CS215669B1 - Zapojení vysokonapěíového zdroje - Google Patents

Abstract

Vynález se týká vysokonapěíového zdroje řízeného šířkou pulsů o konstantním kmitočtu a amplitudě. Zapojení dosahuje vysoké účinnosti pří malých tepelných ztrátách.Tvoří kompaktní celek s malou hmotností. Podstatou vynálezu je generátor pulsů se dvěma výstupy spojený jednak přes usměrňovač s předzesilovačem a jednak přes komparátor s předzesilovačem, který je spojen s výkonovým zesilovačem a převodním transformátorem se třemi vinutími na primární straně a vysokonapěfovým vinutím na sekundární straně, které je spojeno přes násobič a dělič s jedním vstupem operačního zesilovače, druhým vstupem spojeného se zdrojem ref. napětí a výstupem spojeného s komparátorem. Zdroj je určen zejména pro elektronově optické přístroje.

Description

Vynález se týká vysokonapěťového zdroje řízeného šířkou pulsů o konstantním kmitočtů a amplitudě.

Pro použití v elektronově optických systémech například elektronové mmkroskopii je třeba malých vysokonapěíových zdrojů s dobrou stabilitou a s malým ztrátovým výkonem. Pro tyto účely se používá zapojení zdrojů řízených amplitudově. Nevýhodou těchto zdrojů je malé účinnost koncového stupně a tím větší tepelné ztráty. Další nevýhodou těchto zapojení je nutnost chlazení koncového stupně chladicími žebry, která zvětšují objem zdroje a vyzařovaný tepelný výkon narušuje stabilitu ostatních obvodů. Konstrukce amplitudově řízených zdrojů je nutno řešit ze dvou částí a to z řídicí elektroniky s výkonovým stupněm a z vysokonapěfové části vzhledem k narušování stability vysokonapěíového děliče tepelným výkonem z koncového stupně.

Tyto dosavadní nevýhody odstraňuje zapojení vysokonapěíového zdroje, jehož podstatou je generátor pulsů se dvěma výstupy spojený výstupem trojúhelníkového napětí přes komparátor, předzesilovač s výkonovým zesilovačem a výstupem obdélníkového napětí přes pomocný usměrňovač s předzesilovačem spojeným přes usměrňovačja první vinutí transformátoru se společným vodičem spolu s druhým vinutím transformátoru spojeným v sérii přes diodu na kladnou svorku napájecího zdroje přes třetí vinutí transformátoru s výkonovým zesilovačem, zatímco vysokonapěícvé vinutí transformátoru je spojeno jednak se zemním vodičem a jednak přes vysokonepěíový násobič a dělič s jedním vstupem operačního zesilovače, jehož druhý vstup je spojen se zdrojem referenčního napětí a jeho výstup s druhým vstupem komparátoru.

Hlavní přednosti tohoto zapojení je vysoké účinnost, malé tepelné ztráty, menší hmotnost a objem celé konstrukce nevyžadující nutncst použití chladicích žeber. Zdroj možno sestavit jako kompaktní celek bez narušení stability vysokonapěíového děliče. Zapojení umožňuje synchronizaci pracovního kmitočtu vzhledem k řádkové frekvenci obrazu.

Vynález blíže objasní výkres, na kterém je v blokovém schéma příklad zapojení zdroje,

Vysckonapšíový zdroj sestává z vysokonapěíového násobiče a děliče 2 ^s výstupní svorkou 12 vázaného přes vysokonapěípvé vinutí 15 transformátoru 10 s pulsním obvodem. Jeho základní částí je generátor 1 pulsů, spojený jednak výstupem trojúhelníkového napětí přes komparátor 2 s prvním vstupem předzesilovače J a jednak výstupem přes obdélníkové napětí přes pomocnv usměrňovač 6 s druhým vstupem předzesilovače 3. První vinuti 11 transformátoru 10 je spojeno jednak přes usměrňovač s třetím vstupem předzesilovače 2 ⁸ jednak se zemním vodičem.

Druhé vinutí 12 transformátoru 10 je spojeno přes diodu 14 s kladnou svorkou 16 zdroje a druhým vývodem se zemním vodičem. Třetí vinutí 13 transformátoru 10 je spojeno rovněž s kladnou svorkou 16 zdroje a druhým vývodem s výstupem zesilovače 4. Druhý vstup komparátoru 2 je spojen s výstupem operačního zesilovače 7 jedním vstupem spojeného se zdrojem referenčního napětí 8 a druhým Vstupem spojeného s násobičem a děličem 2 a výstupní svorkou 17.

Vysokcnapěíový zdroj reguluje velikost výstupního napětí pomocí šířky pulsů o konstatním kmitočtu a konstatní amplitudě. Šířka pulsů je dána komparací velikosti rozdílového napětí, z výstupu operačního zesilovače 2 ⁸ trojúhelníkového napětí z generátoru 1 pulsů komparátorem 2.

Výkonový zesilovač 4 předává energii transformátoru 10 třetím vinutím 13 náběžnou hranou pulsu. Při sestupné hraně pulsu se jinak nevyužitá energie vrací druhVm vinutím 12 přes diodu 14 zpět do napájecího zdroje. Pulsy se z primářů transformátoru 10 přenáší volnou

215 669 vazbou na vysokonapěfové vinutí 15. které resonuje na kmitočtu generátoru 1 pulsů. Střídavé napětí z vysokonapěfového vinutí 15 je dále zpracováno vysokonapěíovým násobičem a děličem 2 a je přiváděno na výstupní svorku 17 a jemu odpovídající zpětnovazební signál přivedení do jednoho vstupu operačního zesilovače 2, kde se porovnává s nastavitelnou hodnotou zdroje 8 referenčního napětí. Výstupní napětí operačního zesilovače 2 pak udává šířku pulsů a tím velikost napětí na výstupní svorce 17.

Pro funkci výkonového zesilovače 4 je potřebný budicí pulsní signál z předzesilovače J o malém kladném napětí a proudu stovky mA pro sepnutí, ale malém záporném napětí a velmi malém proudu pro vypnutí koncového tranzistoru. Z hlediska maximální energetické účinnosti obvodu je využito pro napájení předzesilovače 3 první vinutí 11 transformátoru 10 ve spojení s usměrňovačem £, který vytváří potřebné kladné i záporné napětí.

V případě startu vysokonapěíového zdroje nastaveného zdrojem 8 referenčního napětí na minimální hodnotu napětí na výstupní svorce 17 není vybuzen transformátor 10 a usměrňovač 2 nepracuje. Výkonový zesilovač 4 dostává v tomto případě potřebné záporné předpětí umsěrněním obdélníkových pulsů z výstupu generátoru 1 pulsů pomocným usměrňovačem 6 přes předzesilovač 3.

Claims (1)

1. Zapojení vysokonapěíového zdroje řízeného Šířkou pulsů, vyznačené tím, že generátor (1) pulsů je spojen jednak s výstupem trojúhelníkového napětí přes komparátor(2), předzesilovač (3) s výkonovým zesilovačem (4) a jednak výstupem obdélníkového nepětí přes pomocný usměrňovač (6) s předzesilovačem (3) spojeným přes usměrňovač (5) a první vinutí (11) transformátoru (10) se zemním vodičem spolu s druhým vinutím (12) transformátoru (10) spojeným v sérii přes diodu (14) na kladnou svorku (16) napájecího zdroje a přes třetí vinutí (13) transformátoru (10) s výkonovým zesilovačem (4), zatímco vysokonapěíové vinutí (15) transformátoru (10) je spojeno jednak se zemním vodičem a jednak přes vysokonapěfový násobič a dělič (9) s jedním vstupem operačního zesilovače (7), jehož druhý vstup je spojen se zdrojem (8) referenčního napětí a jeho výstup s druhým vstupem komparátoru (2).