Высоковольтный стабилизированный источник питания переменного напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для стабилизации высоковольтного переменного напряжения. Цель изобретения - увеличение быстродействия, повышение надежности работы и безопасности эксплуатации. Источник питания содержит регулирующий орган (ПО) 2, силовой трансформатор 5 со вторичной 7 и дополнительной 8 обмотками. Вторичная обмотка 7 задает величину напряжения на управляющих входах повторителей напряжения, выполненных на транзисторах 12, 13. Дополнительная обмотка 8 через силовые переходы транзисторов 12, 13, датчик тока 22 и узел коммутации 23 подключена к выходным выводам. Напряжение на выходе повторяет напряжение вторичной обмотки 7, которое вследствие малой величины потребляемого тока не изменяется при изменении тока нагрузки. С обмотки 9 обратной связи, гальванически развязанной с высоковольтным выходом, снимается напряжение, пропорциональное выходному напряжению, которое через выпрямитель 10, фильтр 11 и усилитель 3 обратной связи поступает на управляющий вход РО 2, обеспечивая стабилизацию напряжения на обмотках трансформатора 5. В аварийных режимах нагрузка отключается узлом коммутации 23. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4349456/24-07 (22) 29 . 12 .87 (46) 15.08. 89. Бюл. Р 30 (72) С.М,Поторочин (53) 621.316.722.1 (088.,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 807248, кл. G 05 F 1/44, 1979.

Приборы и техника эксперимента, 1985, - c; 15I, рис. 2. (54) ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ СТАБИЛИЗИРОВАННЬ1Й ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для стабилизации высоковольтного переменного напряжения. Цель изобретения — увеличение быстродействия, повышение надежности работы и безопасности эксплуатации. Источник питания содержит регулирующий орган (РО) 2, силовой трансформатор 5 с вторичной

7 и дополнительной 8 обмотками. Вто„„80„„1501010 А 1

2 ричная обмотка 7 задает величину напряжения на управляющих входах повторителей напряжения, выполненных на транзисторах 12, 13. Дополнительная обмотка 8 через силовые переходы транзисторов 12, !3, датчик тока 22 и узел коммутации 23 подключены к выходным выводам. Напряжение на выходе повторяет напряжение вторичной обмотки 7, которое вследствие малой вели; чины потребляемого тока не изменяется при изменении тока нагрузки. С обмотки 9 обратной. связи, гальванически развязанной с высоковольтным выходом, снимается напряжение, пропорциональное выходному напряжению, которое через выпрямитель 10, фильтр ll и усилитель 3 обратной связи поступает на управляющий вход PO 2, обеспечивая стабилизацию напряжения на обмотках трансформатора 5. В аварийных режимах нагрузка отключается узлом коммутации 23. I ил.

150101

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для стабилизации высоковольтного переменного, напряжения, например, в установ- 5 ках для проверки иэделий на электропрочность.

Цель изобретения — увеличение быстродействия, повьппение надежности работы н безопасности эксплуатации. 1О

На чертеже представлена электрическая схема высоковольтного стабилизированного источника питания переменного напряжения.

Источник питания содержит задающий генератор регулирующий орган

2, узел 3 обратной связи, источник 4 опорного напряжения, силовой трансформатор 5 с первичной 6, вторичной

7, дополнительной 8 обмотками и об— моткой 9 обратной связи, выпрямитель

10, сглаживающий фильтр 11, первый

12 и второй 13 регулирующие транзисторы, первый 14 и второй 15 токоограничивающие резисторы, первый 16, вто25 рой 17, третий 18, четвертый 19, пятый 20 и шестой 2! диоды, датчик 22 тока, узел 23 коммутации и узел 24 защиты с памятью.

Источник питания работает следующим образом.

Задающий генератор 1 формирует сигнал синусоидальной формы частотой

50 Гц. Регулирующий орган 2 усиливает сигнал с выхода задающего генера- 35 тора 1. Усиленный сигнал с выхода регулирующего органа 2 подается на первичную обмотку 6 силового трансформатора 5. На выводах вторичной обмотки

7, дополнительной обмотки 8 и обмот- ° 40 ки 9 обратной связи формируются синусоидальные напряжения.

Коэффициенты трансформации для каждой из обмоток силового трансформатора 5 выбраны, собтветственно, та- 45 кими, чтобы подаваемое на первичную обмотку 6 напряжение с выхода регулирующего органа 2 вызывало: на обмотке 7 формирование требуемого от источника питания уровня выходного напряжения; на дополнительной обмотке 8 — напряжения, превышающеro выходное напряжение обмотки 7 на величину падения напряжения на внутреннем сопротивлении дополнительной обмотки 8 в случае протекания через нее максимального тока нагрузки; на выходе обмотки 9 обратной связи — напряжения, равного после преобразовао 4 ния его выпрямителем 10 и фильтром ll напряжению на выходе источника 4 опорного напряжения. При работе источника питания на нагрузку равенство напряжений на первом (с выхода источника 4 опорного напряжения) и вторым (с выхода фильтра 11) входах узла 3 обратной связи подцерживается автоматически путем регулирования сигналом с выхода узла 3 обратной связи коэффициента усиления регулирующего органа 2»

На регулирующих транзисторах 12 и 13 собраны повторители напряжения.

В нормальном режиме работы источника (когда выходной ток источника не превышает предельного значения) узел 23 коммутации замкнут.

При формировании на началах вто- . ричной обмотки 7 и дополнительной 8 обмотки положительных полуволн в ак— тивном режиме работает регулирующий транзистор 12. Ток нагрузки протекает по цепи: обмотка 8 — диод 16— коллектор-эмиттер транзистора 12 датчик 22 тока — узел 23 коммутации— нагрузка — диод 19 — диод 21. На на— грузке повторяется" напряжение обмотки 7 (прямым падением напряжения на р-и переходах пренебрегаем). При формировании положительных полуволн на концах вторичной 7 и дополнительной 8 обмоток в активном режиме работает транзистор 13. Ток нагрузки протекает по цепи: дополнительная обмотка 8 — диод 17 — коллектор-эмиттер транзистора 13 — нагрузка — узел 23 коммутации - датчик 22 тока — диод

20. На нагрузке "повторяется" напряжение вторичной обмотки 7.

Пренебрегая протекающим через обмотку 7 базовым током регулирующих транзисторов 12, 13, можно считать, что обмотка 7 работает в режиме холоистого хода и при изменении тока нагрузки напряжение на обмотке 7, а следовательно, и на нагрузке, под. ключенной к выходным выводам, сохра— няется неизменным. При этом падение напряжения на внутреннем сопротивлении первичной обмотки 6 компенсируется изменением выходного напряжения регулирующего органа 2.

Обмотка 9 обратной связи выполняет функцию датчика напряжения.

Так как при изменении тока нагрузки режимы работы вторичной обмотки 7 и Обмотки 9 обратной связи сохраняют150! 0 ся, сохраняется и соотношение между формируемыми на них уровнями напряжения. Это позволяет контролировать величину напряжения вторичной обмот5 ки 7, а следовательно, напряжения на нагрузке по величине напряжения на обмотке 9 обратной связи и тем самым гальванически развязать высоковольтную и низковольтную части, источника 1р, питания.

Напряжение на выходных выводах не изменяется при увеличении тока нагрузки до тех пор, пока напряжение на дополнительной обмотке 8 не умень- 15 шится вследствие падения напряжения на ее внутреннем сопротивлении до уровня напряжения обмотки 7. Поэтому напряжение дополнительной обмотки 8 в режиме холостого хода должно пре- 20 вышать напряжение холостого хода вторичной обмотки 7 на величину падения напряжения на внутреннем сопротивлении дополнительной обмотки 8 при протекании через нее максимального тока 25 нагрузки.

С целью предотвращения выхода иэ строя регулирующих транзисторов 12 и 13 при возникновении пробоя в цепи тока нагрузки включены датчик 22 тока 3р и узел 23 коммутации. В случае -превышения током нагрузки определенной величины под воздействием сигнала датчика 22 тока срабатывает узел 24 защиты. устройства. Узел 23 коммутации при этом под воздействием сигнала, поступающего на его управляющий вход с выхода узла 24 защиты, разрывает цепь прохождения тока нагрузки.

Технико-экономический эффект от 40 внедрения изобретения заключается в повышении быстродействия работы источника, что позволяет исключить спады и броски выходного напряжения и повысить тем самым качество проводи- 45 мых с помощью источника питания высоковольтных проверок. Гальваническая развязка высоковольтных обмоток с низковольтной частью источника питания позволяет повысить надежность его работы и безопасность эксплуатации. формулаизобретения

Высоковольтный стабилизированньп источник питания переменного напряжения, содержащий регулирующий орган, силовым входом подключенный к входным выводам, а выходом — к первичной

1О

6 обмо тке силово го трансфо рматор а, начало вторичной обмотки которого соединено с обцей точкой согласно-последовательно соединенных первого и второго диодов, конец вторичной об.мотки силового трансформатора соединен с общей точкой согласно-последовательно соединенных третьего и четвертого диодов, задающий генератор, выходом соединенный с первым входом регулирующего органа, второй вход которого соединен с выходом узла обратной связи, первый вход которого соединен с источником опорного напряжения, датчик тока, выходом соединенный с входом узла защиты, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью увеличения быстродействия, повышения надежности работы и безопасности эксплуатации, в него введены пятый и шестой диоды, первый и второй регулирующие транзисторы, первый и второй токоограничивающие резисторы, выпрямитель, сглаживающий фильтр, узел коммутации, дополнительная обмотка и обмотка обратной связи силового трансформатора, при этом обмотка обратной связи силового трансформатора чер".з выпрямитель и сглаживающий фильтр соединена с вторым входом узла обратной связи, начало дополнительной обмотки через пятый диод, переход коллектор эмиттер первого регулирующе -o транзистора, датчик тока и узел коммутации соединено с первым выходным выводом, конец дополнительной обмотки через шестой диод и переход коллектор — эмиттер второго регулирующего транзистора соединен с вторым выходным выводом, база первого регулирующего транзистора через первый токоограничиваюший резистор соединена с началом вторичной обмотки, база второго регулирующего транзистора через второй токоограничивающий резистор соединена с концом вторичной обмотки, эмиттер первого регулирующего транзистора через включенные в прямом направлении первый и второй диоды соединен с началом дополнительной обмотки, эмиттер второго регулирующего транзистора через включенные в прямом направлении третий и четвертый диоды соединен с концом дополнительной обмотки, выход узла защиты соединен с управляющим входом узла коммутации, при этом число витков дополнительной обмотки определяется из ус1501010

Составитель Г.Финогенов

Редактор Л.Маковская Техред М.Дидык Корректор С.Шекмар

Заказ 4866/43

Тираж 788

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина,101 ловия формирования на ее выводах при работе силового трансформатора в режиме холостого хода напряжения, превьппающего напряжение холостого хода на выводах вторичной обмотки на величину падения напряжения.на внутреннем сопротивлении дополнительной обмотки при протекании через нее максимального тока нагрузки.