Высоковольтный стабилизатор напряженияпостоянного toka

 

Союз Советских

Социалистических

Республик >824169 (61) Дополнительное к авт. саид-sy(22) Заявлено 060779 (21) 2791114/24-07 с присоедииениеы заявки Ио (23) Приоритет

Опубликовано 230481.Бюллетень И9 15

G 05 F 1/58

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 316. .722.1(088.8) Дата опубликования описания 230481 (72) Авторы изобретения

A. Г. Клюйков н..В. В. Гюливанов (71) Заявитель (54) ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР HAIIPHKEHHH

ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относ уся к системам регулирования электрических величин, тт частности к стабилизаторам напряжения постоянного тока, и предназначено для использования в источниках электропитания различных уст,ройств, например электронных микро.скопов и электроннолучевых устана вок.

Известен стабилизатор напряжения постоянного тока компенсационного. типа, включанкдий выпрямитель, регулирующий элемент, делитель напряжения (11. Схемное решение данного стабилизатора обеспечивает восстановление выходного напряжения после вй действия коротких замыканий.

- Однако он обладает существенными недостатками» не может быть использован при напряжениях свыше 50 мВ вви, ду значительного усложнения электрической схемы и не обеспечивает необходимую стабильность напряжения, -требуемую от источников питания электронных микроскопов и электроннолучевых установок.

Наиболее близким из известных источников является высоковольтный стабилизатор, напряжения постоянного тока, содержащий включенный последовательно в силовую шину регулирующий элемент, управляющим входом соединенный с выходом усилителя, делитель напряжения, соединенный входами с выводами для подключения нагрузки, а средней точкой — с одним из выводов источника опорного напряжения в виде гальванического элемента (2f.

Данный стабилизатор обеспечивает высокую стабильность выходного напряжения (10 ), может быть использован при. напряжении свыше 50 кВ, но обладает существенным недостатком— длительным временем (30-40 мин) вос15 становления выходйого напряжения по стабильности, нарушаемой в результате перегрузок по току и коротких замыканий и цепи нагрузки (например, в электронной пушке). Этот недоста20 ток обусловлен тем, что при увеличении тока, проходящего через источник опорного напряжения, выполненный на ртутно-цинковых элементах, в тысячи раз (в результате перегрузок по току и коротких замыканий) происходит длительный дрейф опорного напряжения ртутно-цинковых элементов, что..приводит к дрейфу высокого напряжения на выходе, а следовательно, и к на30,рушению его стабильности. При этом, 824169 нарушается стационарный режим работы питаемого устройства, например, электронного микроскопа, что, в свою очередь, приводит к большим непроизводительным затратам рабочего времени операторов на вынужденные перерывы в работе, на повторную настройку прибора.

Цель изобретения — повышение точности стабилизации путем сокращения времени восстановления стабильности выходного напряжения после воздействия перегрузок и коротких замыканий.

Указанная цель достигается тем, что в высоковольтном стабилизаторе, введено реле, обмотка возбуждения которого включена через тумблер, меж- 15 ду выходом усилителя и низковольтным выводом .делителя напряжения, средняя точка которого соединена с одним выводом дополнительного введенного стабилитрона, второй вывод которого 20 через размыкающий контакт реле,соединен с входом усилителя, соединенного также, через замыкающий контакт реле с источником опорного напряжения. 25

На чертеже представлена электрическая схема высоковольтного стабилизатора напряжения постоянного тока. табилизатор содержит регулирую-. щий элемент 1, выход которого под- 30 ключен к делителю 2 напряжения, соединенного низковольтным выводом с однйм концом обмотки 3 возбуждения реле 4,через замыкающий контакт 5 которого источник б опорного напря- 35 ження соединен со вхоцом усилителя

7, состоящего из основного дифференциального усилителя и дополнительного обеспечивающего "коррекцию дрейфа нуля основного. Через размыкаю- 4О мий контакт 8 реле 4, стабилитрон

9 соединяется со входом усилителя

7, выход которого соединен со входом регулирующего элемента 1, и через тумблер 10 с другим концом обмотки возбуждения 3 реле 4. 45

Вторые выводы стабилитрона 9 и источника 6 опорного напряжения присоединены к средней точке делйтеля 2 напряжения, устройство работает следующим образом.

При подаче напряжения на вход стабилизатора, в начальной период времени выхода его в установившийся режим, сопровождаемый перегрузками 55 по току, вызванными включением, перестройкой питаемой установки, источник б опорного напряжения переводом тумблера 10 в положение "выключено" отключается. При этом обмот- щ ка 3 реле 4 обесточивается и в цепь стабилизатора вместо источника опорного напряжения включается через размыкающий контакт 8 стабилитрон 9, не реагирующий на перегрузки по то- б ку и поддерживающий в стабилизаторе напряжение, требуемое для выхода его в установившийся тепловой режим.

В результате работы в этот период времени стабилитрона 9 вместо источника б опорного напряжения предотвращается длительный дрейф напряжения источника, выполненного на рту-но-цинковых элементах.

Регулирующий элемент 1 в этот период поддерживает стабильность напряжения на выходе стабилизатора с точностью 10

После выхода стабилизатора в уста- новившийся режим тумблер стабилизатора 10 переводится в положение

"включено" при этом в схему стабилизатора подключается обмотка 4 возбуждения реле 4 через которую начинает r протекать ток и реле 4 срабатывает размыкая размыкающий контакт 8 и замыкая замыкающий контакт 5. В результате этого стабилитрон 9 отключается и в цепь между входом усилителя

7 и средней точкой. делителя 2 включается источник б.опорного напряжения, на который подается поделенное делителем 2 выходное напряжение, которое сравнивается с напряжением этого источника и затем усиливается усилителем 7 и подается на регулирующий элемент 1 (например, регулируемый генератор).

Регулирующий элемент стабилизирует выходное напряжение, например, до

10 7 в электронном микроскопе.

В процессе работы стабилизатора при возникновении коротких замыканий в цепи нагрузки (например, в электронной пушке) происходит падение напряжения на выходе стабилизатора и увеличения в тысячи раз тока, проходящего через источник б опорного напряжения. При этом, напряжение на выходе усилителя 7 изменяется. При достижения на выходе усилителя 7 величины напряжения равной пороговому напряжению срабатыва-. ния реле 4, оно срабатывает, замыкая размыкающий контакт 8 и размыкая замыкающий контакт 5 . При этом, отключается источник б опорного напряжения и включается стабилитрон 9, е т,е. источник б опорного напряжения защищается от перегрузок по току, и как следствие,.от последующего дрейфа напряжения. В период отключения источника б опорного напряжения, длящихся несколько секунд, регулирующий элемент 1 обеспечивает стабильность напряжения на выходе 10

Поскольку реле 4 срабатывает сравнительно оперативно ртутно-цинковые элементы источника б опорного напряжения испытывают перегрузки по току в течение долей секунды, в результате чего, время дрейфа опорного напряжения, а следовательно,и высокого, сокращается примерно до 1 мин, ВНИИПИ Заказ 2109/69 Тираж 940 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 т.е. практически непрерывно обеспечивается высокая стабильность напряжения на выходе стабилизатора в ра-, бочий период питаемой установки.

После устранения коротких замыканий, изменяется напряжение на выходе усилителя 7, а, следовательно, 5 и напряжение на обмотке возбуждения

3 реле 4. По достижении на обмотке возбуждения 3 реле 4 величины напряжения, равной пороговому напря>ке1нию срабатывания, реле 4 срабатывает, размыкая размыкающий контакт

8 и замыкая замыкающий контакт 5.

При этом,.отключается стабилитрон 9, включается источник 6 опорного напряжения, и данный стабилизатор работает как известный стабилизатор напряжения постоянного тока компенсационного типа. Применение в источнике питания электронного микроскопа или электроннолучевой установки 2Q предлагаемого стабилизатора позволит сократить время восстановления стабильности выходного напряжения, после воздействия перегрузки и коротких замыканий в 30-40 раз по сравнению с известными стабилизаторами, что практически обеспечит непрерывную .стабильность выходного напряжения, сократит непроизводительные затраты времени в работе операторов и исключит трудоемкую операцию повторной настройки питаемого прибора, например электронного микроскопа, особенно микроскопа высокого разрешения, где предъявляются жесткие требования по поддержанию стабильности питающего напряжения.

Формула изобретения

Высоковольтный стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий включенный последовательно в силовую шину регулирующий элемент, управляющим входом соединенный с выходом усилителя, делитель напряжения, соединенный входами с выводами для подключения нагрузки, а ,средней точкой — с одним иэ выводов источника опорного. напряжения в виде гальванического элемента, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности стабилизации яу" тем сокращения времени восстановления стабильности выходного напряжения после воздействия перегрузок, он дополнительно снабжен стабилитроном и реле, обмотка возбуждения которого включена через тумблер между выходом усилителя и низковольтным выводом делителя напряжения, средний вывод которого соединен с одним выводом стабилитрона, второй вывод которого через размыкающий контакт соединен со входом усилителя, подключенного также через замыкающий контакт реле с другим выводом источника опорного напряжения.

Источники информации, принятые. во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 383030, кл. G 05 F 1/58, 1970.

2. Усовершенствование существующих и разработка новых стабилизированных питающих устройств электронных микроскопов и электроннолучевых установок. Отчет инвентарной 9 5132, ЦНИИ информации, 1971.