SU1136126A1 - Вторичный высоковольтный регулируемый источник посто нного напр жени - Google Patents

Abstract

ВТОРИЧНЫЙ ВЫСОКОВОЛЬТНЬЙ РЕГУЛИРУЕМЫЙ ИСТОЧНИК ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий соединенный входом с клеммами дл  подключени  первичного источника питани  импульсный преобразователь, состо щий из последовательно включенных дроссел  и накопительного конденсатора, a .также ключевого элемента, включенного в цепь разр да накопительного конденсатора через первичную обмотку повьппающего трансформатора, блок управлени , выполненный в виде релаксационного генератора и подключенный выходом к управл ющему входу ключевого элемента, выпр митель, вход которого соединен с вторичной обмоткой повышающего трансформатора, a выход - с клеммами дл  подключени  нагрузки, отличающийс  тем, что, с целью повышени  помехоустойчивости , релаксационный генератор выполнен с возможностью регулировани  времени формировани  импульсов управлени  от О до 0,5 Т, где Т период собственных колебаний зар дной цепи импульсного преобразовател , в импульсный -преобразователь введен резиСтивный датчик тока, a .в блок управлени  - блокирующий ключ, при-, чем резистивный датчик тока включен между одной из обкладок накопительного конденсатора и шиной нулевого потенциала и выходом соединен с управл ющим входом блокирукщего ключа.

Description

1 Изобретение относитс  к электротехнике и предназначено дл  исполь зрвани  при реализации вторичного электропитани  в системах, подверженных воздействию внутренних или внешних электромагнитных помех. . Известен вторичный высоковольтный источник посто нного напр жени  содержащий последовательно включенные импульсный пpeoбpaзoвateль, повьппающий трансформатор и выпр митель , а также блок управлени , выполненный в виде широтно-импульсного модул тора и подключенный выходом к управл юцему входу импуль J сного преобразовател  lj. Недостаток данного устройства заключаетс  в низкой эффективности регулировани  выходного напр жени , так как в режиме холостого хода или близком к нему режиме изменение длительности импульсов тока при посто нной амплитуде практически не обеспечивает регулирование выход ного напр жени  вследствие того, чт конденсаторы фильтра выпр мител  зар жаютс  до максимального амплитудного значени  независимо от длительности импульсов ,тока. Наиболее близким по технической /сущности к изобретению  вл етс  вторичньй высоковольтный регулируемы источник посто нного напр жени , содержащий соединенный входом с клемм ми дл  подключени  первичного источника питани  импульсный преобразователь , состо щий из последовательно включенных дроссел  и накопительного конденсатора, а также ключевого элемента , включенного в цепь разр да накопительного конденсатора через первичную обмотку повьшающего трансформатора , блок управлени , выполнен ный в виде релаксационного генератоjpa с периодом следовани  импульсов, ре гулируемым от О,, 5 Т до Тд , где Т - период собственных колебаний зар дной цепи импульсного преобразовател , и подключенный выходом к управл ющему входу ключевого элемента выпр митель, вход которого соединен с вторичной обмоткой повьшающего трансформатора, а вькод - с клеммами дл  подключени  нагрузки 123. Недостаток известного устройства заключаетс  в высокой чувствительности к помехам, обуславливающим сбои в периодичности работы релакса26 . 2 ционного генератора. Подобные сбои предопредел ют нерегул рность процессов формировани  переменного напр жени , выбросы его амплитуды, нестабильность процессов запирани  ключевого элемента и, как.следствие, ниэкую эксплуатационную надежность устройства, в целом. Цель изобретени  - повьшение помехоустойчивости источника. Поставленна  цель достигаетс  тем, что во вторичном высоковольтном регулируемом источнике посто нного напр жени , содержащем соединенный входом с клеммами дл  подключени  первичного источника питани  импульсный преобразователь, состо щий из последовательно включенных дроссел  и накопительного конденсатора, а   также ключевого элемента, включенного в цепь разр да накопительного конденсатора через первичную обмотку повышающего трансформатора, блок управлени , выполненный в виде релаксационного генератора и подключенный выходом к управл ющему входу-ключевого элемента, выпр митель , вход которого соединен с вто- ричной обмоткой повышающего -трансформатора , а выход - с клеммами дл  подключени  нагрузки, релаксационный генератор выполнен с возможностью регулировани  времени формировани  импульсов управлени  от О до 0,5 Т, где Т - период собственных колебаний зар дной цепи импульсного преобразовател , в импульсный преобразователь введен реаистивный датчик тока, а в блок управлени  - блокирующий ключ, причем резистивный датчик тока включен между одной из обкладок накопительного конденсатора и шиной нулевого потенциала и выходом соединен с управл ющим входом блокирующего ключа. На фиг. 1 представлена принципиальна  схема предлагаемого вторичного высоковольтного регулируемого источника посто нного напр жени ; на фиг. 2 - временные диаграммы сигналов , иллюстрирующие его работу (индексы при токах и напр жени х соответствуют цифровым позици м элементов на фиг. 1). Устройство содержит соединенный входом с клеммами дл  подключени  первичного источника 1 питани  импульсный преобразователь 2, состо31  щий из последовательно включенных дроссел  3 и накопительного конденсатора i, а также ключевого элемента - тиристора 5, включенного в цепь разр да накопительного конденсатора А через первичную обмотку повышающего трансформатора 6, и резистивного датчика 7 тока, зашун ,тированного стабилитроном 8, блок 9 управлени , выполненный в виде релаксационного генератора с нели- . нейньм элементом 10, конденсатором 11, регулируемым резистором 12, нерегулируемым резистором 13 и блокирующим ключом 14, вспомогательный резистор 15 св зи, выпр митель 16. Выход блока управлени  подключен к управл ющему входу ключевого элемента 5. Резистивный датчик 7 тока включен между одной из обкладок накопительного конденсатора 4 и шиной нулевого потенциала и выходом через вспомогательный резистор 15 св зи соединен с управл ющим входом блокирующего ключа 14. Вход выпр ми тел  16 соединен с вторичной обмоткой повьппающего трансформатора 6, а выход .с клеммами дл  подключени нагрузки 17. Период следовани  импу сов релаксационного генератора блок 9 управлени  выбран регулируемым от 0,5 Т до Т, где Т - период следова ни  собственного колебани  зар дной цепи импульсного преобразовател  2, состо щей из дроссел  3 и накопительного конденсатора 4. Устройство работает следующим образом. При,включении источника 1 питани начинаетс  колебательный зар д нако пительного конденсатора 4 через дроссель 3. Напр жение на конденсаторе 4 в период колебани  возрастае до максимального значени  (фиг. 2 а), превьш1ающего напр жение источника 1 питани  в несколько раз в зависимости от добротности зар дной цепи, а затем начинает уменьшатьс  в процессе перезар да черездроссель 3 до значени  . Анало гично со сдвигом по фазе до 90 отн сительно и измен етс  ток i (фиг. 2 б) перезар да конденсатора Форма напр жени  U (фиг. 2 в), под ваемого на базу тран истора 1.4 с выхода датчика 7 тока, повтор ет форму зар дного тока .14. 6,4 Дл  уменьшени  вьщел емой на датчике 7 мощности последний зашунтирован стабилитроном 8, который срезает отрицательную половину напр жени  и. Использование стабилитрона 8 позвол ет также устранить перегрузки перехода база-эмиттер трансИстора . 14, а также повысить точность его отпирани  во времени путем увеличени  крутизны фронта подаваемого на него сигнала U . На базу транзистора 14 поступают почти пр моугольные импульсы, в соответствии с которыми открываетс  коллекторноэмиттерный переход транзистора 14 Таким образом, до момента временй ;Ц , пока напр жение (J. на накопительном конденсаторе 4 не достигнет максимального значени  л а с нелинейный элемент 10 шунтирован транзисто-. ром 14 и в релаксационном генераторе блока 9 управлени  не происход т процессы формировани  импульсов управлени  тиристором 5 импульсного преобразовател  2. Начина  с момс.нта времени t , когда напр жение U становитс  отрицательным или близким к нулю, транзистор 14 закрываетс , и начинаетс  зар д конденсатора 11 через резистор 12. При увеличении напр жени  0-j (фиг. 2г) до величины напр ж.ени  нелинейного элемента 10 в момент времени 2 через интервал времени Т, определ емый параметрами элементов зар дной цепи релаксационного генератора, на,резисторе 13 образуетс  импульс Управлени  U. (фиг. 2д), возникающий при разр де конденсатора 11 через нелинейный элемент 10. При подаче импульса на управл ющий электрод тиристора 5 последний открываетс  и накопительный конденсатор 4 разр жаетс  через него и первичную обмотку повышающего трансформатора 6, на вторичной обмотке которого образуетс  переменное напр жение 11 (фиг. 2е), которое через выходной, выпр митель 16 подаетс  на нагруз ку 17. Дл  повышени  выходного напр жени  выпр митель 16 вьшолнен в виде выпр мител -умножител . Транзистор 5, обладдашщй унипол рной проводимостью, самосто тельно включаетс  при переходе значенй Г анодного тока через нуль, так что продолжительность времеин разр да

накопительного конденсатора 4 на обмотку повышакицего трансформатора 6 соответствует половине периода собственных колебаний разр дной цепи, состо щей из накопительного конденсатора 4 и обмоток трансформатора 6. Амплитуда еременного напр жени  U во вторичной обмотке трансформатора и соответственно величина выходного напр жени  источника 1 писани  определ етс  велйчиной U в момент разр да накопительного конденсатора 4.

При изменении времени Тф формировани  и пульса управлени  в пределах О ТХР.З Т начииа  с момента t-t после прохождени  напр жени  U. чере максимальное значение, коммутаци  тиристора 5 осуществл етс  в интервале от 0,5 Т до Т и напр жение tl на накопительном конденсаторе 4 в моменты его разр да измен етс  от минимального значени  0, при Тф 0,5 Т до максимального U4««iK.c Р Тф 0,1 Т. Временные диаграммы тЬков и напр жений (фиг. 2) соответствуют ТСР 0,5 Т, т.е. при коммутации тиристора 5с периодом Т, когда напр жение Ц равно минимальному значению Ы, . Таким образом, измен   врем  формировани  Тф импульсов релаксационного генератора блока 9 управлени , синхронизированного от импульсного преобразовател  2 по времени сначала формировани , можно осуществл ть регули- ровку выходного напр жени  источника в широких пределах, определ емых отношением указанных предельных значений напр жени  U на накопительном конденсаторе .4. I

«

Таким образом, релаксационный генератор оказываетс  нечувствительным к электромагнитным помехам в течение времени зар да накопительного конденсатора 4, так как нелинейный элемент 10 и зар дный конденсатор 11 шунтированы в зто врем  открытым переходом транзистора 14. Невозможность подачи импульса управлени  в указанный интервал времени приводит к повышению надежности работы источника вследствие ликвидации возможного длительного открытого состо ни  тиристора 5. В предлагаемом источнике устран етс  также возможность коммутации накопительного конденсата во врем  его зар да через дроссель 3, что дополнительно способствует повышению эксплуатационной надежности устройства.

Флг.1

Claims (1)

1. ВТОРИЧНЫЙ ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ РЕГУЛИРУЕМЫЙ ИСТОЧНИК ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий соединенный входом с клеммами для подключения первичного источника питания импульсный преобразователь, состоящий из последовательно включенных дросселя и накопительного конденсатора, а .также ключевого элемента, включенного в цепь разряда накопительного конденсатора через первичную обмотку повышающего трансформатора, блок управления, выполненный в виде релаксационного генератора и подключенный выходом к управляющему входу ключевого элемента, выпрямитель, вход которого соединен с вторичной обмоткой повышающего трансформатора, а выход - с клеммами для подключения нагрузки, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, релаксационный генератор выполнен с возможностью регулирования времени формирования импульсов управления от 0 до 0,5 Т, где Т период собственных колебаний зарядной цепи импульсного преобразователя, § в импульсный -преобразователь введен резистивный датчик тока, а в блок управления - блокирующий ключ, при-, чем резистивный датчик тока включен между одной из обкладок накопительного конденсатора и шиной нулевого потенциала и выходом соединен с управляющим входом блокирующего ключа.

   >

   11361