Низковольтный газоразрядный стабилитрон

 

(72) Авторы изобретения

В. В. Иванов и В. И. Кулакова

1

Саратовский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (7l ) Заявитель (54) НИЗКОВОЛЬТНЫЙ ГАЗОРАЗРЯДНЫЙ СТАБИЛИТРОН

Изобретение относится к газоразрядным приборам и может быть использовано для получения регулируемого стабилизированного низковольтного напряжения.

Известны устройства - стабилитроны тлеющего разряда, предназначенные для поддержания напряжения на неизменном уровне 51 ).

Принцип работы низковольтных гаэоразрядных стабилитронов основан на ис о пользовании нормального тлеющего разряда, при котором сохраняется постоянное катодное падение напряжения анодкатод в некотором интервале токов разряда.

И

Газоразрядные стабилитроны могут работать в условиях космических излучений и радиации, имеют малую температур ную зависимость в отличие от твердотежных, имеющих большую зависимость напряжения стабилизапни от температуры окру)каюшей среды (ТКН) и необратимо меняющих свои свойства при воздействии радиапни.

Стабилизация напряжения осуществляется дискретно, и в соответствии с .

ГОСТом 13263-67 существует 5 rppm напряжений стабилитронов (50«60 В;

70-75 В; 80 0 В; 103-113 В; 140»

160 В). Дж стабилизации напряжения ниже 50 В приборы не используются.

Недостатком газоразрядных стабили тронов является невозможность стабилизапии в непрерывном диапазоне напражвжий, а также невозможность стабилиэапии напряжений в интервале 0»50 В.

Белью изобретения является получение низковольтного стабилизированного регу лируюмого напряжения

Бель достигается применением sasec

soro газоразрядного датчика ми нитного поля (2 3 в качестве регулируемого низковольтного стабитахтрона.

На фиг. Х приведен газораэрядиый датчик; на фиг. 2 - электрическая схема включения, иа фиг. 3 и 4 — варианты радиального распределения потенциала: sa

3 Ì381 фиг. 5 — зависимость стабилизированного напряжения.

Газоразрядный датчик для измерения параметров магнитного поля содержит

{фиг. 1) заполненную газом колбу 1, 5 анод 2, катод 3 и два измерительных электрода 4 и 5, балластный резистор 6 (й. ), резисторы 7 (R> ) и 8 (R> ) в цепях измерительных электродов и переменный резистор 9 (Й. ). о

При подаче питания от источника 10 постоянного напряжения (Ед )на анод 2 и катод 3 в промежутке катод — анод зажигается тлеющий разряд. В газоразрядном датчике реализован эффект "узкой трубки, заключающийся в наличии аномального распределения потенциала по радиусу колбы с большой крутизной.

Радиальное распределение потенциала показано на фиг. 3. На электродах 4 и 20

5 автоматически устанавливаются потенциалы плазмы, соответствующие точкам плазмы, в которых расположены измерительные электроды. Эти потенциалы мо гут достигать сотен вольт и примерно 25 равны, так как электроды расположены симметрично относительно электрической оси разряда. С помощью резистора 9 (фиг. 2) токи, текущие через резисторы

7 и 8, можно скомпенсировать таким 30 образом, . чтобы стрелка измерительного прибора показала нуль.

При помещении прибора в магнитное поле произойдет разбаланс плеч и измерительный прибор покажет разность потенциалов на измерительных электродах в зависимости от магнитных величин поля. . Применение известного газоразрядного датчика в качестве низковольтного регулируемого стабилитрона стало возможным 6пагодаря симметрии радиального распределения потенциала в узких трубках» относительно электрической оси разряда характер которого не изменяеъ ся при изменении тока разряда.

Электрическая схема выключения приведена на фиг. 2.

При подаче питания от источника 10 постоянного напряжения на анод 2 и катод 3 в промежутке катод - анод зажигается разряд. На электродах 4 и 5 автоматически устанавливаются потенциалы точек плазмы, в которых расположены измерительные электроды.

При изменении входного напряжения .

Е,„ток разряда изменяется, но выходное напряжение остается величиной неизменной, так как приращение напряжений aО на измерительных электродах 4 и 5 одинаково, а поскольку измеряется разность потенциалов на электродах, то изменение этой разности равно нулю. Кривые 11 и

12 на фиг. 4 соответствуют разным значениям Ес (ll - значения потенциала при Ес,, 12 — при Е ).

Токи, текущие через резисторы 7 и

8 (й R = 1 МОм), и плечи переменного сопротивления можно устанавливать так {с помошью резистора 9), что напряжение U,÷ будет плавно изменяться от 0 цо десятков вольт. И при каждом значении Ue „,будет работать описанный выше механизм стабилизации.

Электрический режим работы газоразрядного стабилитрона: напряжение питания Е = 300-600 В, ток разряда 3

-5

P (25-50) 10 А, потребляемая мощность P < 0,1 Вт.

Пример зависимости стабилизированного напряжения U = f (E.ä ) в диапазо« не, в котором не работают стандартные газоразрядные стабилитроны, приведен на фиг. 5. Даны зависимости U =Е(ЕС,)

-в,диапазоне 1-10 В.

Возможности газоразрядных стабилитронов можно существенно изменить, меняя потенциал горения, варьируя давлением и геометрическими размерами трубки, ограничивающей разряд.

Использование известного газоразрядного датчика для стабилизации напряжения позволяет получить плавно регулируемое стабилизированное напряжение, сохраняя при этом все преимущества.газоразрядных приборов и имея малую потребляемую мощность (< 0,1 Вт). Датчик прост в изготовлении. ф ормула из о бретения

Применение газоразрядного датчика магнитного поля в качестве регулируемого низковольтного стабилитрона.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Каганов Л. И. Ионные приборы.

М., «Энергия», 1972, с. 12-28.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 685989, кл. 4 01 Р 31/26, 1979.