Высоковольтный стабилизатор напряжения

 

Изобретение относится к области электротехники, в частности к источникам электропитания, и может быть использовано в высоковольтных стабилизаторах напряжения для питания электронных и ионных пушек. Цель изобретения - повышение надежности высоковольтного стабилизатора.Цель достигается введением в стабилизатор узла плавного пуска II, выполненного в виде транзистора 12, ншсопительного конденсатора 13, базового резистора 14 и развязьшающих диодов 15, 16. Наличие узла плавного пуска 11 исключает перегрузки по току и мощности регулятора 1 при автоматическом включении стабилизатора после перегрузки по току и обеспечивает плавное нарастание выходного тока регулятора 1 до номинального уровня. Путем шунтирования датчика тока 7 диодом 9 ограничивается максимальный уровень напряжения на датчике 7, что исключает перенапряжения и на входе компаратора 6. Исключение электрических .перегрузок/ регулятора 1, датчика тока 7, компаратора 6 позволяет повысить надежность высоковольтного стабилизатора . 1 з.п. ф-лы, 1 ил. i (Л

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

7003 А1

nil><и> (5!)4 С 05 F 1/569 (1 "" б; °

Фа ."-.М Р. f б ° k

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4063938/24-07 (22) 30.04.86 (46) 15.01.88. Бюл, N - 2 (72) Н.И.Дуплин, В.В.Купырев и Н.А.Поляков (53) 621.316.722.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1203661, кл. G 05 F 1/56, 1984.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1330617, кл. G 05 F 1/56, 1985.

1 (54) BbICOKOBOJIbTHbIA СТАБИЛИЗАТОР

НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к области электротехники, в частности к источникам электропитания, и может быть использовано в высоковольтных стабилизаторах напряжения для питания электронных и ионных пушек. Цель изобретения — повышение надежности высоковольтного стабилизатора. Цель достигается введением в стабилизатор узла плавного пуска ll выполненного в виде транзистора 12, накопительного конденсатора 13, базового резистора 14 и развязывающих диодов 15, l6. Наличие узла плавного пуска 11 исключает перегрузки по току и мощности регулятора 1 при автоматическом включении стабилизатора после перегрузки по току и обеспечивает плавное нарастание выходного тока регулятора 1 до номинального уровня. Путем шунтирования датчика тока 7 диодом 9 ограничивается максимальный уровень напряжения на датчике 7, что исключает перенапряжения и на входе компа- а е ратора 6. Исключение электрических .перегрузок i регулятора 1, датчика тока 7, компаратора 6 позволяет повысить надежность высоковольтного ста- С

Ф билизатора. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

03 2 обеспечивая стабилизацию напряжения

U ÄÄ . Ток нагрузки I „контролируется датчиком ? и сравнивается компаратором 6 с уровнем уставки U „. Всякое превьппение током нагрузки допустимого уров ня и рив одит к с раба тыв анию компаратора 6, в результате через диод 10 происходит отпирание вспомогательного транзистора и полное запирание основного транзистора регулятора 1. Когда

I„R, П „„, зарядный транзистор 12 открыт, при этом происходит форсированный заряд накопительного конденсатора 13 до уровня выходного напряжения компаратора 6. В это же время при закрытом регуляторе 1 происходит разряд конденсаторов умножителя 3 и уменьшение тока, протекающего по резистивному датчику 7 тока.

Когда I R U компаратор 6 вновь переопрокидывается, напряжение на его выходе становится отрицательным, а закрытое состояние регулятора

1 обеспечивается.за счет разряда накопительного конденсатора 13 через диод 16 и базовую цепь вспомогательного транзистора. По мере разряда конденсатора 13 происходит плавное уменьшение коллекторного тока указанного транзистора, а следовательно, плавное увеличение напряжения на выходе регулятора 1.

Наличие узла 11 плавного пуска исключает перегрузки по току и мощности регулятора 1 при автоматическом включении стабилизатора после перегрузки по току. В стабилизаторе без узла плавного пуска повторное включение регулятора 1 происходит скачкообразно, при этом из-за разряженных емкостей умножителя 3 все напряжение питания Б„ прикладывается к регулирующему транзистору. Кроме того, в этом режиме по регулирующему транзистору протекает максимальный ток, который из-за закрытого состояния вспомогательного транзистора в несколько .раз превьппает номинальное значение.

Введение узла 1 1 плавного пуска обеспечивает плавное нарастание вы" ходного тока регулятора 1 вплоть до номинального уровня. Этим исключаются перегрузки регулятора 1 по току и мощности, в результате увеличиваются надежность стабилизатора в целом,что особенно важно при работе в условиях периодических электрических пробоев затора, Стабилизатор состоит из транзисторного регулятора 1, преобразователя 2 напряжения, умножителя 3 напряжения, усилителя 4 сигнала рассогласования, развязывающего диода 5, ком-. паратора 6, резистивного датчика 7 тока, конденсатора 8, диода 9, раз- 20 вяэывающего диода 10 и узла 11 плавного пуска, включающего в себя заряд,ный транзистор 12, накопительный конденсатор 13, базовый резистор 14 и развязывающие диоды .15 и 16. 25

Транзисторный регулятор 1 подключен к входу преобразователя 2 напряжения, который нагружен на вход умножителя 3 напряжения. Высокопотенциальный выход 3 умножителя подключен 30 непосредственно к выходному выводу стабилизатора, а, низкопотенциальный выход через резистивный датчик 7. тока, зашунтированный конденсатором 8 и диодом 9 — к общей шине стабилизатора. Точка связи умножителя 3 и датчика 7 подключена к одному из входов компаратора 6, второй вход которого соединен с источником напряжения уставки. Выход компаратора 6 че- 40 рез развязывающий диод 10 и узел ll плавного пуска соединен с управляю-, щим входом регулятора 1, который связан, кроме того, через развязывающий диод 5 с выходом усилителя 4 сигнала 45 рассогласования. Зарядный транзистор

12 соединен эмиттером с накопительным конденсатором 13 и через диод 16 с управляющим входом регулятора 1. Коллектор транзистора 12 подключен к ис- 50 точнику питания компаратора, а база через резистор 14 и развязывающий диод 15 — к выходу компаратора 6.

Стабилизатор работает следующим образом. 55

Усилитель 4 сигнала рассогласования, сравнивая часть выходного напряжения с уровнем опорного напряжения управляет работой регулятора 1, 1 13670

Изобретение относится. к электротехнике, в частности к источникам электропитания, и может быть использовано для построения высоковольт5 ных стабилизаторов напряжения для питания электронных и ионных пушек.

Цель изобретения — повьппение надежности высоковольтного стабилизатора. 10

На чертеже изображена. принципиальная схема высоковольтного стабилиСоставитель А.Волкова

Редактор Л.Пчелинская ТехредЛ.Олийнык Корректор М,Пожо

Заказ 6838/47 Тираж 866 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектная,4 з 1367 в нагрузке. Стабилизатор характеризуется отсутствием электрических перегрузок резистивного датчика тока 7 и связанных с ним цепей. При электри- .

5 .ческих пробоях в нагрузке, например, электронных или ионных пушках мгновенная величина тока нагрузки, обусловленная интенсивным разрядом выходных конденсаторов умножителя 3 напря- I0 жения, в сотни и тысячи раз превышает номинальное рабочее значение. Ограничение амплитуды тока происходит лишь за счет индуктивности подводящих проводников и активного сопротив- 15 ления элементов схемы. Протекание по датчику 7 токов разряда обеспечивает многократную перегрузку его по мгновенно допустимым величинам напряжения и мощности, что снижает надежность устройства в целом. Путем шунтирования датчика 7 диодом 9 в редложенном устройстве фиксируется максимальный уровень напряжения на измерительном резисторе. Индуктивный ха- 25 рактер датчика 7 и диода 9 компенсируется конденсатором 8. Кроме того, конденсатор 8 защищает компаратор 6 от ложных срабатываний при коротких выбросах тока в нагрузке. Ограниче- 30 ние напряжения на датчике тока исключает перенапряжения и на входе компаратора 6. В нормальном режиме работы напряжение на датчике тока 7 выбирается в пределах 0,1-0,2.В, поэтому диод 9 не оказывает на процесс измерения тока нагрузки никакого воздействия. В отдельных случаях можно испольэовать цепочку двух или более последовательно включенных диодов, Таким образом, за счет исключения электрических перегрузок транзисторного регулятора 1, датчика тока 7 и компаратора 6 достигается высокая надежность предложенного стабилизатора.

003

Формула изобретения

I.,Высоковольтный стабилизатор напряжения, содержащий транзисторный регулятор, входом подключенный к входным выводам, а выходом — к входу преобразователя напряжения, выход которого подк|рочен к входу умножителя напряжения, высокопотенциальный выход умножителя напряжения соединен с выходным выводом и через резистивный делитель напряженйя — с входом усилителя сигнала рассогласования, к которому подключена клемма для подключения источника опорного напряжения, низкопотенциальный выход умножителя напряжения через резистивный датчик тока соединен с общей шиной, а точка связи умножителя напряжения и датчика тока подключена к первому входу компаратора, второй вход которого соединен с клеммой для подключения источника напряжения уставки, выходы компаратора и усилителя сигнала рассогласования сигнала рассогласования подключены через развязывающие диоды к управляющему входу транзисторного регулятора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности стабилизатора, между выходом компаратора и управляющим входом регулятора включен узел плавного пуска, резистнвный датчик тока зашунтирован конденсатором и диодом.

2. Стабилизатор по п.I о т л и— ч а ю шийся тем, что узел плавного пуска выполнен в виде транзистора, накопительного конденсатора, развязывающих диодов и базового резистора, причем коллектор транзистора подключен к источнику питания компаратора, база через цепочку из последовательно соединенных резистора и первого диода - к выходу компаратбра, а эмиттер соединен через накопительный конденсатор с общей шиной и через второй диод с управляющим входом транзисторного регулятора.