RU2349020C1 - High-voltage power supply for electron-beam equipment - Google Patents
High-voltage power supply for electron-beam equipment Download PDFInfo
- Publication number
- RU2349020C1 RU2349020C1 RU2007149093/09A RU2007149093A RU2349020C1 RU 2349020 C1 RU2349020 C1 RU 2349020C1 RU 2007149093/09 A RU2007149093/09 A RU 2007149093/09A RU 2007149093 A RU2007149093 A RU 2007149093A RU 2349020 C1 RU2349020 C1 RU 2349020C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- diode
- terminal
- transistor
- cathode
- output
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для питания электронно-лучевого оборудования, в рентгеновской технике и других областях промышленности, где требуются мощные источники питания с высоким напряжением.The invention relates to the field of electrical engineering and can be used to power electron beam equipment, in x-ray technology and other industries where powerful high-voltage power sources are required.
Электронно-лучевая пушка по отношению к источнику электропитания является нестационарной нагрузкой с характерными периодическими пробоями, некоторые из которых способны переходить в длительный дуговой разряд. Использование стандартных источников, не учитывающих специфику такой нагрузки, вызывает значительное снижение ресурса работы электронно-лучевой пушки.The electron beam gun with respect to the power source is an unsteady load with characteristic periodic breakdowns, some of which are capable of passing into a long arc discharge. The use of standard sources that do not take into account the specifics of such a load causes a significant decrease in the service life of the electron beam gun.
Известны высоковольтные источники электропитания для электротехнического оборудования. Так, для электронно-лучевой сварочной установки используется источник питания [а.с. СССР №1433693, БИ №22, 1990 г.], содержащий высоковольтный трансформатор, выпрямитель с емкостным фильтром и дроссель, включенный в цепь высокого напряжения между выходом источника питания и сварочной пушкой, в котором с целью подавления повторных пробоев при погасании разряда в пушке, параллельно дросселю включен высоковольтный диод, анод которого соединен с источником питания, а катод - с высоковольтным кабелем, соединяющим источник питания с пушкой. Однако данное техническое решение при малой индуктивности дросселя приводит к нежелательному появлению всплесков выходного тока источника, а при большой индуктивности - к длительному разряду дросселя, закороченного диодом. Кроме того, наличие индуктивности дросселя в цепи питания электронно-лучевой пушки способствует переходу электрических разрядов в длительный дуговой разряд, требующий для его разрушения дополнительных мер.Known high voltage power supplies for electrical equipment. So, for an electron beam welding installation, a power source is used [A. with. USSR No. 1433693, BI No. 22, 1990], comprising a high voltage transformer, a rectifier with a capacitive filter and a choke included in the high voltage circuit between the output of the power source and the welding gun, in which, in order to suppress repeated breakdowns when the discharge is extinguished in the gun, In parallel with the inductor, a high-voltage diode is connected, the anode of which is connected to the power source, and the cathode is connected to the high-voltage cable connecting the power source to the gun. However, this technical solution with a small inductance of the inductor leads to an undesirable appearance of bursts of the output current of the source, and with a large inductance leads to a long discharge of the inductor shorted by the diode. In addition, the presence of a choke inductance in the power supply circuit of an electron beam gun facilitates the transition of electric discharges into a long arc discharge, requiring additional measures for its destruction.
Известно также устройство для получения высокого напряжения, выполненное в виде последовательно соединенных нескольких источников постоянного тока и содержащее источник переменного напряжения, питающий несколько одно- или трехфазных выпрямителей, выходы которых соединены между собой последовательно [патент США №3363165, 1965]. Однако такое техническое решение нельзя использовать для питания электронно-лучевого оборудования, поскольку в данном устройстве отсутствует возможность уменьшения влияния пробоев в нагрузке.It is also known a device for producing high voltage, made in the form of series-connected several direct current sources and containing an alternating voltage source, supplying several single or three-phase rectifiers, the outputs of which are connected together in series [US patent No. 3363165, 1965]. However, such a technical solution cannot be used to power the electron beam equipment, since this device does not have the ability to reduce the effect of breakdowns in the load.
Наиболее близким техническим решением является источник постоянного напряжения [а.с. СССР №752684, БИ №28, 1980]. Данное устройство (фиг.1) содержит высоковольтный трансформатор 1, имеющий первичную обмотку W0 и N вторичных обмоток (W1, … WN). К каждой из N вторичных обмоток трансформатора подключен вход выпрямительного узла с емкостным фильтром 2, 3, 4 … N, причем по выходу все выпрямительные узлы соединены последовательно. Выпрямительный узел представляет собой диодный мост, в выходную цепь которого включен фильтрующий конденсатор.The closest technical solution is a constant voltage source [a.s. USSR No. 752684, BI No. 28, 1980]. This device (figure 1) contains a
Высоковольтный источник постоянного напряжения работает следующим образом. Переменное напряжение питающей сети поступает на первичную обмотку трансформатора. Трансформатор преобразует уровень напряжения на первичной обмотке в заданный уровень напряжения на каждой из вторичных обмоток. Переменное напряжение на каждой из вторичных обмоток поступает на вход соответствующего выпрямительного узла. На выходе каждого выпрямительного узла формируется постоянное напряжение U. С учетом последовательного соединения всех выпрямительных узлов по выходу на выходе источника питания формируется суммарное значение постоянного напряжения, поступающего на нагрузку, равное N·U. Важным достоинством данного устройства является возможность получения высоких напряжений при использовании относительно низковольтных элементов. Однако данное техническое решение не содержит возможностей для уменьшения влияния пробоев в нагрузке.A high voltage constant voltage source operates as follows. The alternating voltage of the supply network is supplied to the primary winding of the transformer. The transformer converts the voltage level on the primary winding to a predetermined voltage level on each of the secondary windings. Alternating voltage on each of the secondary windings is supplied to the input of the corresponding rectifier unit. At the output of each rectifier node, a constant voltage U is formed. Taking into account the serial connection of all rectifier nodes at the output at the output of the power source, the total value of the constant voltage supplied to the load equal to N · U is formed. An important advantage of this device is the ability to obtain high voltages when using relatively low voltage elements. However, this technical solution does not contain opportunities to reduce the effect of breakdowns in the load.
Задачей изобретения является исключение влияния пробоев на величину тока электронного луча в электронно-лучевом оборудовании за счет введения регуляторов понижающего типа и дополнительных вентилей с функцией шунтирования цепи нагрузки по выходу регуляторов, которые позволяют в момент возникновения пробоя ограничить ток и затем, при необходимости, разрывать на заданное время паузы цепь протекания тока в нагрузку и обнулять напряжение на выходе источника. В результате такого решения величина тока электронного луча в электронно-лучевом оборудовании не превышает номинального рабочего значения во время пробоев в нагрузке. Более того, нулевые значения выходного тока источника во время дуговых разрядов (принудительные паузы выходного тока) способствуют их разрушению. Это приводит к повышению эффективности и надежности работы источника питания.The objective of the invention is to eliminate the effect of breakdowns on the electron beam current in the electron beam equipment by introducing step-down regulators and additional valves with the function of shunting the load circuit at the output of the regulators, which make it possible to limit the current at the time of the breakdown and then, if necessary, interrupt set pause time the circuit of the current flowing into the load and zero the voltage at the source output. As a result of this solution, the electron beam current in the electron-beam equipment does not exceed the nominal operating value during breakdowns in the load. Moreover, zero values of the output current of the source during arc discharges (forced pauses of the output current) contribute to their destruction. This leads to increased efficiency and reliability of the power source.
Поставленная задача решается благодаря тому, что в высоковольтный источник питания для электронно-лучевого оборудования, содержащий трехфазный высоковольтный трансформатор с N вторичными обмотками, N трехфазных выпрямительных узлов с емкостным фильтром, причем каждая из вторичных обмоток трансформатора подключена ко входу одного из N трехфазных выпрямительных узлов, а по выходу все выпрямительные узлы соединены последовательно, введено N регуляторов понижающего типа и дополнительно к каждому из N регуляторов введены один транзистор, первый и второй диоды, причем положительная и отрицательная выходные клеммы выпрямительного узла подключены соответственно к положительной и отрицательной входным клеммам регулятора, катод первого диода подключен к положительной входной клемме регулятора, анод первого диода подключен к положительной выходной клемме регулятора, коллектор первого транзистора и катод второго диода подключены к положительной выходной клемме регулятора, эмиттер первого транзистора и анод второго диода подключены к отрицательной выходной клемме регулятора, выходные клеммы всех N регуляторов соединены последовательно.The problem is solved due to the fact that the high-voltage power supply for electron beam equipment, containing a three-phase high-voltage transformer with N secondary windings, N three-phase rectifier nodes with a capacitive filter, each of the secondary windings of the transformer connected to the input of one of the N three-phase rectifier nodes, and at the output all rectifier nodes are connected in series, N step-down regulators are introduced, and in addition to each of N regulators, one transistor is introduced, the first and second diodes, with the positive and negative output terminals of the rectifier unit connected respectively to the positive and negative input terminals of the controller, the cathode of the first diode connected to the positive input terminal of the controller, the anode of the first diode connected to the positive output terminal of the controller, the collector of the first transistor and the cathode of the second diode connected to the positive output terminal of the regulator, the emitter of the first transistor and the anode of the second diode are connected to the negative output terminal of the regulator Ora, the output terminals of all N controllers are connected in series.
Для уменьшения влияния паразитных параметров кабеля подключения источника к электронно-лучевому оборудованию в высоковольтный источник питания для электронно-лучевого оборудования в каждый из N регуляторов введены один резистор и третий диод в разрыв цепи между положительной выходной клеммой регулятора и точкой соединения коллектора первого транзистора и катода второго диода, причем первый вывод резистора и анод третьего диода подключены к положительной выходной клемме регулятора, а второй вывод резистора и катод третьего диода подключены к точке соединения коллектора первого транзистора и катода второго диода.To reduce the influence of spurious parameters of the cable connecting the source to the cathode-ray equipment, one resistor and a third diode are introduced into the high-voltage power supply for the cathode-ray equipment in each of the N controllers between the positive output terminal of the regulator and the connection point of the collector of the first transistor and the cathode of the second diode, and the first output of the resistor and the anode of the third diode are connected to the positive output terminal of the regulator, and the second output of the resistor and the cathode of the third diode under are connected to the connection point of the collector of the first transistor and the cathode of the second diode.
Кроме того, для возможности использования элементной базы с более низким допустимым напряжением в высоковольтном источнике питания для электронно-лучевого оборудования каждый из N регуляторов понижающего типа содержит первый и второй транзисторы, первый и второй диоды, двухобмоточный дроссель, первый и второй конденсаторы, к каждому регулятору дополнительно введен один диод, причем коллектор первого транзистора и положительный вывод первого конденсатора подключены к положительной входной клемме регулятора и катоду третьего диода, эмиттер второго транзистора и отрицательный вывод второго конденсатора подключены к отрицательной входной клемме регулятора и аноду четвертого диода, эмиттер первого транзистора подключен к катоду первого диода и первому выводу первой обмотки дросселя, коллектор второго транзистора подключен к аноду второго диода и второму выводу второй обмотки дросселя, анод первого диода и катод второго диода подключены к отрицательному выводу первого конденсатора и положительному выводу второго конденсатора, второй вывод первой обмотки дросселя подключен к положительной выходной клемме регулятора, к которой также подключены анод третьего диода, коллектор третьего транзистора и катод пятого диода, первый вывод второй обмотки дросселя подключен к отрицательной выходной клемме регулятора, к которой также подключены катод четвертого диода, эмиттер третьего транзистора и анод пятого диода, выходные клеммы всех N регуляторов соединены последовательно.In addition, for the possibility of using an element base with a lower permissible voltage in a high-voltage power supply for electron beam equipment, each of the N step-down regulators contains the first and second transistors, the first and second diodes, a two-winding inductor, the first and second capacitors, to each regulator one diode is additionally introduced, and the collector of the first transistor and the positive terminal of the first capacitor are connected to the positive input terminal of the controller and the cathode of the third diode, e the ytter of the second transistor and the negative terminal of the second capacitor are connected to the negative input terminal of the controller and the anode of the fourth diode, the emitter of the first transistor is connected to the cathode of the first diode and the first output of the first inductor winding, the collector of the second transistor is connected to the anode of the second diode and the second output of the second inductor winding, the anode the first diode and the cathode of the second diode are connected to the negative terminal of the first capacitor and the positive terminal of the second capacitor, the second terminal of the first inductor winding p It is connected to the positive output terminal of the regulator, to which the anode of the third diode, the collector of the third transistor and the cathode of the fifth diode are also connected, the first output of the second winding of the inductor is connected to the negative output terminal of the regulator, to which the cathode of the fourth diode, the emitter of the third transistor and the anode of the fifth diode are also connected , the output terminals of all N controllers are connected in series.
Также для повышения коэффициента мощности на входе источника питания и снижения пульсаций выходного напряжения в высоковольтном источнике питания в его в высоковольтном трансформаторе одна половина общего числа вторичных обмоток включена по схеме «звезда», вторая половина общего числа вторичных обмоток включена по схеме «треугольник», причем количество витков в обмотках «звездой» должно быть в раз меньше количества витков в обмотках «треугольником».Also, to increase the power factor at the input of the power source and reduce the ripple of the output voltage in the high-voltage power supply in it in the high-voltage transformer, one half of the total number of secondary windings is connected according to the "star" scheme, the second half of the total number of secondary windings is turned on according to the "triangle" scheme, and the number of turns in the windings of the "star" should be in times less than the number of turns in the windings of the "triangle".
Сравнительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемое техническое решение отличается наличием новых элементов и новых связей между элементами высоковольтного источника питания для электронно-лучевого оборудования, что повышает эффективность и надежность работы устройства. На основании этого можно сделать вывод о том, что совокупность существенных признаков, изложенная в формуле изобретения, является необходимой и достаточной для достижения обеспечиваемого изобретением нового технического результата - повышение эффективности и надежности работы источника питания.A comparative analysis with the prototype shows that the proposed solution is characterized by the presence of new elements and new connections between the elements of a high-voltage power source for electron-beam equipment, which increases the efficiency and reliability of the device. Based on this, we can conclude that the set of essential features set forth in the claims is necessary and sufficient to achieve the new technical result provided by the invention - improving the efficiency and reliability of the power source.
Сущность изобретения поясняется с помощью чертежей, где:The invention is illustrated using the drawings, where:
на фигуре 1 изображена структурная схема прототипа - А.С. СССР №752684, БИ №28, 1980;the figure 1 shows the structural diagram of the prototype - A.S. USSR No. 752684, BI No. 28, 1980;
на фигуре 2 изображена структурная схема заявляемого технического решения;the figure 2 shows a structural diagram of the proposed technical solution;
на фигуре 3 изображена структурная схема подключения дополнительно введенных элементов для одного из N каналов в заявляемом техническом решении по вторичной стороне источника питания;the figure 3 shows a structural diagram of the connection of additionally introduced elements for one of the N channels in the claimed technical solution on the secondary side of the power source;
на фигуре 4 приведены диаграммы выходного тока для заявляемого технического решения в процессе его работы;the figure 4 shows a diagram of the output current for the claimed technical solution in the process of its operation;
на фигуре 5 изображена электрическая схема реализации одного из N регуляторов понижающего типа в заявляемом техническом решении;the figure 5 shows an electrical diagram of the implementation of one of the N regulators step-down type in the claimed technical solution;
на фигуре 6 изображена структурная схема заявляемого технического решения, где показан принцип подключения вторичных обмоток высоковольтного трансформатора источника питания.the figure 6 shows a structural diagram of the proposed technical solution, which shows the principle of connecting the secondary windings of a high voltage transformer power source.
Предлагаемое устройство (фиг.2) содержит трехфазный высоковольтный трансформатор 1, имеющий первичную обмотку W0 и N вторичных обмоток (W1, … WN). К каждой из N вторичных обмоток трансформатора подключен вход выпрямительного узла с емкостным фильтром 2, 3, 4 … К. Устройство также содержит N регуляторов понижающего типа 5, 6, 7 … М. К каждому из регуляторов подключены транзистор 8 и диоды 9 и 10. Выходные клеммы всех N регуляторов объединены последовательно.The proposed device (figure 2) contains a three-phase high-
Дополнительно введенные элементы к каждому из регуляторов предлагаемого технического решения включают в себя (фиг.3) параллельно соединенные диод 11 и резистор 12, включенные между положительной выходной клеммой регулятора 5 и точкой соединения транзистора 8 и диода 10.Additionally introduced elements to each of the regulators of the proposed technical solution include (Fig. 3) a parallel-connected diode 11 and a resistor 12 connected between the positive output terminal of the
Предлагаемая реализация регулятора понижающего типа в заявляемом техническом решении (фиг.5) включает в себя два силовых транзистора 13, 14, силовые диоды 15, 16, двухобмоточный дроссель 17 и емкостной делитель 18, 19. Обмотки дросселя данного регулятора выполнены магнитосвязанными на одном ферромагнитном магнитопроводе в виде двухобмоточного дросселя. К регулятору 5 подключены шунтирующий выход устройства транзистор 8, а также обратные диоды 9, 10, 20. По выходу все регуляторы источника соединены последовательно.The proposed implementation of the step-down regulator in the claimed technical solution (Fig. 5) includes two
Принцип подключения вторичных обмоток (фиг.6) высоковольтного трансформатора 1 заявляемого технического решения заключается в том, что вторичные обмотки попарно соединены в «звезду» и «треугольник». Причем количество витков в обмотках «звездой» должно быть в раз меньше количества витков в обмотках «треугольником». К каждой из N вторичных обмоток трансформатора подключен вход ячеек 2, 3, … М-1, М. Каждая из ячеек содержит выпрямительный узел с емкостным фильтром и регулятор понижающего типа. Выходы всех ячеек объединены последовательно.The principle of connecting the secondary windings (Fig.6) of the high-
Устройство работает следующим образом. Входное питающее напряжение подается на первичную обмотку трансформатора 1. На вторичных обмотках при этом появляется напряжение величиной, соответствующей коэффициенту трансформации данного трансформатора. С помощью выпрямительных узлов с емкостным фильтром 2, 3, 4 … К переменное напряжение на вторичных обмотках преобразуется в постоянное напряжение величиной, равной амплитудному значению напряжения на вторичных обмотках. Выпрямленное постоянное напряжение с выпрямительных узлов поступает на соответствующие регуляторы понижающего типа 5, 6, 7 … М. Таким образом в источнике на вторичной стороне трансформатора образуется N каналов передачи энергии в нагрузку. Данные регуляторы в номинальном режиме работы источника находятся в полностью проводящем состоянии, при котором регулирующий вентиль полностью открыт. Напряжение со входа регулятора практически без потерь передается на его выход. При этом транзистор 8 в каждом канале находится в запертом состоянии. По выходу все регуляторы соединены последовательно, поэтому на выходе источника питания образуется суммарное напряжение всех каналов передачи энергии.The device operates as follows. The input supply voltage is supplied to the primary winding of the
При возникновении пробоя в нагрузке (в электронно-лучевой пушке) выходной ток источника начинает возрастать и при некотором заданном значении все регуляторы переходят в релейный режим токоограничения. Длительность такого режима работы может быть регулируемой для определения устойчивости возникшего пробоя и отсечения саморазрушающихся пробоев. Через некоторое заданное время (так называемое время селекции) после начала устойчивого дугового разряда в каждом канале регулирующий вентиль регулятора запирается, а транзистор 8 отпирается по внешней команде на заданное время паузы, достаточное для разрушения пробоя в нагрузке. При этом на выходе источника формируется нулевое значение напряжения и нулевой выходной ток. В момент времени, когда заканчивается интервал паузы (вентили в регуляторах открылись, транзисторы 8 заперлись), а пробой в нагрузке уже саморазрушился, выходной ток каждого регулятора приобретает номинальное значение. При этом, если установившийся ток нагрузки оказался меньше того значения, которое было до пробоя, то часть тока, равная разности тока дросселя регулятора и тока нагрузки, замыкается через диод 9. В этом случае выходное напряжение регулятора не может превышать напряжение конденсатора емкостного фильтра в выпрямительном узле каждого канала и общее напряжение источника ограничено. Диод 10 устраняет отрицательные всплески напряжений на выходе каждого регулятора. Также диод 10 создает цепь протекания тока нагрузки источника в случае, когда данный канал источника выключен из алгоритма работы (вентиль регулятора заперт, транзистор 9 открыт).When a breakdown occurs in the load (in the cathode-ray gun), the output current of the source begins to increase and, at a certain set value, all the regulators go into the relay current limiting mode. The duration of this mode of operation can be adjustable to determine the stability of the breakdown that has occurred and to cut off self-destructive breakdowns. After a certain predetermined time (the so-called selection time) after the start of a stable arc discharge in each channel, the regulating valve of the regulator is turned off, and the
Таким образом, в данной схеме, в отличие от прототипа, в момент образования пробоя в нагрузке выходной ток ограничен, а при возникновении дугового разряда выходное напряжение источника ограничивается на нулевом уровне. Это позволяет разрушать развитие дугового разряда в нагрузке, а значит - исключить влияние пробоев на величину тока электронного луча в электронно-лучевом оборудовании, что приводит к повышению качества технологического процесса.Thus, in this circuit, unlike the prototype, at the time of breakdown in the load, the output current is limited, and when an arc discharge occurs, the output voltage of the source is limited to zero. This allows you to destroy the development of the arc discharge in the load, and therefore to eliminate the influence of breakdowns on the magnitude of the electron beam current in the electron-beam equipment, which leads to an increase in the quality of the process.
В момент возникновения пробоя в нагрузке в выходной цепи источника питания возникает всплеск выходного тока. Этот всплеск тока обусловлен влиянием распределенных паразитных параметров кабеля между источником питания и электронно-лучевой установкой. Благодаря данному решению этот всплеск тока протекает по цепи через диод 10 и резистор 12 в каждом регуляторе источника. Выбором величины сопротивления резистора 12 можно влиять на уменьшение всплеска этого тока в два-три раза. Диаграмма обратной волны тока при отсутствии сопротивления в выходной цепи (резистора 12) показана на верхней эпюре фигуры 4, при его наличии - на нижней эпюре фигуры 4. В течение формирования паузы выходного напряжения путем отпирания транзистора 8 и запирания регулирующего вентиля в регуляторе 5 остаточный ток дросселя регулятора замыкается по цепи через открытый транзистор 8 и диод 11, минуя резистор 12.At the time of a breakdown in the load in the output circuit of the power source, a surge in the output current occurs. This current surge is due to the influence of distributed parasitic cable parameters between the power source and the cathode ray unit. Thanks to this solution, this surge of current flows through the circuit through the
Таким образом, при данном техническом решении всплеск тока, обусловленный влиянием распределенных параметров кабеля, ограничивается активным сопротивлением в выходной цепи источника питания. С другой стороны, наличие такого активного сопротивления в выходной цепи не создает дополнительных падений напряжения в выходной цепи источника в момент формирования пауз выходного напряжения и тока во время принудительного разрушения пробоев в нагрузке благодаря наличию диода, включенного параллельно с введенным резистором. Эти факторы улучшают эффективность и надежность источника питания.Thus, with this technical solution, the current surge due to the influence of the distributed cable parameters is limited by the active resistance in the output circuit of the power source. On the other hand, the presence of such active resistance in the output circuit does not create additional voltage drops in the output circuit of the source at the time of the formation of pauses in the output voltage and current during the forced destruction of breakdowns in the load due to the presence of a diode connected in parallel with the introduced resistor. These factors improve the efficiency and reliability of the power source.
При использовании в качестве регулятора понижающего типа схемы с емкостным делителем и двухобмоточным дросселем источник питания работает следующим образом. В стационарном режиме работы нагрузки источника питания регулирующие транзисторы 13, 14 в каждом из N регуляторов открыты, транзистор 8 - закрыт. При возникновении пробоя в нагрузке (электронно-лучевой установке) выходной ток источника начинает возрастать. При заданном значении выходного тока каждый регулятор переходит в релейный режим токоограничения и, соответственно, транзисторы 13, 14 работают в импульсном режиме. По окончании времени селекции после возникновения пробоя открывается транзистор 8, а транзисторы 13, 14 закрываются на заданное время паузы. При этом в выходном токе и напряжении источника формируется нулевая пауза, необходимая для разрушения пробоя в нагрузке. Ток дросселя 17 замыкается через диоды 15, 16 и транзистор 8. По окончании времени паузы транзисторы 13, 14 открываются, а транзистор 8 - закрывается. При этом остаточный ток дросселя 17, равный разности между величиной токоограничения и установившимся током нагрузки, замыкается через диоды 9, 20 и конденсаторы емкостного делителя 18, 19 на входе регулятора.When used as a regulator step-down type of circuit with a capacitive divider and a double winding inductor, the power source operates as follows. In the stationary mode of operation of the load of the power source, the regulating
Таким образом, в использованном техническом решении за счет особенностей выполнения регулятора понижающего типа в каждом канале источника питания по сравнению с традиционным регулятором удается снизить в два раза рабочие напряжения на силовых элементах схемы. Это дает возможность использования элементной базы в источнике питания с более низким допустимым напряжением, что уменьшает установленную мощность полупроводниковых приборов. С другой стороны, наличие полупроводниковых приборов с высокими допустимьми значениями напряжения позволяет уменьшать количество N используемых каналов передачи энергии в источнике для достижения требуемого суммарного выходного напряжения. Названные факторы повышают эффективность источника электропитания.Thus, in the used technical solution, due to the peculiarities of the implementation of the step-down regulator in each channel of the power supply, in comparison with the traditional regulator, it is possible to halve the operating voltage on the power elements of the circuit. This makes it possible to use the element base in a power supply with a lower permissible voltage, which reduces the installed power of semiconductor devices. On the other hand, the presence of semiconductor devices with high acceptable voltage values makes it possible to reduce the number N of used energy transmission channels in the source to achieve the required total output voltage. These factors increase the efficiency of the power source.
При соединении вторичных обмоток трансформатора в источнике питания в «звезду» и «треугольник» устройство работает следующим образом. В номинальном режиме работы источника входное питающее напряжение подается на первичную обмотку трансформатора 1. На вторичных обмотках при этом появляется напряжение величиной, соответствующей коэффициенту трансформации данного трансформатора. Причем напряжение на обмотках «звездой» в раз меньше напряжения на обмотках в «треугольник». С помощью выпрямительных узлов с емкостным фильтром в каждой из ячеек 2, 3, … М-1, М переменное напряжение на вторичных обмотках преобразуется в постоянное пульсирующее напряжение с одинаковой величиной на выходе всех выпрямительных узлов и равной амплитудному значению линейного напряжения на вторичных обмотках. Так как в номинальном режиме работы источника регулирующий транзистор регуляторов во всех ячейках открыт, то на выходе источника имеется суммарное напряжение всех каналов. Причем ввиду того, что фазовый сдвиг между пульсациями напряжений на выходах выпрямительных узлов, в которых обмотки соединены в «звезду» и «треугольник», составляет 30 электрических градусов сетевого напряжения, в суммарном выходном напряжении источника имеет место 12-пульсная система напряжения. Амплитуда пульсаций в таком напряжении по отношению к постоянной составляющей в два раза меньше, чем пульсации в отдельных каналах выпрямительных узлов. Кроме того, выпрямление токов вторичных обмоток, соединенных «звездой» и «треугольником», вызывает различный характер тока через обмотки, что при их суммировании в токах первичной обмотки вызывает значительное ослабление 5 и 7 гармоник и, тем самым, повышает коэффициент мощности на входе источника. Из приведенного следует, что использованное техническое решение за счет указанного типа соединения вторичных обмоток позволяет улучшить эффективность предлагаемого источника питания.When connecting the secondary windings of the transformer in the power source to the "star" and "triangle", the device operates as follows. In the nominal operating mode of the source, the input supply voltage is supplied to the primary winding of the
Таким образом, по сравнению с прототипом, использование описанного технического решения устраняет влияние пробоев на величину тока электронного луча в электронно-лучевом оборудовании и улучшает параметры источника питания, что позволяет достигнуть нового технического результата - повысить эффективность и надежность работы источника питания.Thus, in comparison with the prototype, the use of the described technical solution eliminates the influence of breakdowns on the electron beam current in the electron beam equipment and improves the parameters of the power source, which allows to achieve a new technical result - to increase the efficiency and reliability of the power source.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007149093/09A RU2349020C1 (en) | 2007-12-25 | 2007-12-25 | High-voltage power supply for electron-beam equipment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007149093/09A RU2349020C1 (en) | 2007-12-25 | 2007-12-25 | High-voltage power supply for electron-beam equipment |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2349020C1 true RU2349020C1 (en) | 2009-03-10 |
Family
ID=40528801
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007149093/09A RU2349020C1 (en) | 2007-12-25 | 2007-12-25 | High-voltage power supply for electron-beam equipment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2349020C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016099336A1 (en) * | 2014-12-16 | 2016-06-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Исток" | Stabilized controllable universal high voltage source (variants) |
-
2007
- 2007-12-25 RU RU2007149093/09A patent/RU2349020C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016099336A1 (en) * | 2014-12-16 | 2016-06-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Исток" | Stabilized controllable universal high voltage source (variants) |
EP3236573A4 (en) * | 2014-12-16 | 2018-09-19 | Obschestvo S Ogranichennoy Otvetstvennostyu Istok | Stabilized controllable universal high voltage source (variants) |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11848603B2 (en) | Auxiliary power supply apparatus and method for isolated power converters | |
US10833594B2 (en) | System and method of controlling a power converter having an LC tank coupled between a switching network and a transformer winding | |
US5929614A (en) | High efficiency DC step-up voltage converter | |
US7130203B2 (en) | Switching power supply with a snubber circuit | |
US9906169B1 (en) | DC-AC conversion circuit having a first double ended DC pulse stage and a second AC stage | |
US8400789B2 (en) | Power supply with input filter-controlled switch clamp circuit | |
US6178102B1 (en) | Regulated DC output power supply for amplifiers | |
RU2638021C2 (en) | Step-down voltage converter | |
KR102482820B1 (en) | Insulated switching power supply | |
CN109560708A (en) | A kind of CNC high-pressure direct current generating device and method | |
US6760233B2 (en) | Low-power low-voltage power supply | |
US11356029B2 (en) | Rectifying circuit and switched-mode power supply incorporating rectifying circuit | |
RU2349020C1 (en) | High-voltage power supply for electron-beam equipment | |
US4435747A (en) | High voltage supply system for medical equipment | |
KR940003774B1 (en) | Power supply circuit | |
CN209930147U (en) | Ethernet power supply device | |
CN110797877B (en) | High-voltage generator bus voltage control method and high-voltage generator | |
US11637492B2 (en) | Buck matrix-type rectifier with boost switch, and operation thereof during one-phase loss | |
JP6963510B2 (en) | Switching power supply for three-phase AC | |
JP6840030B2 (en) | Insulated switching power supply for three-phase AC | |
US11063519B2 (en) | Efficient high voltage power supply for pulse capacitor discharge applications | |
RU2637491C1 (en) | Power source of transmit-receive module | |
US20220021215A1 (en) | Power transmission method and system | |
US20220140410A1 (en) | Noise filtering in a battery module | |
RU2068215C1 (en) | Power supply source for devices with two power leads-in |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121226 |