Источник высокого напряжения

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцкалисткческкх

Республкк

i 970594 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 020281 (21) 3281107/18-21 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Опубликовано 3010.82. Бюллетень ¹ 40

Р1 М К з

Н 02 Л1 04

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

f 3) УДК б 31. 374 (088.8) Дата опубликования описания 301082 (72) Авторы изобретения

E Â.Tûøêåâè÷ и Д.Ю.Жданов (71) Заявитель (54) ИСТОЧНИК ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕП1И

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в устройствах для электростатического нанесения полимерных и лакокрасочных покрытий.

Известен источник высокого напряжения, который состоит из источ" ника постоянного тока, транзисторного двухтактного преобразователя, выполненного по транзисторной схеме, повышающего трансформатора и диодноемкостного умножителя (1j.

Недостатком указанного устройства является введение дополнительного трансформатора, что существенно увеличивает его габариты.

Известен также источник высокого напряжения, содержащий транзисторный преобразователь, повышаюыий трансформатор, диодно-емкостной умножитель и источник питания.

Транзисторный двухтактный преобразователь служит для преобразования постоянного напряжения в переменное напряжение прямоугольной формы. С выходной обмотки трансформатора преобразователя переменное напряжение заданной частоты подается на повышающий трансформа.тср, нагрузкой кото- рого является диодно-емкостной умножитель. Так как диодно-емкостные ум= ножители эффективно работают на частотах 12 кГц и выше, то транзисторный двухтактный преобразователь должен работать на частоте не ниже укаэанной. Практически, такие преобразователи способны работать на частотах не выше 10 кГц„так как нв более высоких частотах к транзисторам и трансформатору предъявляются повышенные требования (возрастают коммутационные потери в транзисторах и сердечнике трансформатора) (2 j

В известном устройстве отсутствуют воэможности изменения частоты преобразователя для обеспечения эффективной работы умножителя (достижения максимального коэффициента умножения); плавной регулировки выходного напря20 жения от 0 до U . Возможна ступенчатая регулировка подключением повы- . шающего трансформатора к части витков выходной обмотки трансформатора преобразователя. Плавная регулировка

25 возможна в пределах 5-103 выходного напряжения изменением напряжения питания преобразователя с помощью добавочного резистора. А это существенно ухудшает 1<ПД схемы и стабиль30 ность работы преобразователя.

970594

Формула изобретения

В условиях эксплуатации источников высокого напряжения не исключена возможность короткого замыкания на выходе устройства. В связи с этим к изоляции трансформатора преобразователя предъявляются повышенные требования. К тому же отсутствует защита транзистора от перенапряжений, возникающих при пробоях на выходе источника.

Цель изобретения — уменьшение га- 10 баритных размеров, повышение надежности и экономичности устройства.

Указанная цель достигается тем, что в источнике высокого напряжения, содер>кащем транзисторный преобразователь, выходом которого является первичная обмотка повышающего трансформатора, вторичная обмотка которого соединена с диодно-емкостным умножителем, и источник питания,транзисторный преобразователь выполнен в виде последовательно соединенных задающего генератора прямоугольных импульсов на операционном усилителе с подстроечным резистором, каскада формирования однополярных импульсов, усилителя напряжения, регулятора выходного напряжения, эмиттерного повторителя и выходного каскада усиления, в цепь базы транзистора которого включен защитный стабилитрон, в цепь коллектора — защитный диод, нагрузкой выходного каскада усиления является первичная обмотка повышающего трансформатора, причем параллельно первичной обмотке повышающего тран- 3S сформатора включен конденсатор, а ,источник питания содержит стабилизированный источник питания, с которым соединен задающий генератор прямоугольных импульсов, каскад 40 формирования однополярных импульсов, усилитель напряжения и эмиттерный повторитель, и источник повышенного напряжения, соединенный с выходным каскадом усиления. 45

На чертеже представлена схема источника высокого напряжения.

Устройство содержит задающий генератор 1 прямоугольных импульсов, подстроечный резистор 2, каскад 3 формирования однополярных импульсов, усилитель 4 напряжения, регулятор

5 выходного напряжения, эмиттерный повторитель б, защитный стабилитрон

7, выходной каскад 8 усиления, защитный диод 9, "повышающий трансформатор 10, конденсатор 11, диодно-емкостной умножитель 12, стабилизированный источник 13 и источник 14 поно нап яжения. вышен го р

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Задающий генератор 1 прямоугольных импульсов выполнен на операционном усилителе. Изменение частоты за- 65 дающего генератора 1 прямоугольных импульсов осуществляется подстроечным резистором 2. Разнополярные импульсы задающего генератора 1 прямоугольных импульсов поступают на вход каскада 3 формирования однополярных импульсов, где формируется импульсное напряжение одной полярности. Затем этим импульсы усиливаются усилителем 4 напряжения и через регулятор

5 выходного напряжения, который выполнен на базе переменного резистора, подаются на змиттерный повторитель б. Усиленные по току эмиттерным повторителем б однополярные импульсы подаются на выходной каскад

8 усиления, нагрузкой которого является первичная обмотка повышающего трансформатора 10. Параллельно этой обмотке включен конденсатор 11, образующий резонансный контур с индуктивностью первичной обмотки на основной частоте задающего генератора 1 прямоугольных импульсов. Это улучшает передаточные характеристики повышающего трансформатора и ограничивает выбросы напря>кения на коллекторе транзистора выходного каскада 8 усиления во время его запирания. В цепь базы транзистора выходноro каскада 8 усиления включен защитный стабилитрон 7 для ограничения перенапряжении, возникающих во время пробоев на выходе диодно-емкостного умножителя 12. Диод 9 служит для защиты транзистора выходного каскада 8 усиления от инверсных токов. В результате на вторичной обмотке повышающего трансформатора 10 образуется переменное напряжение, которое поступает на вход диодно-емкостного умножителя 12. В нем происходит выпрямление переменного напряжения с последующим умножением до заданной величины. Таким образом, на выходе диодно-емкостного умножителя 12 образуется высокое постоянное напря><ение в пределах 50-70 кВ. Задающий генератор 1 прямоугольных импульсов, а также транзисторы каскада 3 формирования однополярных импульсов, усилителя 4 напряжения и эмиттерного повторителя 6 получают питание от стабилизированного источника 13, а транзистор выходного каскада 8 усиленияот источника 14 повышенного напряжения.

Источник высокого напряжения, содержащий транзисторный преобразователь, выходом которого является первичная обмотка повышающего трансформатора, вторичная обмотка которого соединена с диодно емкостным умножителем, и источник питания, о т л и ч а ю щ и970594 и с я тем, что, с целью уменьшения .габаритных размеров, повышения на,дежности и экономичности устройства, транзисторный преобразователь выполнен в виде последовательно соединенных задающего генератора прямоугольных импульсов на операционном усилителе с подстроечным резистором, каскада формирования однополярных импульсов, усилителя напряжения, регулятора выходного напряжения, эмиттерного повторителя и выходного каскада усиления, в цепь базы транзистора которого включен защитный стабилитрон, в цепь коллектора — защитный диод, а нагрузкой является первичная обмотка повышающего трансформатора, причем параллельно первичной обмотке повышающего трансформатора включен конденсатор, а источник питания задающего генератора прямоугольных импульсов, каскада формирования однополярных импульсов, усилителя напряжения и эмиттерного повторителя, выполнен стабилизированным, при этом источник повышенного напряжения соединен с выходным каскадом усиления.

30 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Источник высокого напряжения для питания электростатических рас пылителей.-"Лакокрасочные материалы

15 и их применение". 1980, 9 4, с. 44-45.

2. Заявка Великобритании

Ф 1551974, кл. Н 03 К 3/03, 1980.