CS221726B1 - Zapojení budicího stupně k násobiči vysokonapěfového zdroje - Google Patents

Abstract

Vynález se týká zapojený budicího stupně k násobiči vysokonapětového zdroje. Zapojení dosahuje vysoké účinnosti při malých tepelných ztrátách. Rušivé vysokofrekvenční zákmity na výstupním napětí mají mnohem menší amplitudu. Podstatou vynálezu je oscilátor obdélníkových kmitů spojený přes derivační obvod prahový obvod a zesilovač s bází koncového tranzistoru, přičemž emitor je spojen se společným vodičem a kolektor je,spojen přes primární vinutí vysokonapětového transformátoru s napájecím zdrojem. Sekundární vinutí vysokonapětového transformátoru je spojeno s násobičem napětí, přičemž jeden výstup je spojen se společným vodičem a druhý tvoři výstupní svorku vysokého napětí. Kolektor koncového tranzistoru je spojen jednak přes první impedanci s napájecím zdrojem a jednak přes druhou impedanci s výstupem derivačního obvodu. Zapojení je určeno pro napájení obrazovek, scintilátorů, fotonásobičů a jejich obvodů v elektronově optických přístrojích.

Description

Vynález se týká zapojený budicího stupně k násobiči vysokonapětového zdroje.

Zapojení dosahuje vysoké účinnosti při malých tepelných ztrátách. Rušivé vysokofrekvenční zákmity na výstupním napětí mají mnohem menší amplitudu.

Podstatou vynálezu je oscilátor obdélníkových kmitů spojený přes derivační obvod prahový obvod a zesilovač s bází koncového tranzistoru, přičemž emitor je spojen se společným vodičem a kolektor je,spojen přes primární vinutí vysokonapětového transformátoru s napájecím zdrojem. Sekundární vinutí vysokonapětového transformátoru je spojeno s násobičem napětí, přičemž jeden výstup je spojen se společným vodičem a druhý tvoři výstupní svorku vysokého napětí. Kolektor koncového tranzistoru je spojen jednak přes první impedanci s napájecím zdrojem a jednak přes druhou impedanci s výstupem derivačního obvodu.

Zapojení je určeno pro napájení obrazovek, scintilátorů, fotonásobičů a jejich obvodů v elektronově optických přístrojích.

Vynález se týká zapojení budicího stupně k násobiči vysokonapětového zdroje určeného zejména pro elektronově optické přístroje.

Elektronově optické přístroje vyžadují pro provoz urychlovací napětí v rozsahu do 100 kV. Toto urychlovací napětí se získává pomocí vysokofrekvenčních vysokonapětových soustav sestávajících z vysokofrekvenčního oscilátoru, budicího a. výkonového stupně, násobiče a zpětnovazební větve. Výkonový stupeň napájí vysokonapělový transformátor a násobič bu5 sinusově nebo obdélníkovými pulsy. Protože u napájení sinusového nelze dosáhnout vysoké účinnosti zdroje, používá se často napájení obdélníkovými pulsy. Velká vstupní kapacita násobiče tvoří s indukčnosti sekundárního vinutí vysokonapětového transformátoru rezonanční obvod s rezonančním kmitočtem srovnatelným s budicím kmitočtem. To vede ke snížení účinnosti a vzniku vysokofrekvenčních zákmitů, které mohou zejména u elektronových mikroskopů působit rušivě a vyžadují tedy pečlivou filtraci.

Tyto dosavadní nevýhody odstraňuje zapojení budicího stupně k násobiči vysokonapětového zdroje, jehož podstatou je, že osciálátor obdélníkových kmitů je spojen přes derivačni obvod, prahový obvod a zesilovač s bází koncového tranzistoru, přičemž ernitor je spojen se společným vodičem a kolektor je spojen přes primární vinutí vysokonapětového transformátoru s napájecím zdrojem, zatímco sekundární vinutí vysokonapětového transformátoru je spojeno s násobičem napětí, jehož jeden výstup je spojen se společným vodičem a druhý tvoří výstupní svorku vysokého napětí, přičemž kolektor koncového tranzistoru je spojen jednak přes první impedanci s napájecím zdrojem a jednak přes druhou impedanci s výstupem derivačního obvodu.

Hlavní předností tohoto zapojení je podstatně vyšší účinnost, malé tepelné ztráty, umožňující použít chladicí žebra o podstatně nižší hmotnosti než u dosud používaných zdrojů. Další výhodou je, že na výstupním napětí a napájecích přívodech jsou rušivé vysokofrekvenční zákmity s velmi malou amplitudou. Koncový tranzistor je minimálně napětově namáhán, což přispívá ke.zvýšení spolehlivosti zdroje.

Vynález blíže objasní přiložené výkresy, kde na obr. 1 je blokové schéma zapojení budicího stupně k násobiči vysokonapětového zdroje, na obr. 2a je zobrazen průběh napětí a proudu na kolektoru koncového tranzistoru v zapojení podle předmětu vynálezu a na obr. 2b je zobrazen průběh napětí a proudu na kolektoru konoového tranzistoru při buzeni obdélníkovými pulsy se střídou 1 : 1 v zapojení dosud používaném.

Výstupní svorka napájecího zdroje 2. je spojena přes primární vinutí 2 vysokonapětového transformátoru 2 s kolektorem koncového tranzistoru 2, jehož ernitor je spojen se společným vodičem 14· Báze koncového tranzistoru 2 je spojena přes zesilovač 4, prahový obvod 2 a derivačni obvod 2 s oscilátorem 1 obdélníkových kmitů. Kolektor koncového tranzistoru 2 je spojen jednak přes druhou impedanci 12 s výstupem derivačního obvodu 2 a jednak přes první impedanci 11 s výstupní svorkou napájecího zdroje 2· Sekundární vinutí 2 vysokonapětového transformátoru 2 je spojeno s násobičem napětí 10. přičemž jeden výstup je spojen se společným vodičem 14 a druhý výstup tvoří výstupní svorku 13 vysokého napětí.

Oscilátor 1 obdélníkových kmitů je nastaven tak, aby pracoval na kmitočtu rovném rezonančnímu kmitočtu rezonančního obvodu tvořeného indukčnosti sekundárního vinutí 8 vysokonapětového transformátoru 6 a vstupní kapacitou násobiče napětí 10. Tyto obdélníkové pulsy se derivují derivačním obvodem Přes prahový obvod 2 projde na vstup zesilovače 4 pouze část pulsu překračující prahovou hodnotu. Časová konstanta derivačního obvodu 2 jo nastavena tak, aby šířka pulsu na vstupu zesilovače 4 byla 1/6 až 1/10 periody. Zesilovač 4 puls zesílí a omezí, čímž se změní jeho tvar na obdélníkový, a budí jím koncový tranzistor 2· Protože kolektor koncového tranzistoru 2 jc připojen k primárnímu vinutí 2 vysokonapětového transformátoru 2, chovajícímu se jako rezonanční zátěž, způsobí úzké proudové pulsy kolektorového proudu o frekvenci shodné s rezonanční frekvencí obvodu jeho rozkmitání. V praxi je optimální šířka budicích pulsů 1/6 až 1/10 periody. První impedance 11 zajištuje zatlumení kolektorového obvodu a druhá impedance 12 tvoří zápornou zpětnou vázbu pro vysokofrek3 venční zákmity vznikající při spínání a rozpínání koncového tranzistoru 5.· Průběh napětí na kolektoru koncového tranzistoru 2 Je téměř sinusový. Stejnosměrné napětí za násobičem napětí 10 má zvlnění pouze budicího kmitočtu.

Na obr. 2a je zobrazen průběh napětí a proudu na kolektoru koncového tranzistoru 2 v zapojení podle předmětu vynálezu. Proud protéká koncovým tranzistorem 2 jen v té části periody, kdy je na kolektoru minimální napětí a tím jsou minimální výkonové ztráty. Vypínání kolektorového proudu koncovým tranzistorem 2 probíhá při téměř nulovém napětí na kolektoru a proto nevadí ani nepříliš strmá závěrná hrana budicího pulsu. Pro porovnání je na obr. 2b zobrazen průběh kolektorového napětí a proudu koncového tranzistoru.^, při buzení pulsy se střídou 1 : 1 v zapojení dosud používaném. Na zobrazeném průběhu je znát výrazný obsah vyšších harmonických a vyěší ztrátový výkon na koncovém tranzistoru ý..

Zapojení podle vynálezu je vhodné zejména pro napájení obrazovek, scintilátorů, fotonásobičů a jiných obvodů v elektronově optických přístrojích.

Claims (1)

1. p Se d ií ž t vynálezu

   Zapojení budicího stupně k násobiči vysokonapětového zdroje, význačné tím, že oscilátor (1) obdélníkových kmitů je spojen přes derivační obvod (2), prahový obvod (3) a zesilovač (4) s bází koncového tranzistoru (5), přičemž emitor je spojen se společným vodičem (14) a kolektor je spojen přes primární vinutí (7) vysokonapětového transformátoru (6) s výstupní svorkou napájecího zdroje (9), zatímco sekundární vinutí (8) vysokonapětového transformátoru (6) je .spojeno s násobičem napětí (10), jehož jeden výstup je spojen se společným vodičem (14) a druhý tvoří výstupní svorku (13) vysokého napětí, přičemž kolektor koncového tranzistoru (5) je spojen jednak přes první impedanci (11) s výstupní svorkou napájecího zdroje (9) a jednak přes druhou impedanci (12) s výstupem derivačního obvodu (2).