. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является устройство (5), которое содержит инвертор на силовых транзисторах, выходной трансформатор, токовый датчик, включенный последовательно с первичной обмот748719

60 кой,трансформатора и связанный с ним,узел управления, а также задающий генератор, подключенный к управляющим переходам силовых транзисторов. При высоковольтном выпрямителе на выходе устройства, устройство имеет низкую стабильность напряжейия при изменении малых токов нагрузки, так как высокий подъем выходного напряжения в режиме малых .токов нагрузки определяется колебательным процессом .заряда паразитной емкости высоковольтной обмотки большими пиковыми токами при переключении.

Целью изобретения является улучшение выходных характеристик устройства.

Цель достигается тем, что в высоковольтном конверторе, содержащем задающий генератор, связанный с силовыми транзисторами усилителя мощности и выходным трансформатором, в первичную обмотку которого включен .датчик тока„ связанный со схемой управления, а также выходной высо" ковольтный выпрямитель с фильтром, средний отвод выходного трансформатора, через дополнительно введенные транзисторный. ключ переменного гока, RC-цепь и упомянутый датчик тока подключен к крайнему отводу этой обмотки, причем управляющий вход ключа связан со схемой управления.

На чертеже показан функциональная схема предлагаемого конвертора.

Конвертор содйржкт задающий генератор 1, связанный с силовыми транзисторами 2, 3 усилителя мощности 4 с выходным трансформатором

5, в первичную обмотку 6 которого включен датчик 7 тока со схемой управления 8, а также выходной высоковольтный выпрямитель 9 с фильтром, связанный с высоковольтной обмоткой 10, регулирующий транзистор 11, включенный последовательно с компенсирующим резистором 12 в цепь питания усилителя мощности, усилитель 13 обратной связи, связайный с делителем 14 напряжения, подключенным к дополнительному выпрямителю

15, соединенным с обмоткой трансформатора 16, при этом последовательно включенные транзисторный ключ 17 переменного тока, конденсатор 18 и рвзистор 19 подключены к среднему оВводу первичной обмотки 6 трансформатора 5 и соответствующему выводу датчйка 7 тока. устройство работает следующим образом.

Постоянное напряжение поступает на регулирующий элемент 11 и через ниэкоомный компенсирующий резистор

12 поступает на усилитель мощности

4, преобразующий постоянное и стабильное напряжение в переменное йоямоугольной формы, которое по10

55 вышается до нужного уровня обмоткой

10 и выпрямителем 9. Сигнал обратной связи поступает с низковольтной обмотки 16 через выпрямитель 15, резистор 12 и делитель 14 на усилитель 13 обратной связи, который управляет рег улирующим элементом

11 стабилизатора. Напряжение возбуж-дения на транзисторы 2, 3 усилителя мощности 4 поступает с задающего генератора 1. для исключения подъема высокого напряжения при малых токах нагрузки, с датчика 7 тока поступает малый токовый сигнал на схему управления 8. При малом токе в нагрузке, схема управления 8 открывает ключ 17.

В момент, исключающий сквозные токи, когда транзисторы 2 и 3 закрыты, riaразитная емкость 10 обмотки C разряжается череэ половину первичной обмотки 6, ключ 17 и RC -цепочку

l8 19. Поскольку включение транзисторов 2 и 3 происходит на разряженную параэитную емкость Сп, то колебательный процесс в контуре (паразитиые емкость Сд и индуктивность обмотки 10) резко уменьшается по амплитуде и уменьшается подъем высокого напряжения при малых токах нагрузки. Так как паразитная емкость С имеет заряд противоположный заряду конденсатора 18, то разряд емкости Ср протекает за единицы микросекунд, что особенно важно в конверторах повышенной частоты.

Схема управления 8 настраивается так, что работает только при малых токах нагрузки. В режиме номинальных токов нагрузки схема управления

8 отключает ключ 17 и он не влияет на работу конвертора.

Выполненный таким образом конвертор имеет высокую стабильность при малых токах нагрузки, при высоком

КПД в номинальном режиме нагрузки.

Предлагаемое устройство позволяет строить источники ЛБВ и т.п. по бестрансформаторнык схемам с полной гальванической развязкой сети от электродов ЛБВ. Так как ключ 17 и конденсатор 18 работают в легких режимах и устройстве с напряжением

7 .кВ и мощностью 100 Вт, ключ может быть выполнен на малогабаритных маломощных диодах, транзисторе и малогабаритном конденсаторе. В качестве ключа 17 вместо четырех диодов и транзистора возможно применение двух диодов и двух тиристоров.

Формула. изобретения

Высоковольтный конвертор, содержащий задающий генератор, связанный с сильнымк транзисторами усилителя мощностй и выходным трансформатором, в первичную обмотку которого вклю748719

1. Источники электропитания на полупроводниковых приборах. Под ред. Додика С.Д, М., Советское радио, 1969, рис.:1Х.9 ..

Составитель И. Никитин

Редактор T. Кузнецова Техред О. Андрейко Корректор М. шароши

Заказ 4257/46 Тираж 783 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП. " Патент, г. ужгород, ул. Проектная, 4

/ чен датчик тока, связанный со схемой управления, а так же выходной высоковольтный выпрямитель с фильтром. отличающийся тем, что, с целью улучшения выходных характеристик, средний отвод первичной обмотки выходного транс- форматора, через дополнительно введенные транзисторный ключ переменного тока, ЙС -цепь и упомянутый датчик тока подключен к крайнему отводу этой обмотки, причем управляющий вход ключа связан со схемой управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2. Авторское свидетельство СССР

9 491939, кл. G 05 F 1/56, 1973.

3, Авторское свидетельство СССР

9 205074, кл. Н 03 К 15/00, 1966.

10 4. Патент ФРГ Е 1809046, кл. Н 02 М 3/32, 1970.

5. Моин В.С., Лаптев Н.Н. Стаби-. лизированные преобразователи. М., Энергия, 1972, рис. 11-3, с. 426.