Высоковольтный стабилизатор постоянного напряжения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (1)855632 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено, 231179 (21) 2842886/24-07 (Я)М. К„.з

G 05 F 1/52 с присоединением заявки HP— (23) Приоритет

Государственный комитет

ССС Р оо дмам изобретений и открытий

Опубликовано 150881, бюллетень Но 30 (53) УДК 621.316. .722.1 (088.8) Дата опубликования описания 15,0881 (72) Авторы изобретения

Ю.М. Головлев, A.A. Горшков и В. B . .Уманский (71) Заявитель (54) ВЫСОКОВОЛЬТНЫИ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ.Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроустановках, в которых требуется стабильное высоковольтное напряжение питания.

Известен высоковольтный стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий высоковольтный выпрямитель, регулируниаий высоковольтный триод, 16 усилитель обратной связи. цепь отбора, источник опорного напряжения, источник питания усилителя обратной связи и источник опорного напряжения, фильтровый конденсатор 1).

Однако такой стабилизатор обладает малым коэффициентом усиления по напряжению в цепи обратной связи при работе на HMIIYJ!bcHjjlO нагрузку .с изменением тока от 0 до 3„ и при большой скважности. для воэможности ста- 20 билизирования выходного напряжения при импульсной нагрузке с большой скважностью необходимо создание высоковольтного усилителя обратной связи, так как при отсутствии тока нагрузки регулирующая лампа должна быть полностью заперта, а мощные высоко-вольтные лампы типа триодов требуют запирающих напряжений на управлякщей сетке порядка 2000-3000 В, что приво- 30 дит к значительному усложнению усилителя обратной связи и увеличению

его габаритов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является высоковольтный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий высоковольтный выпрямитель, высоковольтный регулирующий тетрод, источник питания экранной сетки высоковольтного регулирующего тетрода, минусовым выводом подключенный к катоду высоковольтного регулирующего тетрода, защитный диод, катодом подключенный к экранной сетке высоковольтного регулирующего тетрода, усилитель обратной связи — двойной триод, источ ник питания усилителя обратной связи, плюеовым выводом подключенный к катоду высоковольтного регулирующего тет рода, опорный стабилитрон, балластчый ре зистор опорного стабилитрона, реэистивный делитель с переменным резистором, включенный между катодом высоковольтного регулирующего тетрода и минусовым выходным выводом, причем подвижный контакт переменного резис тора подключен к первой сетке двойного триода, конденсатор, подключенный мажду подвижнйм контактом переменного

855632 резистора и минусовым выходным выводом, стабилитрон, катодом соединенный с анодом защитного диода, и его балластный резистор, одним выводом подключенный к минусовому выводу источника питания усилителя обратной связи 523.

Однако в данном высоковольтном стабилизаторе напряжения при включении происходит плавный подъем выходного напряжения. При работе на импульсную нагрузку с изменением тока нагрузки от 0 до 3„ „, и при большой скважности импульсов токов для полного запирания регулирующей лампы необходим высоковольтный усилитель обратной связи, что значительно усложняет схемное решение стабилизатора, увеличивает габариты, уменьшает

КПД и надежность.

Цель изобретения — упрощение устройства и уменьшение его габаритов с одновременным повышением КПД, а также защита при перегрузках и коротком замыкании выхода стабилизатора.

Поставленная цель достигается тем, что в высоковольтный стабилизатор постоянного напряжения введены триод, резистор, второй резистор, при этом триод соединен анодом и катодом соответственно с плюсовым выводом источника питания экранной сетки высоковольтного регулирующего тетрода и анодом защитного диода, резистор включен между анодом и сеткой триода, причем сетка триода подключена к выходу усилителя обратной связи, который выполнен по каскадной схеме, второй резистор вкю рой резистор включен между анодом стабилитрона и другим выводом его балластного резистора, причем к точке их соединения подключена управляющая сетка высоковольтного регулирующего тетрода.

Взведены также дополнительный стабилитрон, тиристор, второй дополнительный стабилитрон, его балластный резистор, резистивный датчик тока, тиристорный оптрон, ограничительный резистор и второй ограничительный резистор, при этом дополнительный стабилитрон включен между катоцом опорного стабилитрона и его балластным резистором, причем анод дополнительного стабилитрона соединен с катодом опорного стабилитрона и вторим катодом, двойного триода, первый катод которого соединен с анодом опорного стабилитрона и минуеовымовыводом ис точника питания усилителя обратной связи, а другой вывод балластного резистора опорного стабилитроиа соединен с катодом высоковольтного регулирующего тетрода тиристор анодом подключен к сетке триода, а катодом к катоду опорного стабилитрона, второй дополнительный стабилитрои подключен через свой балластный резистор

35 с

5Î

Ц

66

65 йараллельно резистивному датчику тока, включенного между катодом высоковольтного регулирующего тетрода и плюсовым выходным выводом, причем катод второго дополнительного стабилитрона соединен с катодом высоковольтного реI гулирующего тетрода, тиристорный оптрон, подключен своим входом через ограничительный резистор параллельно второму дополнительному стабилитрону, а выходам — через второй ограничительный резистор к управляющему электроду тиристора и катоду дополнительного стабилитрона.

На чертеже приведена принципиальная схема высоковольтного стабилизатора постоянного напряжения.

Высоковольтный стабилизатор постоянного напряжения содержит высоковольтный выпрямитель 1, высоковольтный регулирующий тетрод 2, анод которого соединен с плюсовым выводом выпрямителя 1, источник питания усилителя обратной связи — выпрямитель 3, плюсом соединенный с катодом тетрода 2 и служащий для питания усилителя обратной связи, двойного триода 4, резистор 5 нагрузка первого анода двойного триода 4, включенная между первым анодом двойного триода 4 и катодом тетрода

2, опорный стабилитрон 6, включенный анодом к минусу выпрямителя 3, а катодом — ко второму катоду двойного триода 4, причем первый катод двойного триода 4 подключен к аноду ста билитрона б; дополнительный стабилитрон 7, анодом соединенный с катодом опорного стабилитрона 6, а катодом стабилитрон 7 через балластный резистор 8 подключен к катоду тетрода 2.

Источник питания экранной сетки тетрода — выпрямитель 9 минусовым вывоцом подключен к катоду тетрода 2.

Триод 10 анодом подключен к плюсовому выводу выпрямителя 9, а катодом— через защитный диод 11 к экранной сетке тетрода 2, причем катод диода

11 подключен к экранной сетке тетрода 2. одежду анодом и управляющей сеткой триода 10 включен резистор 12, а управляющая сетка триода 10 соединена со вторым анодом двойного триода 4. Стабилитрон 13 своим катодом подключен к катоду триода 10, а анод этого стабилитрона через последовательно соединенные резисторы 14 и 15 подключен к минусу выпрямителя 3.

Управляющая сетка тетрода 2.соединена с резисторами 14 и 15. Тиристор

16 анодом подключен к управляющей сетке триода 10, а катодом — к катоду стабилитрона 6. Резистор датчик

17 тока включен между катодом тет рода 2 и плюсовым выводом стабилизатора напряжения. Второй дополнительный стабилитрон 18 катодом подключен к катоду тетрода 2 и через балласт-. ный резистор 19 его анод подключен

Ix плюсовому выводу стабилизатора;

855632 тиристорный оптрон 20 своим входом через ограничительный резистор 21 подключен параллельно стабилитрону

18, а выход этого оптрона через второй ограничительный резистор 22 соединяют управляющий электрод тиристора 16 с катодом дополнительного стабилитрона 7. Резистор 23 реэистивного делителя подключен к катоду тетрода 2, а другим своим выводом соединен с переменным резистором 24, который в свою очередь соединен с минусовым выводом стабилитрона через резистор 25, причем подвижный контакт переменного резистора 24 соединен с первой упра ляющей сеткой двойного триода 4, вторая управляющая сетка которого соединена с первым анодом этого же триода. Конденсатор 26 включен между первой управляющей сеткой двойного триода 4 и минусовым выводом стабилизатора. Фильтровый конденсатор

27 включен параллельно выходу ста билизатора.

Стабилизатор работает следующим образом.

При наличии номинального тока в цепи нагрузки усилитель 4 обратной связи через триод 10 устанавливает на экранной сетке тетрода 2 номинальное значение экранного напряжения, а через делитель, состоящий из резисторов 14, 15 и стабилитрона 13, на управляющей сетке тетрода 2 также установится номинальное напряжение.

При отсутствии тока в цепи нагрузки происходит одновременное уменьшение величины экранного напряжения и увеличение величины отрицательного смещения. на управляющей сетке тетрода 2.

При этом усилитель 4 обратной связи, производит управление тетродом 2 сраэу по обеим сеткам, что значительно повышает коэффициент усиления стабилизатора. Поэтому при отсутствии тока нагрузки и при экранном напряжении, близким к нулевому значению, для полного запирания мощного тетрода, например типа П4И-29А, требуется напряжение порядка 50-100 В, в то время как при постоянном напряжении на экранной сетке порядка 200-350 В для полного запирания тетрода необнодимо отрицательное напряжение на управляющей сетке до 1000-1500 В.

При увеличении тока в цепи нагрузки выше допустимой норьы или при коротком замыкании происходит включение оптрона 20, вследствие возрастания напряжения на резисторе 17 до пороговой величины, при котором происходит включение оптрона 20. В свою очередь оптрон 20 включает тиристор

16. Включение тиристора 16 приводит к закорачиванию выхода усилителя 4 обратной связи. Это приводит к подэапиранию триода 10 и и уменьшению экранного напряжения тетрода 2 до 5

25 нулевого значения и к увеличению от- . рицательного напряжения на управляющей сетке до величины полного запирания тетрода 2, что приводит к пропаданию выходного напряжения стабилизатора.

Применение предлагаемого высоковольтного стабилизатора постоянного напряжения значительно повышает коэффициент усиления цепи обратной связи без значительного усложнения его схемы, что позволяет применять этот стабилизатор напряжения при работе на импульсную нагрузку с током, изменяющимся от нуля до номинального значения, и при больших скважностях.

При таком режиме работы регулирующая лампа типа тетрод находится или в почти открытом состоянии, или в запертом состоянии, что приводит к увеличению КПД. Введение оптронно-тиристорной защиты позволяет расширить> функциональные возможности стабилизатора — защита стабилизатора напряжения от перегрузок по току. Это позволяет значительно уменьшить габариты аппаратуры и повысить ее надежность °

Формула изобретения

1. Высоковольтный стабилизатор постоянного напряжения, содержащий высоковольтный выпрямитель, высоковольтный регулирующий тетрод, анодом подключенный к плюсу высоковольтного выпрямителя, источник питания экранной сетки высоковольтного регулирующего тетрода, минусовым выводом подключенный к катоду высоковольтного регулирующего тетрода, защитный диод, катодом подключенный к экранной сетке высоковольтного регулирующего тетрода, усилитель обратной связи двойной триод, источник питания усилителя обратной связи, плюсовым выводом подключенный к катоду высоковольтного регулирующего тетрода, опорный стабилитрон, балластный резистор опорного стабилитрона, резистивный делитель с переменным резистором, включенный между катодом высоковольтного регулирующего тетрода и минусовым выходным выводом, причем подвижный контакт переменного резистора подключен к первой сетке

I двойного триода, конденсатор, подключейный между подвижным контактом переменного резистора и минусовым выходным выводом, фильтровый конденса— тор подключенный параллельно выходным выводам, стабилитрон, катодом соединенный с анодом защитного диода, и его балластный резистор, одним выводом подключенный к минусовому выводу источника питания усилителя обратной связи, о т л и ч а ю щ и й.с я тем. что, с цельно упрощения и

855632

ВНИИПИ Заказ 6907/68 Тираж 940 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул. Проектная, 4 уменьшения габаритов с одновременным повышением КПД, в него введены триод, резистор, второй резистор, при этом триод соединен анодом и катодом соответственно с плюсовым выводом источника питания экранной сетки высоковольтного регулирующего тетрода и анодом защитного диода, резистор включен между анодом и сеткой триода, причем сетка триода подключена к выходу усилителя обратной связи, который выполнен по каскадной схеме, второй резистор включен между анодом стабилитрона и другим выводом его балластного резистора, причем к точке их соединения подключена управляющая сетка высоковольтного регулирующего тетрода. I5

2. Стабилизатор по и. 1, о т л и— ч ающийся тем, что, сцелью защиты при перегрузках и коротком замыкании выхода, в него введены дополнительный стабилитрон, тиристор, вто- 20 рой дополнительный стабилитрон, его балластный резистор, резистивный датчик тока, тиристорный оптрой, ограни- чительный резистор и второй ограничительный резистор, при этом дополни- 5 тельный стабилитрон включен между катодом опорного стабилитрона и его балластным резистором, причем анод дополнительного стабилитрона соединен с катодом опорного стабилитроиа и ЗО вторым катодом двойного триода, первый катод которого соединен с анодом опорного стабилитрона и минусовым выводом источника питания усилителя обратной связи, а другой вывод балластного резистора опорного стабилитрона соединен с катодом высоковольтного регулирующего тетрода, тиристор анодом подключен к сетке триода, а катодом к катоду опорного стабилитрона, второй дополнительный стабилитрон подключен через свой балластный резистор параллельно резистивному датчику тока, включенного вежду катодом высоковольтного регулирующего тетрода и плюсовым выходным выводом, причем катод второго дополнительного стабилитрона соединен с катодом высоковольтного регулирующего тетрода, тиристорный оптрон подключен своим входом через ограничительный резистор параллельно второму дополнительному стабилитрону, а выходом через второй ограничительный резистор к управляющему электроду тиристора и катоду дополнительного стабилитрона. !

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Аксенов B. Н. Выпрямители и трансформаторные подстанции. М., Госиздат литературы по вопросам связи и радио, 1961, с. 408, рис. 12.10.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 615463, кл. G 05 F 1/52, 1976.

2! У