Высоковольтный биполярный источник напряжения

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<л983674 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03. 07. 81 (21) 3310753/24-07 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Опубликовано 231?82. Бюллетень ¹ 47

Дата опубликования описания 23. 12. 82 (51) М. Ки.

G 05 Г 1/48

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 316. .722; 1 (088 ° 8) (72) Авторы изобретения

И. С. Шаповаленко и Н. A Коваль (71) Заявитель (5 4) ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ БИПОЛЯРН61Й ИСТОЧНИК

НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования при реализации электропитания функциональных узлов масс-спект= рометров, формирующих в зависимости от полярности источника напряжения пучки положительных или отрицательных ионов, Известен двухканальный источник напряжения с разнополярными выходами, содержащий в каждом из каналов стабилизатор напряжения с последовательно включенным регулирующим элементом, усилитель рассогласования, выход которого подключен к управляющему входу регулирующего элемента, делитель напряжения обратной связи, одно плечо которого соединено с соответствующей выходной клеммой источника, другое плечо - с шиной нулевого потенциала, а выход — с входом усилителя рассогласования (1).

Недостатки известного устройства заключаются в его значительной сложности, обусловленной фактическим дуб- лированием составных элементов, а также в ограниченной области практического использования, охватывающей лишь электропитание установок сравнительно невысокого напряжения.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является высоковольтный биполярный источник напряжения, содержащий сетевой трансформатор, вторичная обмотка которого подключена к входу выпрямителя, регулирующий элемент параллельного типа, один из выводов которого соединен с шиной нулевого потенциала, а другой через балластный резистор — с плюсовьр выводом выпрямителя, генератор высокой частоты, вход которого подключен к выходу регулирующего эле мента, а выход — к первичной обмотке высоковольтного трансформатора, высоковольтный выпрямитель, вход которого через блок коммутации соединен с вторичной обмоткой высоковольтного трансформатора, усилитель рассогласования, выход которого подключен к управляющему входу регулирующего элемента, делитель напряжения обратной связи, одно плечо которого соединено с выходной клеммой источника, другое

25 плечо через блок опорного напряжения и его переключатель полярности — с шиной нулевого потенциала, а выход— с входом усилителя рассогласования j2), Недостатки известного устройства определяются существенной сложностью

983674 конструктивного построения и, как следствие, невысокой эксплуатационной надежностью, связанной, в част-, ности, с применением генератора высокой частоты и высоковольтного выпрямителя. 5

Цель изобретения - упрощение устройства и повышение надежности его работы.

Поставленная цель достигается тем, р что в высоковольтном биполярном источнике напряжения, содержащем сетевой трансформатор, вторичная обмотка которого подключена к входу выпрямителя, регулирующий элемент, один из выводов которого соединен с шиной нулевого потенциала, а другой через балластный резистор — с плюсовнм, выводом выпрямителя, усилитель рассогласования, выход которого подклю. чен к управляющему входу регулирующе-

20 го элемента, делитель напряжения обратной связи, одно плечо кОторого соединено с выходной клеммой источника, другое плечо через блок опорного напряжения и его переключатель полярности — с шиной нулевого потенциала, а выход — c входом усилителя рассогласования, блок коммутации, — последний выполнен в виде четырехполюсного двухпозиционного переключателя, - Р первый размыкающий контакт которого введен в цепь между минусовым выводом выпрямителя и шиной нулевого потенциала, второй размыкающий контакт между выходной клеммой источника и 35 точкой соединения балластного резисто ра с регулирующим элементом, первый замыкающий контакт — между выходной клеммой источника и минусовым BblBO дом выпрямителя, второй замыкающий. 4р контакт — между плюсовым выводом выпрямителя и точкой соединения балластного резистора с регулирующим элементом.

Иа чертеже представлена функциональная схема предложенного высоковольтного биполярного источника напряжения.

Устройство содержит сетевой трансформатор 1, вторичная обмотка которого подключена к входу выпрямителя 2. Через балластный резистор 3 с плюсовым выводом выпрямителя 2 .соединен один из выводов регулирующего элемента 4, другой вывод которого связан с шиной нулевого потенциала.

Управление регулирующим элементом 4 осуществляется усилителем 5 рассогласования. На выходе устройства установлен делитель напряжения обратной связи, одно плечо б которого соедине-Ж но с выходной клеммой источника, другое плечо 7 через блок опорного напря жения 8 и его переключатель полярности 9 — с шиной нулевого потенциала, а выход — с входом усилителя 5 рас- 65 согласования. В состав устройства входит также блок коммутации, выполненный в виде четырехполюсного двухпозиционного переключателя 10, первый размыкающий контакт которого введен ,в цепь между минусовым выводом выпрямителя 2 и шиной нулевого потенциала,, второй размыкающий контакт — между выходной клеммой источника и точкой соединения балластного резистора 3 . с регулирующим элементом 4, первый замыкающий контакт — между выходной клеммой источника и минусовым выводом выпрямителя 2, второй замыкающий контакт — между плюсовым выводом выпрямителя 2 и точкой соединения балластного резистора 3 c регулирующим элементом 4.

Устройство работает следующим образом.

Пусть необходимо получить на выходе устройства напряжение положительной полярности . В этом случае переключатели 9 и 10 устанавливаются в положение "+". После включения сети высокое напряжение с вторичной обмотки сетевого трансформатора 1 подводится к выпрямителю 2. Выпрямленное напряжение положительной полярности через балластный резистор 3 поступает на регулирующий элемент 4 и с помощью соответствующего контакта переключателя 10 подается на выход источника. При изменении напряжения на выходе источника к входу усилителя 5 рассогласования подводится сигнал рассогласования, сформированный в результате сравнения напряжения на выходе делителя напряжения обратной связи, собранного на резисторах б и

7, с отрицательным выходным напряжением блока 8 опорного напряжения.

Усиленный сигнал рассогласования в качестве сигнала управления поступает на управляющий вход регулирующего элемента 4, изменяя протекающий через него ток. При этом напряжение на выходе источника восстанавливается за счет перераспределения его между балластным резистором 3 и регулирующим элементом 4. Таким образом, данный источник работает в этом случае по принципу компенсационного стабилизатора параллельного типа.

Для получения на выходе устройства напряжения отрицательной полярности переключатели 9 и 10 переводятся в положение "-". В указанном положении переключателей 9 и 10 выпрямленное напряжение положительной поляр ности через соответствующий контакт переключателя 10 поступает непосредственно на регулирующий элемент 4 и через него — на шину нулевого потенциала. На выход же источника посредством другого контакта переключателя

10 подается отрицательное напряжение °

983674

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 9922/57 Тираж 914 Подписное

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

Таким образом, в этом случае данный источник приобретает структуру компенсационного стабилизатора последовательного типа.

Отработка изменения выходного напряжения. источника производится опять же путем сравнения напряжения на вырсоде делителя напряжения обратной связи, состоящего из резисторов

6 и 7, с положительным выходным напряжением блока 8 опорного напряжения, усиления сигнала рассогласования усилителем 5 и управления регулирующим элементом 4 с целью измене. ния протекающего через него тока.

Формирование высоких напряжений обеих полярностей с возможностью соединения с корпусом как плюсовой, так и минусовой клемм обеспечивается в предложенном устройстве достаточно простыми средствами, что в целом позволяет получить упрощенную конструкцию высоковольтного источника напряжения и предопределяет его повышенную эксплуатационную надежность, Высоковольтный биполярный источник напряжения, содержащий сетевой трансформатор, вторичная обмотка которого подключена к входу выпрямителя, регулирующий элемент, один из. выводов которого соединен с шиной нулевого потенциала, а другой через балластный резистор — с плюсовым. выводом выпрямителя, усилитель рассогласования, выход которого подключен к управляющему входу регулирующего элемента, делитель напряжения обратной связи, одно плечо которого соединено с выходной клеммой источника, другое плечо через блок опорного . напряжения и его переключатель полярности — с шиной нулевого потенциала, а выход — с. входом усилителя рассогласования, блок коммутации, о т л и1О чающий ся тем, что, сцелью упрощения и повышения надежности работы, блок коммутации выполнен в виде четырехполюсного двухпозиционного переключателя, первый размыка15 ющий контакт которого введен в цепь между минусовым выводом выпрямителя и шиной нулевого потенциала, второй размыкающий контакт — между выходной клеммой источника и точкой соеди7п нения балластного резистора с регулирующим элементом, первый замыкающий контакт — между выходной клеммой источника и минусовым выводом выпрямителя, второй замыкающий контакт между .плюсовым. выводом выпрямителя и точкой соединения балластного резистора с регулирующим элементом..Источники информации, ЗО принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 650063, кл. G 05 F 1/58, 1969.

2. Гуревич Г. М. и др. Схема изменения полярности напряжений системы питания источника ионов масс-снектрометра ИИ-1305. — "Приборы и тех ника эксперимента", 1976, 9 3,, с. 267-26 8,