Управляемый стабилизатор напряжения на питающих электродах электронно-лучевой трубки

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к источникам вторичного электропитания с высоким выходным напряжением. Цель изобретения - уменьшение времени переключения выходного напряжения при знакопеременном нагрузочном токе; Стабилизатор построен по схеме параллельного стабилизатора напряжения. Преобразователь 1 постоянного напряжения в высокое переменное, высоковольтный выпрям11тель 2, широтно-импульсный модулятор 3, тактирующий генератор 4, активный диод 31, источник 36 опорного тока и блок 39 сравнения токов составляют в совокупности стабилизатор среднего значения тока. Его ток распределяется между нагрузкой, регулирующим органом 19 и датчиком 7 напряжения обратной связи, охваченными цепью обратной связи через усилитель 18, развязывающий диод 25 и токоограничивающий резистор 24. С помощью узла 15 формирования управляющего напряжения задается требуемая величина § выходного напряжения стабилизатора. В режиме переключения на нарастание положительное напряжение с выхода усилителя 18 через пороговый элемент 26 резко увеличивает ток высоковольтного выпрямителя 2, заряжая емкость (Л с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl) 4 G 05 F 1/46 ЮЮМ1 -Щ 1,;

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И.ОТНРЫТИЙ.(21) 4223425/24-07 (22) 07.04.87 (46) 23,10.88. Бюл. 11- 39 (72) А.И.Зарукин и Г.Ф.Шестаков . (53) б21. 316. 722. 1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР .Р 515097, кл. С 05 F 1/56, 1974.

Авторское свидетельство СССР

В 408290, кл. G 05 F 1/46, 1972. (54) УПРАВЛЯЕМЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ НА ПИТАНФ ИХ ЭЛЕКТРОДАХ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ТРУБКИ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам вторичного электропитания с высоким выходным напряжением. Цель изобретения — уменьшение времени переключения выходного напряжения при энакопеременном нагрузочном токе. Стабилизатор построен по схеме параллельного стабилизатора напряжения. Преобра„„SU„„432479 А зователь 1 постоянного напряжения в высокое переменное, высоковольтный выпрямитель 2, широтно-импульсный модулятор 3, тактирующий генератор 4, активный диод 31, источник 36 опорного тока и блок 39 сравнения токов составляют в совокупности стабилизатор среднего значения тока. Его ток распределяется между нагрузкой, регулирующим органом 19 и датчиком 7 напряжения обратной связи, охваченными цепью обратной связи через усилитель

18, развязывающий диод 25 и токоограничивающий резистор 24. С помощью узла 15 формирования управляющего напряжения задается требуемая величина выходного напряжения стабилизатора.

В режиме переключения на нарастание положительное напряжение с выхода усилителя 18 через пороговый элемент

26 резко увеличивает ток высоковольтного выпрямителя 2, заряжая емкость

1432479 нагрузки. Активный диод 31 поддерживает заданное напряжение на конденсаторном блоке 39, уменьшая длительность переходного процесса. В режиме переключения на спад выходного напряжения открывается регулирующий орган

Изобретение относится к электроехнике и предназначено для использо1эания при реализации электропитания электронно-лучевых трубок с барьерНым люминофором в цветных индикаторных установках с двумя и более града.— ями цвета.

Цель изобретения — уменьшение вреени переключения выходного напряжения при знакопеременном нагрузочном, оке.

На чертеже . представлена функциоальная схема управляемого стабилизаора напряжения на питающих электрорах электронно-лучевой трубки.

Стабилизатор содержит преобразователь 1 постоянного напряжения в высокое переменное, высоковольтный выпрямитель 2, широтно-импульсный модулятор 3, тактирующий генератор (генератор пилообразного напряжения) 4 с выводами 5 и 6 для подключения к шинам

:заданных потенциалом, датчик 7 напряжения обратной связи с первым делителем напряжения на резисторах 8 и 9, вторым делителем напряжения на резисторах 10 и 11, повторителем 12 напряжения и конденсаторами 13 и 14, узел

15 формирования управляющего напряжения с входом 16 аналогового управления и входом 17 цифрового управления, усилитель 18 обратной связи, регулирующйй орган 19 с ламповым регулирующим элементом 20, транзистором 21, балластным резистором 22 и резистором

23 смещения, токоограничивающий резистор 24, развязывающий диод 25, пороговый элемент 26 с делителем напряжения на резисторах 27 и 28, транзистором

29 и вспомогательным диодом 30, активный диод 31 с операционным усилителем 32, разделительным диодом 33 и защитными (от насыщения) диодом 34 и резистором 35, источник 36 опорного

19 и большое напряжение на резисторе

24 включает компар атор 4 3. Последним блокируется работа широтно-импул ьсного модулятора 3 и всего стабилизатора среднего значения тока в целом.

3 з,п, ф-лы, l ил. тока с источником 37 электроэнергии и токозадаюшим резистором 38, конденсаторный блок 39 сравнения токов (по среднему значению), нелинейный эле5 мент 40 со стабилитроном 41 и шунтирующим резистором 42, компаратор 43, а также резистор 44 в цепи сигнальHoI c входа широтно-импульсного модулятора 3 и вывод 45 для подключения

10 первого питающего электрода (например, анода) электронно-лучевой трубки, второй питающий электрод которой (например, катод) подключается к выводу, связанному с шиной нулевого потенциала, и выходной потенциальный вывод 46 источника вспомогательного опорного напряжения (не показан).

Преобразователь 1 постоянного напряжения в высокое переменное и высо20 ковольтный выпрямитель 2 включены последовательно, Синхронизирующий вход широтно-импульсного модулятора

3 соединен с выходом тактирующего re25 нератора 4, а выход — с управляющим входом преобразователя постоянного напряжения в высокое переменное. Датчик 7 напряжения обратной связи включен между выводом 45 и одним иэ выходных выводов узла 15 формирования

30 управляющего напряжения, другой выходной вывод которого соединен с шиной нулевого потенциала. Вход усили— теля 18 обратной связи подключен к выходу датчика 7 напряжения обратной

35 связи. Первые выводы источника 36 опорного тока и блока 39 сравнения токов соединены с шиной нулевого потенциала, а их вторые выводы — с общим выводом высоковольтного выпрями®Отеля 2 и цепью сигнального входа широтно-импульсного модулятора 3 (через резистор 44). Выходной потенциальный вывод высоковольтног0 выпрямителя 2 через нелинейный элемент 40

3 1432479

30

40

50 венно и через резистор 35 между инвер--5 тирующим входом и выходом операпионсоединен с выводом 45 и первым выводом регулирующего органа 19, второй вывод которого через последовательно включенные токоограничивающий резистор 24 и развязывающий диод 25 подключен к выходному потенциальному выводу усилителя 18 обратной связи и первому выводу порогового элемента

26 . Второй вывод последне ro соединен с потенциальным выводом сигнального входа широтно-импульсного модулятора

3 и первым выводом активного диода

31, второй вывод которого подключен к выводу 5 тактирующего генератора 4 °

Один из входных потенциальных выводов компаратора 43 соединен с объединенными выводами токоограничивающего диода 25, другой — с выводом 46, а выход — со стробирующим входом широтно-импульсного модулятора 3.

В регулирующем, органе 19 ламповый регулирующий элемент 20 и транзистор

21 включены последовательно. Коллектор транзистора 21 соединен с катодом регулирующего элемента 20, база подключена к шине нулевого потенциала непосредственно, а эмиттер — через резистор 23 смещения. Анод регулирующего элемента 20 и эмиттер транзистора 21 связаны соответственно с первым и вторым выводами регулирующего органа 19. В датчике 7 напряжения обратной связи входные выводы перво— го делителя напряжения на резисторах

8 и 9 являются входными выводами датчика. Второй делитель напряжения на резисторах 10 и 11 включен между низкопотенциальным выводом датчика и шиной нулевого потенциала. Конденса— тор 13 соединен параллельно с резистором 9. Конденсатор 14 через повторитель 12 напряжения включен между промежуточным выводом второго делителя напряжения и промежуточным выводом первого делителя напряжения, являющимся выходным потенциальным выводом датчика. В активном диоде 31 ре— зистор 35 включен в цепь инвертирую— щего входа операционного усилителя

32, связанную с первым выводом активного диода 31, Диоды 34 и 33 включены в разных направлениях непосредстного усилителя 32. llenb неинвертирую— щего входа последнего связана со вторым выводом активного диода 31.

Стабилизатор построен по схеме параллельного стабилизатора напряжения, причем функциональные элементы и узлы 1-4, 31,36,39 и 44 составляют в совокупности стабилизатор среднего значения тока. Стабилизатор имеет два режима работы, а именно: режим поддержания выходного напряжения на заданном уровне и режим переключения с уровня на уровень.

Режим работы стабилизатора в режиме стабилизации напряжения следующий.

В этом режиме на выходе высоковольтного выпрямителя 2 имеет место ток с заданным средним значением, определяемым величиной опорного тока источника 36. В процессе работы стабилизатора выходной ток высоковольт) ного выпрямителя 2 сравнивается в блоке 39 сравнения с опорным током источника 36, а образованное в результате сравнения напряжение подается на сигнальный вход широтно-импульсного модулятора 3. Напряжения на выходах 5 и 6 тактирующего генератора 4 определяют верхний и нижний уровни амплитуды пилообразного напряжения и, следовательно, диапазон преобразования входного напряжения широтно-импульсного модулятора 3 в длительность импульсов.

Стабилизированный выходной ток высоковольтного выпрямителя 2 распределяется между электронно †лучев трубкой, регулирующим органом 19 и датчиком 7 напряжения обратной связи.

Пусть, например, выходное напряжение стабилизатора увеличивается. При этом напряжение, снимаемое с выхода датчика 7, более положительно, что приводит к увеличению отрицательногб напряжения на выходе усилителя 18, увеличению тока через резистор 24, увеличению тока регулирующего органа

19 и уменьшению выходного напряжения стабилизатора.

В режиме переключения, например, на увеличение выходного напряжения узел 15 формирования управляющего напряжения формирует на своем выходе ступеньку более отрицательного напряжения. Последнее подается на конденсатор 14 через делитель на резисторах 10 и 11 и повторитель 12, реализующие функцию уменьшения тока конденсатора 14, что равноценно уменьшению его эквивалентной емкости. Это необходимо для подбора значения данl4 324

5 ной емкости с целью выполнения условий компенсированности датчика 7. На

I входе усилителя 18 появляется отрицательное напряжение, а на его выходе— положительное напряжение. Диод 30 по5 рогового элемента 26 открывается, что приводит к отпиранию транзистора

29 и резкому повышению напряжения на сигнальном входе широтно-импульсного модулятора 3. Ток высоковольтного выпрямителя 2 резко увеличивается, стабилитрон 41 нелинейного элемента

40 отпирается и происходит быстрый заряд емкости нагрузки. Одновременно при этом происходит заряд конденсаторов 13 и 14. Поэтому напряжение на выходе датчика 7 после окончания переходного процесса заряда емкости нагрузки приходит к установившемуся значению, равному напряжению статизма усилителя 18, а на резисторе 24 устанавливается отрицательное напряжение, определяющее ток регулирующего органа 19. 25

Нелинейный элемент 40, обеспечивая прохождение значительных токов заряда емкости нагрузки при переключении выходного напряжения, осуществляет также фильтрацию в режиме стабилизации выходного напряжения, что существенно уменьшает его пульсацию.

Импульсный ток заряда выходной емкости проходит через блок 39 сравнения токов, заряжая его конденсатор. Для существенного уменьшения времени переходных процессов активный диод 31 подцерживает напряжение на конденсаторе блока 39 равным напряжению на выводе 5, что обеспечивает минимальное время (около 50 мкс) перехода напряжения на сигнальном входе широт но-импульсного регулятора 3 в уста,новившееся значение после прекращения тока через пороговый элемент 26. 4При переключении в сторону уменьшения выходного напряжения узел 15 формирования управляющего напряжения . формирует на своем выходе ступеньку более положительного напряжения, что б0 приводит к появлению отрицательного напряжения на входе усилителя 18, а следовательно, к резкому увеличению значения напряжения на резисторе 24 и значительному увеличению тока регу- 5g лирующего органа 19, разряжающего емкость нагрузки. Для предотвращения работы высоковольтного выпрямителя I в этом режиме во избежание увеличения времени переключения широтно-импульсный модулятор 3 отключается компаратором 43.

Предлагаемый стабилизатор по сравнению с известными обеспечивает уменьшение времени переключения выходного напряжения в 2-3 раза. Кроме того, он обладает всеми достоинствами параллельных стабилизаторов напряжения, а именно позволяет стабилизировать выходное напряжение при наличии втекающих токов (в случае работы электронно-лучевой трубки в условиях повышенной влажности).

Формул а изобретения

1. Управляемый стабилизатор. напряжения на питающих электродах электронно-лучевой трубки, содержащий последовательно включенные преобразователь постоянного напряжения в высокое переменное и высоковольтный выпрямитель, широтно-импульсный модулятор, синхронизирующий вход которого соединен с выходом тактирующего генератора„а выход — с управляющим входом преобра— зователя постоянного напряжения в вы— сокое переменное, датчик напряжения обратной связи, включенный между выводом для подключения первого питающего электрода электронно-лучевой трубки и одним из выходных выводов узла. формирования управляющего напряжения, другой выходной вывод которого соединен с шиной нулевого потенциала, связанной с выводом для подключения второго питающего электрода электронно-лучевой трубки, усилитель обратной связи, вход которого подключен к выходу датчика напряжения обратной связи, регулирующий орган, нелинейный элемент, пороговый элемент, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени переключения выходного напряжения при знакопеременном нагрузочном токе, в него введены источник опорного тока, источник вспомогательного опорного напряжения, блок сравнения токов, компаратор, активный диод, развязывающий диод и токоограничивающий резистор, причем первые выводы источника опорного тока и блока сравнения токов соединены с шиной нулевого потенциала, а их вторые выводы — с общим вы-, водом высоковольтногo выпрямителя и цепью сигнального входа широтно-им1432479

Составитель Л.11орозов

Техред M.Äèäûê Корректор Л.Патай

Редактор И.Горная

Заказ 5439/40 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 пульсного модулятора, выходной потенциальный вывод высоковольтного выпрямителя через нелинейный элемент соединен с выводом для подключения первого питающего электрода электроннолучевой трубки и первым выводом регулирующего органа, второй вывод которого через последовательно включенные токоограничивающий резистор и развязывающий диод подключен к выходному потенциальному выводу усилителя обратной связи и, первому выводу порогового элемента, второй вывод порогового элемента соединен с потен- 15 циальным выводом сигнального входа широтно-импульсного модулятора и первым выводом активного диода, второй вывод которого подключен к соответст-

B 1oùeì 7 входному выводу тактирующегo 2р генератора, один из входных потенци— альных выводов компаратора соединен с объединенными выводами токоограничивающего резистора и развязывающего диода, другой — с выходным потенци- 25 альным выводом источника в спомо гав тельного опорного напряжения, а выход — со стробирующим входом широтноимпульсного модулятора.

2. Стабилизатор по п,1, о т л и- З0 ч а ю шийся тем, что регулирующий орган состоит из последовательно включенных лампового регулирующего элемента, анод которого служит первым выводом регулирующего органа, и транзистора, коллектор которого соединен с катодом лампового регулирующего элемента, база подключена к шине нулевого потенциала непосредственно, а эмиттер, служащий вторым выводом регулирующего органа, — через резистор смещения.

3. Стабилизатор по п.1, о т л ич а .ю шийся тем, что датчик нап" ряжения обратной связи содержит первый делитель напряжения, входные выводы которого являются входными выводами датчика, второй делитель напряжения, включенный между низкопотенциальным выводом первого делителя напряжения и шиной нулевого потенциала, два конденсатора, один из которых соединен параллельно с плечом первого делителя напряжения, расположенным со стороны высокого потенциала, а другой через повторитель напряжения включен между промежуточным вь водом второго делителя напряжения и промежуточным выводом первого делителя напряжения, являющимся выходным потенциальным выводом датчика.

4. Стабилизатор по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что активньп1 диод содержит операционный усилитель, резистор, включенный в цепь инвертирующего входа операционного усилителя, являющегося первым выводом активного диода, и упомянутый резистор между инвертирующим входом и выходом операционного усилителя, цепь неинвертирующего входа которого является вторым выводом активного диода.