RU2031440C1 - High-voltage power supply source - Google Patents

High-voltage power supply source Download PDF

Info

Publication number
RU2031440C1
RU2031440C1 RU92015988A RU92015988A RU2031440C1 RU 2031440 C1 RU2031440 C1 RU 2031440C1 RU 92015988 A RU92015988 A RU 92015988A RU 92015988 A RU92015988 A RU 92015988A RU 2031440 C1 RU2031440 C1 RU 2031440C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
control
power
voltage
zener diode
transistor
Prior art date
Application number
RU92015988A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU92015988A (en
Inventor
Ю.Я. Дусавицкий
Original Assignee
Московский научно-исследовательский институт приборной автоматики
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Московский научно-исследовательский институт приборной автоматики filed Critical Московский научно-исследовательский институт приборной автоматики
Priority to RU92015988A priority Critical patent/RU2031440C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2031440C1 publication Critical patent/RU2031440C1/en
Publication of RU92015988A publication Critical patent/RU92015988A/en

Links

Images

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: high-voltage power supply source has D C voltage source, n sections incorporating DC-to-AC converters and multiplier, n power units composed of power stabilizer and power transistor of n-p-n type and control units made of control stabilizer diode, control transistor of p-n-p type and three resistors. EFFECT: eliminated or reduced overvoltages with reduced load current of source which makes it possible to diminish dimensions of source and to enhanced its efficiency and reliability. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к электротехническим устройствам и может быть использовано, в частности, для накачки лазеров (квантоскопов). The invention relates to electrical devices and can be used, in particular, for pumping lasers (quantoscopes).

Известны схемные и конструктивные решения, которые могут быть использованы для создания высоковольтного источника электропитания на требуемые напряжения 65-70 кВ [1]. Known circuit and structural solutions that can be used to create a high-voltage power source for the required voltage of 65-70 kV [1].

В принципе действия современных высоковольтных маломощных источников электропитания заложено промежуточное преобразование постоянного напряжения в переменное повышенной частоты (до 15-25 кГц). Источник может состоять из одного преобразователя и умножителя или из нескольких секций, включенных последовательно. Во втором случае каждая секция содержит преобразователь и умножитель. Все секции питаются от источника постоянного напряжения. Секции могут быть управляемые или неуправляемые. Если одна из секций управляемая, то на ее вход подается сигнал обратной связи с выхода источника. С помощью управляемой секции осуществляется стабилизация выходного напряжения всего источника. In principle, the action of modern high-voltage low-power sources of power supplies an intermediate conversion of direct voltage to alternating voltage (up to 15-25 kHz). A source may consist of a single converter and multiplier, or of several sections connected in series. In the second case, each section contains a converter and a multiplier. All sections are powered by a constant voltage source. Sections can be managed or unmanaged. If one of the sections is controllable, then a feedback signal from the source output is fed to its input. Using the controlled section, the output voltage of the entire source is stabilized.

Одним из недостатков известных устройств является наличие у них резко падающих нагрузочных характеристик, т.е. весьма сильная зависимость выходного напряжения высоковольтных нестабилизированных узлов от тока нагрузки. Недостаток усиливается при использовании простейшего однотактного преобразователя, питающего высоковольтные узлы. Это делает крайне сложным и неэкономичным обеспечение стабильности выходного напряжения даже при введении специальных стабилизирующих каскадов, так как выходное напряжение нестабилизированных узлов резко возрастает при сбросе нагрузки. Этот рост напряжения оказывается недопустимым также с точки зрения прочности изоляции высоковольтных узлов и создания малогабаритного устройства. One of the disadvantages of the known devices is the presence of sharply falling load characteristics, i.e. a very strong dependence of the output voltage of high-voltage unstabilized nodes on the load current. The disadvantage is amplified when using the simplest single-cycle converter that supplies high-voltage nodes. This makes it extremely difficult and uneconomical to ensure the stability of the output voltage even with the introduction of special stabilizing stages, since the output voltage of unstabilized nodes increases sharply when the load is dropped. This increase in voltage is also unacceptable in terms of the insulation strength of high-voltage nodes and the creation of a small-sized device.

Цель изобретения - устранение или уменьшение перенапряжения при уменьшении тока нагрузки источника, что в конечном итоге позволяет уменьшить размеры источника, повысить его надежность и КПД. The purpose of the invention is the elimination or reduction of overvoltage while reducing the load current of the source, which ultimately allows to reduce the size of the source, to increase its reliability and efficiency.

Цель достигается тем, что в источник электропитания, содержащий n секций, состоящих из последовательно соединенных преобразователя постоянного напряжения в переменное и умножителя, в котором секции соединены по выходу последовательно и подключены к источнику напряжения постоянного тока параллельно, между каждой секцией и источником напряжения постоянного тока включен силовой блок, содержащий силовой стабилитрон и силовой транзистор n-p-n-типа и блок управления, содержащий стабилитрон управления, транзистор управления p-n-p-типа и три резистора. Анод каждого силового стабилитрона соединен с эмиттером соответствующего силового транзистора и с положительным входным зажимом секции. База каждого силового транзистора соединена с первым выводом соответствующего первого резистора, второй вывод которого соединен с коллектором соответствующего транзистора управления. Катод каждого силового стабилитрона соединен с коллектором силового транзистора, с анодом стабилитрона управления и с первым выводом соответствующего второго резистора, второй вывод которого соединен с эмиттером соответствующего транзистора управления и с положительным зажимом источника напряжения постоянного тока. База каждого транзистора управления соединена с первым выводом соответствующего третьего резистора, второй вывод которого соединен с катодом соответствующего стабилитрона управления. The goal is achieved in that a power source containing n sections, consisting of a series-connected DC-DC to AC converter and a multiplier, in which sections are connected at the output in series and connected to a DC voltage source in parallel, is connected between each section and the DC voltage source a power unit containing a power zener diode and an npn-type power transistor and a control unit containing a control zener diode, a pnp-type control transistor and three cut a story. The anode of each power zener diode is connected to the emitter of the corresponding power transistor and to the positive input terminal of the section. The base of each power transistor is connected to the first terminal of the corresponding first resistor, the second terminal of which is connected to the collector of the corresponding control transistor. The cathode of each power zener diode is connected to the collector of the power transistor, to the anode of the control zener diode and to the first terminal of the corresponding second resistor, the second terminal of which is connected to the emitter of the corresponding control transistor and with a positive terminal of the DC voltage source. The base of each control transistor is connected to the first terminal of the corresponding third resistor, the second terminal of which is connected to the cathode of the corresponding zener diode.

Согласно второму варианту изобретения одна из секций - управляемая и между каждой неуправляемой секцией и источником напряжения постоянного тока включен силовой блок, содержащий силовой стабилитрон и силовой транзистор n-p-n-типа, а между управляемой секцией и источником напряжения постоянного тока включены n блоков управления, каждый из которых содержит три резистора, стабилитрон управления и транзистор управления. Коллектор каждого силового транзистора соединен с положительным зажимом источника напряжения постоянного тока и катодом соответствующего силового стабилитрона, анод которого соединен с эмиттером силового транзистора и с положительным входным зажимом неуправляемой секции. База каждого силового транзистора соединена с первым выводом соответствующего первого резистора, второй вывод которого соединен с коллектором соответствующего транзистора управления, эмиттер которого соединен с первым выводом соответствующего второго резистора, второй вывод которого соединен с катодом соответствующего стабилитрона управления. Катод каждого стабилитрона управления соединен с первым выводом соответствующего третьего резистора, второй вывод которого соединен с базой соответствующего транзистора управления. Эмиттер транзистора первого блока управления соединен с положительным зажимом источника напряжения постоянного тока, а анод стабилитрона управления n-го блока управления - с положительным входным зажимом управляемой секции. According to the second embodiment of the invention, one of the sections is controlled and between each uncontrolled section and the DC voltage source a power unit is included containing a power zener diode and an npn type power transistor, and n control units are included between the controlled section and the DC voltage source, each of which contains three resistors, a control zener diode and a control transistor. The collector of each power transistor is connected to the positive terminal of the DC voltage source and the cathode of the corresponding power zener diode, the anode of which is connected to the emitter of the power transistor and to the positive input terminal of the uncontrolled section. The base of each power transistor is connected to the first terminal of the corresponding first resistor, the second terminal of which is connected to the collector of the corresponding control transistor, the emitter of which is connected to the first terminal of the corresponding second resistor, the second terminal of which is connected to the cathode of the corresponding control zener diode. The cathode of each control zener diode is connected to the first terminal of the corresponding third resistor, the second terminal of which is connected to the base of the corresponding control transistor. The emitter of the transistor of the first control unit is connected to the positive terminal of the DC voltage source, and the anode of the zener diode of the control of the nth control unit is connected to the positive input terminal of the controlled section.

Объединение двух технических решений в одну заявку связано с тем, что два данных устройства решают одну и ту же задачу - устранение или уменьшение перенапряжения при уменьшении тока нагрузки источника, что позволяет уменьшить размеры источника, повысить его надежность и КПД принципиально одним и тем же путем - введением дополнительных узлов, которые автоматически уменьшают входное напряжение высоковольтного источника при уменьшении тока нагрузки и восстанавливают его при достаточно большом токе нагрузки. The combination of two technical solutions in one application is due to the fact that two of these devices solve the same problem - eliminating or reducing overvoltage while reducing the load current of the source, which allows reducing the size of the source, increasing its reliability and efficiency in basically the same way - the introduction of additional nodes that automatically reduce the input voltage of a high-voltage source when reducing the load current and restore it with a sufficiently large load current.

На фиг.1 приведена принципиальная схема высоковольтного источника электропитания; на фиг.2 - схема его варианта; на фиг.3 приведены различные нагрузочные характеристики при отсутствии стабилизации по третьей секции при n = 3. Figure 1 shows a schematic diagram of a high voltage power source; figure 2 is a diagram of a variant thereof; figure 3 shows the various load characteristics in the absence of stabilization in the third section with n = 3.

Высоковольтный источник электропитания содержит n секций 1,1-1.n, n силовых блоков 2.1-2.n, n блоков управления 3,1-3.n и источник 4 напряжения постоянного тока. Каждый силовой блок 2.1-2.n содержит силовой стабилитрон 5.1-5.n и силовой транзистор 6.1-6.n. Каждый блок управления содержит стабилитрон 7.1-7. n управления, транзистор 8.1-8.n управления и три резистора 9.1-9. n, 10.1-10.n, 11.1-11.n. Секции 1.1-1.n соединены последовательно и подключены к отрицательному зажиму источника 4 напряжения постоянного тока параллельно. Анод каждого силового стабилитрона 5.1-5.n соединен с эмиттером силового транзистора 6.1-6.n и с положительным входным зажимом соответствующей секции 1.1-1.n. База каждого силового транзистора 6.1-6.n соединена с первым выводом соответствующего первого резистора 9.1-9.n, второй вывод которого соединен с коллектором соответствующего транзистора 8.1-8.n управления. Катод каждого силового стабилитрона 5.1-5.n соединен с коллектором соответствующего силового транзистора 6.1-6.n, с анодом соответствующего стабилитрона 7.1-7.n управления и с первым выводом соответствующего второго резистора 10.1-10,n, второй вывод которого соединен с эмиттером соответствующего транзистора 8.1-8. n управления и с положительным зажимом источника 4 напряжения постоянного тока. База каждого транзистора 8.1-8.n управления соединена с первым выводом соответствующего третьего резистора 11.1-11.n, второй вывод которого соединен с катодом соответствующего стабилитрона 7.1-7.n управления. The high-voltage power supply contains n sections 1.1-1.n, n power units 2.1-2.n, n control units 3.1-3.n and a DC voltage source 4. Each power unit 2.1-2.n contains a power zener diode 5.1-5.n and a power transistor 6.1-6.n. Each control unit contains a zener diode 7.1-7. n control, transistor 8.1-8.n control and three resistors 9.1-9. n, 10.1-10.n, 11.1-11.n. Sections 1.1-1.n are connected in series and connected to the negative terminal of the DC voltage source 4 in parallel. The anode of each power zener diode 5.1-5.n is connected to the emitter of the power transistor 6.1-6.n and to the positive input terminal of the corresponding section 1.1-1.n. The base of each power transistor 6.1-6.n is connected to the first terminal of the corresponding first resistor 9.1-9.n, the second terminal of which is connected to the collector of the corresponding control transistor 8.1-8.n. The cathode of each power zener diode 5.1-5.n is connected to the collector of the corresponding power transistor 6.1-6.n, to the anode of the corresponding zener diode 7.1-7.n and to the first output of the corresponding second resistor 10.1-10, n, the second output of which is connected to the emitter corresponding transistor 8.1-8. n control and with a positive terminal of the DC voltage source 4. The base of each control transistor 8.1-8.n is connected to the first terminal of the corresponding third resistor 11.1-11.n, the second terminal of which is connected to the cathode of the corresponding control zener diode 7.1-7.n.

Высоковольтный источник электропитания по второму варианту (фиг.2) содержит n секций 1.1-1.n, причем одна из них 1.К-управляемая, n силовых блоков 2.1-2.n, n блоков 3.1-3.n управления и источник 4 напряжения постоянного тока. Каждый силовой блок 2.1-2.n содержит силовой стабилитрон 5.1-5.n и силовой транзистор 6.1-6. n. Каждый блок 3.1-3.n управления содержит стабилитрон 7.1-7.n управления, транзистор 8.1-8.n управления и три резистора 9.1-9. n, 10,1-10.n, 11.1-11.n. Секции 1.1-1.n соединены последовательно и подключены к отрицательному зажиму источника 4 напряжения постоянного тока параллельно. Коллектор каждого силового транзистора 6.1-6.n соединен с положительным зажимом источника 4 напряжения постоянного тока и катодом соответствующего силового стабилитрона 5.1-5. n, анод которого соединен с эмиттером соответствующего силового транзистора 6.1-6.n и с положительным входным зажимом соответствующей неуправляемой секции 1.1-1.n. База каждого силового транзистора 6.1-6. n соединена с первым выводом соответствующего первого резистора 9.1-9.n, второй вывод которого соединен с коллектором соответствующего транзистора 8.1-8.n управления, эмиттер которого соединен с первым выводом соответствующего второго резистора 10.1-10.n, второй вывод которого соединен с катодом соответствующего стабилитрона 7.1-7.n управления. Катод каждого стабилитрона 7.1-7.n управления соединен с первым выводом соответствующего третьего транзистора 11.1-11.n, второй вывод которого соединен с базой соответствующего транзистора 8.1-8.n управления. Эмиттер транзистора 8.1 управления первого блока 3.1 управления соединен с положительным зажимом источника напряжения постоянного тока, а анод стабилитрона 7. n управления n-го блока 3.n управления - с дополнительным входным зажимом управляемой секции 1.К. The high-voltage power supply according to the second embodiment (FIG. 2) contains n sections 1.1-1.n, one of them 1.K-controlled, n power blocks 2.1-2.n, n control blocks 3.1-3.n and source 4 DC voltage. Each power unit 2.1-2.n contains a power zener diode 5.1-5.n and a power transistor 6.1-6. n Each control unit 3.1-3.n contains a control zener diode 7.1-7.n, a control transistor 8.1-8.n and three resistors 9.1-9. n, 10.1-10.n, 11.1-11.n. Sections 1.1-1.n are connected in series and connected to the negative terminal of the DC voltage source 4 in parallel. The collector of each power transistor 6.1-6.n is connected to the positive terminal of the DC voltage source 4 and the cathode of the corresponding power zener diode 5.1-5. n, the anode of which is connected to the emitter of the corresponding power transistor 6.1-6.n and to the positive input terminal of the corresponding uncontrolled section 1.1-1.n. The base of each power transistor is 6.1-6. n is connected to the first terminal of the corresponding first resistor 9.1-9.n, the second terminal of which is connected to the collector of the corresponding control transistor 8.1-8.n, the emitter of which is connected to the first terminal of the corresponding second resistor 10.1-10.n, the second terminal of which is connected to the cathode corresponding zener diode 7.1-7.n control. The cathode of each control zener diode 7.1-7.n is connected to the first output of the corresponding third transistor 11.1-11.n, the second output of which is connected to the base of the corresponding control transistor 8.1-8.n. The emitter of the control transistor 8.1 of the first control unit 3.1 is connected to the positive terminal of the DC voltage source, and the anode of the zener diode 7. n of the control of the nth control unit 3.n is connected to an additional input terminal of the controlled section 1.K.

Работа предлагаемого высоковольтного источника электропитания может быть объяснена с помощью фиг.3, на которой показаны различные нагрузочные характеристики при отсутствии стабилизации по 3-й секции при n = 3. Они в первом приближении приняты линейными. Принято также, что при введенном балластном напряжении, образующемся на силовых стабилитронах 5.1-5.3, выходное напряжение каждой секции 3.1-3.3 в два раза меньше, чем при закороченном балластном напряжении. The operation of the proposed high-voltage power supply can be explained using figure 3, which shows the various load characteristics in the absence of stabilization in the 3rd section at n = 3. They are linear in a first approximation. It is also accepted that with the introduced ballast voltage generated on the power zener diodes 5.1-5.3, the output voltage of each section 3.1-3.3 is two times less than with shorted ballast voltage.

На фиг.3 обозначено:
Uвых. - выходное напряжение высоковольтного источника электропитания. Iн - его ток нагрузки; Iном - номинальное значение тока нагрузки; I1 и I1 ', I2 и I2 ', I3 и I3 ' - токи прямого и обратного переключения секций; 12 - одна секция при пониженном напряжении; 13-3 секции при пониженном напряжении; 14-2 секции при полном напряжении; 15- секции при полном напряжении.
In figure 3 is indicated:
U out . - output voltage of a high voltage power source. I n - its load current; I nom - nominal value of the load current; I 1 and I 1 ' , I 2 and I 2 ' , I 3 and I 3 ' - currents of forward and reverse switching sections; 12 - one section at low voltage; 13-3 sections under reduced voltage; 14-2 sections at full voltage; 15 sections at full voltage.

Работа источника происходит следующим образом. Предположим, что начальное включение происходит при холостом ходе, т.е. при Yн = 0. Источник оказывается в точке А на характеристике трех секций с пониженным напряжением. При увеличении тока нагрузки Uвых. уменьшается до точки В, при токе I1 закорачивается балластное напряжение, включенное последовательно с секцией 1.1. Напряжение этой секции увеличивается в 2 раза, а источник переходит в точку С. При дальнейшем увеличении тока нагрузки напряжение источника падает до точки D, в которой закорачивается балластное напряжение секции 1.2 и источник переходит в точку Е. При дальнейшем увеличении тока нагрузки напряжение источника падает до точки F, в которой закорачивается балластное напряжение секции 1.3, и источник переходит в точку G. При последующем увеличении тока нагрузки до номинального Iном источник оказывается в точке H . Если ток нагрузки начнет уменьшается до I3 ' , то источник попадает в точку Р, при этом вводится балластное напряжение секции 1.3, напряжение этой секции и всего источника уменьшается до точки Q. В дальнейшем при уменьшении тока нагрузки источник оказывается в точках К, L, M, N и при снятии нагрузки приходит в исходную точку А. Из диаграммы фиг.3 видно, что во всех режимах выходное напряжение оказывается много меньше максимального (точка О). При увеличении числа секций максимальное выходное напряжение будет приближаться к начальному (точка А).The work of the source is as follows. Suppose that the initial inclusion occurs at idle, i.e. at Y n = 0. The source is at point A on the characteristic of three sections with reduced voltage. With increasing load current U out . decreases to point B, at current I 1, the ballast voltage is shorted, connected in series with section 1.1. The voltage of this section increases 2 times, and the source goes to point C. With a further increase in the load current, the source voltage drops to point D, at which the ballast voltage of section 1.2 is shorted and the source goes to point E. With a further increase in the load current, the source voltage drops to point F, at which the ballast voltage of section 1.3 is shorted, and the source goes to point G. With a subsequent increase in the load current to the nominal I nom, the source appears at point H. If the load current begins to decrease to I 3 ' , then the source goes to point P, while the ballast voltage of section 1.3 is introduced, the voltage of this section and the entire source decreases to point Q. Subsequently, when the load current decreases, the source appears at points K, L, M, N and when removing the load comes to the starting point A. From the diagram of figure 3 it is seen that in all modes the output voltage is much less than the maximum (point O). With an increase in the number of sections, the maximum output voltage will approach the initial one (point A).

Работа узла балластного напряжения, состоящего из силового блока 2.1 и блока 3.1 управления, происходит следующим образом. The operation of the ballast voltage node, consisting of a power unit 2.1 and a control unit 3.1, is as follows.

Предположим, что при начальном включении ток нагрузки секции 1.1 равен О. В этом случае ток, протекающий по второму резистору 10.1, будет небольшой и напряжение на резисторе будет меньше, чем напряжение пробоя стабилитрона 7.1 управления. При этом транзисторы 6.1 и 8.1 будут закрыты, ток, протекающий по резистору 10.1, будет протекать и через силовой стабилитрон 5.1, на котором в этом случае будет его номинальное напряжение. На входе секции 1.1 напряжение будет меньше на величину, равную напряжению стабилизации стабилитрона 5.1, значит, выходное напряжение секции 1.1 будет меньше, чем при отсутствии узла балластного напряжения. При увеличении тока нагрузки секции до I1 напряжение на резисторе 10,1 становится несколько больше напряжения стабилизации стабилитрона 7.1 управления. Через переход база-эмиттер транзистора 8.1 управления начинает протекать ток, он открывается. Это приводит к открыванию силового транзистора 6.1, шунтированию силового стабилитрона 5.1 и увеличению напряжения на входе секции 1.1. Это напряжение увеличивается почти до величины выходного напряжения первичного источника 4.Suppose that at the initial start-up, the load current of section 1.1 is 0. In this case, the current flowing through the second resistor 10.1 will be small and the voltage across the resistor will be less than the breakdown voltage of the control zener diode 7.1. In this case, transistors 6.1 and 8.1 will be closed, the current flowing through the resistor 10.1 will also flow through the power zener diode 5.1, which in this case will be its rated voltage. At the input of section 1.1, the voltage will be less by an amount equal to the stabilization voltage of the zener diode 5.1, which means that the output voltage of section 1.1 will be less than in the absence of a ballast voltage assembly. When increasing the load current of the section to I 1, the voltage across the resistor 10.1 becomes slightly higher than the stabilization voltage of the zener diode 7.1 control. A current begins to flow through the base-emitter junction of the control transistor 8.1, it opens. This leads to the opening of the power transistor 6.1, shunting the power zener diode 5.1 and increasing the voltage at the input of section 1.1. This voltage increases almost to the value of the output voltage of the primary source 4.

Целесообразность узла балластного напряжения обеспечивается, если напряжение стабилизации стабилитрона 7.1 управления хотя бы в 1,5...2 раза меньше напряжения стабилизации силового стабилитрона 5.1, которое должно быть меньше выходного напряжения первичного источника 4. The expediency of the ballast voltage node is ensured if the stabilization voltage of the control zener diode 7.1 is at least 1.5 ... 2 times less than the stabilization voltage of the power zener diode 5.1, which should be less than the output voltage of the primary source 4.

Узлы балластного напряжения, состоящие из силовых блоков 2.2, 2.3 и блоков 3.2, 3.3 управления, аналогичны узлу, состоящему из силового блока 2.1 и блока 3.1 управления; для их срабатывания при больших токах I2 и I3 в них уменьшены сопротивления резисторов 10.2 и 10.3 или увеличены напряжения стабилизации стабилитронов 7.2 и 7.3 управления. Гистерезис характеристик (I1 ≠ I1', I2 ≠ I2 ', I3 ≠ I3') весьма полезен, так как уменьшает влияние узлов балластного напряжения на устойчивость стабилизированного источника.Ballast voltage nodes, consisting of power blocks 2.2, 2.3 and control blocks 3.2, 3.3, are similar to the node consisting of power block 2.1 and control block 3.1; for their operation at high currents I 2 and I 3 , the resistances of resistors 10.2 and 10.3 are reduced in them or the stabilization voltage of the zener diodes 7.2 and 7.3 is increased. The hysteresis of the characteristics (I 1 ≠ I 1 ', I 2 ≠ I 2 ' , I 3 ≠ I 3 ') is very useful, since it reduces the influence of ballast voltage nodes on the stability of a stabilized source.

Если выходное напряжение высоковольтного источника стабилизируется с помощью одной управляемой секции (фиг.2), то при изменении тока нагрузки высоковольтного источника или выходного напряжения источника 4 постоянного напряжения токи потребления секции меняются различно: очень резко у управляемой секции 1.К и не очень сильно у неуправляемых секций 1.1-1.n. Поэтому целесообразно изменять входное напряжение неуправляемых секций 1.1-1.n в функции тока потребления управляемой секции 1.К. При этом во входной цепи управляемой секции 1.К может быть включен один или несколько блоков 3.1-3.n управления, а силовой блок 2.1-2.n - во входной цепи неуправляемой секции 1.1-1.n. If the output voltage of the high-voltage source is stabilized using one controlled section (Fig. 2), then when the load current of the high-voltage source or the output voltage of the constant voltage source 4 is changed, the consumption currents of the section change differently: very sharply for the controlled section 1.K and not very much for unmanaged sections 1.1-1.n. Therefore, it is advisable to change the input voltage of the unmanaged sections 1.1-1.n as a function of the current consumption of the controlled section 1.K. In this case, one or more control units 3.1-3.n may be included in the input circuit of the controlled section 1.K, and the power unit 2.1-2.n may be included in the input circuit of the uncontrolled section 1.1-1.n.

При определенных условиях целесообразны и смешанные варианты: силовой стабилитрон 5 К и силовой транзистор 6 К включен во входную цепь управляемой секции 1. К тоже; блок 3.i управления включен во входную цепь неуправляемой секции 1.i; несколько неуправляемых секций 1.1-1.n по входу включены параллельно и подключены к источнику 4 через один силовой блок 2 и один блок 3 управления. Under certain conditions, mixed options are also advisable: a power zener diode of 5 K and a power transistor of 6 K is included in the input circuit of the controlled section 1. K, too; a control unit 3.i is included in the input circuit of the unmanaged section 1.i; several unmanaged sections 1.1-1.n at the input are connected in parallel and connected to the source 4 through one power unit 2 and one control unit 3.

Экспериментально работа предложенного устройства была подтверждена на источнике питания квантоскопа (лазера). Его напряжение питания 64 кВ. Источник содержит 5 секций: 3 секции нестабилизированные и 2 секции стабилизированные. Каждая секция имеет высоковольтный трансформатор и умножитель. Каждая группа секций питается от своего однотактного преобразователя. Группа нестабилизированных секций через узел балластного напряжения, состоящий из силового блока и блока управления, подключена к первичному источнику напряжения постоянного тока 150 В. Experimentally, the operation of the proposed device was confirmed on a power source of a quantoscope (laser). Its supply voltage is 64 kV. The source contains 5 sections: 3 sections are unstabilized and 2 sections are stabilized. Each section has a high voltage transformer and multiplier. Each group of sections is powered by its single-ended converter. A group of unstabilized sections through a ballast voltage unit consisting of a power unit and a control unit is connected to a primary source of DC voltage of 150 V.

Для одной секции имеем: стабилитрон управления Д818Д; силовой стабилитрон - 2 шт. Д816В, включенные последовательно; I1 ' = 82 мА; I1 = 116 мА; выходное напряжение нестабилизированной секции при холостом ходе без узла балластного напряжения - 24 кВ; с узлом балластного напряжения - 16,5 кВ; при токе нагрузки 1 мА без узла балластного напряжения - 11 кВ, с узлом - 10,5 кВ.For one section we have: Zener diode control D818D; power zener diode - 2 pcs. D816V connected in series; I 1 ' = 82 mA; I 1 = 116 mA; the output voltage of the unstabilized section at idle without a ballast voltage node - 24 kV; with a ballast voltage unit - 16.5 kV; at a load current of 1 mA without a ballast voltage node - 11 kV, with a node - 10.5 kV.

Введение узлов балластного напряжения снизило возможную величину напряжения в 2 раза, что позволило резко уменьшить размеры источника и обеспечить стабилизацию выходного напряжения 64 кВ только за счет двух секций. Последнее существенно подняло экономичность источника и его надежность. The introduction of ballast voltage nodes reduced the possible voltage by 2 times, which made it possible to sharply reduce the size of the source and provide stabilization of the output voltage of 64 kV only due to two sections. The latter significantly increased the efficiency of the source and its reliability.

Claims (2)

1. ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ, содержащий n секций, состоящих из последовательно соединенных преобразователя постоянного напряжения в переменное и умножителя, секции соединены по выходу последовательно и подключены к источнику напряжения постоянного тока параллельно, отличающийся тем, что между каждой секцией и источником напряжения постоянного тока включен силовой блок, содержащий силовой стабилитрон и силовой транзистор n - p - n-типа, и блок управления, содержащий стабилитрон управления, транзистор управления p - n - p-типа и три резистора, причем анод силового стабилитрона соединен с эмиттером силового транзистора и с положительным входным зажимом секции, база силового транзистора соединена с первым выводом первого резистора, второй вывод которого соединен с коллектором транзистора управления, катод силового стабилитрона соединен с коллектором силового транзистора, с анодом стабилитрона управления и первым выводом второго резистора, второй вывод которого соединен с эмиттером транзистора управления и с положительным зажимом источника напряжения постоянного тока, база транзистора управления соединена с первым выводом третьего резистора, второй вывод которого соединен с катодом стабилитрона управления. 1. A HIGH-VOLTAGE POWER SUPPLY SOURCE, comprising n sections consisting of a series-connected DC-DC to AC converter and a multiplier, sections are connected in series and connected to a DC voltage source in parallel, characterized in that a power supply is connected between each section and the DC voltage source a unit containing a power zener diode and an n - p - n-type power transistor, and a control unit containing a control zener diode, a p-n - p-type control transistor, and three resistors, the anode of the power zener diode connected to the emitter of the power transistor and with a positive input terminal clamp, the base of the power transistor connected to the first terminal of the first resistor, the second terminal of which is connected to the collector of the control transistor, the cathode of the power zener diode is connected to the collector of the power transistor, with the anode of the zener diode control and the first output of the second resistor, the second output of which is connected to the emitter of the control transistor and with a positive terminal of the voltage source Nogo current control transistor base coupled to a first terminal of the third resistor, a second terminal of which is connected to the cathode of the control Zener diode. 2. Высоковольтный источник электропитания, содержащий n секций, причем одна из них управляемая, состоящая из последовательно соединенных преобразователя постоянного тока в переменный и умножителя, секции соединены по выходу последовательно и подключены к источнику напряжения постоянного тока параллельно, отличающийся тем, что между каждой неуправляемой секцией и источником напряжения постоянного тока включен силовой блок, содержащий силовой стабилитрон и силовой транзистор n - p - n-типа, коллектор которого соединен с положительным зажимом источника напряжения постоянного тока, и катодом силового стабилитрона, анод которого соединен с эмиттером силового транзистора и положительным входным зажимом неуправляемой секции, а между управляемой секцией и источником напряжения постоянного тока включены n блоков управления, каждый из которых содержит три резистора, стабилитрон управления и транзистор управления, причем база каждого силового транзистора соединена с первым выводом соответствующего первого резистора, второй вывод которого соединен с коллектором соответствующего транзистора управления, эмиттер которого соединен с первым выводом соответствующего второго резистора, второй вывод которого соединен с анодом соответствующего стабилитрона управления, катод каждого стабилитрона управления соединен с первым выводом соответствующего третьего резистора, второй вывод которого соединен с базой соответствующего транзистора управления, эмиттер транзистора управления первого блока управления соединен с положительным зажимом источника напряжения постоянного тока, а анод стабилитрона управления n-го блока управления - с положительным входным зажимом управляемой секции, при этом вторые резисторы всех блоков управления соединены последовательно. 2. A high-voltage power supply containing n sections, one of which is controllable, consisting of a dc-to-ac converter and a multiplier connected in series, the sections are connected in series and connected to a dc voltage source in parallel, characterized in that between each uncontrolled section and the DC voltage source includes a power unit containing a power zener diode and an n - p - n-type power transistor, the collector of which is connected to the positive terminal of the DC voltage source, and the cathode of the power zener diode, the anode of which is connected to the emitter of the power transistor and the positive input terminal of the uncontrolled section, and n control units are connected between the controlled section and the DC voltage source, each of which contains three resistors, a control zener diode and a transistor control, and the base of each power transistor is connected to the first terminal of the corresponding first resistor, the second terminal of which is connected to the collector correspondingly a control transistor, the emitter of which is connected to the first output of the corresponding second resistor, the second output of which is connected to the anode of the corresponding control zener diode, the cathode of each control zener diode is connected to the first output of the corresponding third resistor, the second output of which is connected to the base of the corresponding control transistor, the emitter of the control transistor of the first the control unit is connected to the positive clamp of the DC voltage source, and the anode of the zener diode control n-g the control unit - with a controllable section the positive input terminal, wherein the second resistors of all control units connected in series.
RU92015988A 1992-12-29 1992-12-29 High-voltage power supply source RU2031440C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU92015988A RU2031440C1 (en) 1992-12-29 1992-12-29 High-voltage power supply source

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU92015988A RU2031440C1 (en) 1992-12-29 1992-12-29 High-voltage power supply source

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2031440C1 true RU2031440C1 (en) 1995-03-20
RU92015988A RU92015988A (en) 1995-05-27

Family

ID=20135073

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU92015988A RU2031440C1 (en) 1992-12-29 1992-12-29 High-voltage power supply source

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2031440C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Никитин И.Е., Костиков В.Г. Источники электропитания высокого напряжения РЭА. М.: Радио и связь, 1986, с.79, 80, рис.1.78, 1.79, 1.80. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4706177A (en) DC-AC inverter with overload driving capability
US7368972B2 (en) Power transistor control device
CN109194145B (en) Drive circuit of push-pull switching power supply and push-pull switching power supply
US6198637B1 (en) Switching power supply circuit
JPH0527346B2 (en)
US7489531B2 (en) Inverter with improved overcurrent protection circuit, and power supply and electronic ballast therefor
JP2005086940A (en) Gate drive circuit
US4564769A (en) Saturation control of a switching transistor
JP3409994B2 (en) Self-extinguishing element drive circuit
US8766672B2 (en) Electronic switching device
RU2031440C1 (en) High-voltage power supply source
KR200176401Y1 (en) Circuit of preventing rush current of capacitor
JP3199571B2 (en) DCDC converter device
IE46524B1 (en) Dc/dc converter
SU993227A1 (en) Bipolar stabilized power source
GB2148622A (en) Electronic control circuit
SU1674090A1 (en) Dc pulse control device
SU1367003A1 (en) H.v.stabilizer
SU1737431A1 (en) Pulsed regulator dc voltage source
RU2179781C1 (en) Voltage converter
SU1131006A1 (en) Device for adjusting d.c.motor
RU1772797C (en) Overcurrent-protected electric power supply source
SU1756872A1 (en) Dc voltage stabilizer
SU1483570A2 (en) Dc voltage transistor converter
SU943677A1 (en) Dc voltage stabilizer