SU1243528A1 - Высоковольтный стабилизатор посто нного напр жени - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и предназначено дл  использовани  в системах электропитани  электронных и ионных пушек.

Целью изобретени   вл етс  повыше- ние стабильности и уменьшение пульсаций выходного напр жени .

На чертеже представлена функциональна  схема предложенного высоковольтного стабилизатора посто нного напр жени .

Устройство содержит однофазный трансформатор с трехстержнёвь1м магнито- проводом 1. первичной 2 и вторичными 3-5 обмоткамиу умножитель б- напр жени , фильтр 7, усилители 8, 9 сигнала расеогла- совани , вспомогательные выпр мители 10,

11,транзисторный регулирующий элемент

12,регул тор 13 напр жени  параллельного типа с конденсаторным фильтром 14, балластным резистором 15 и транзистором 16, диод 17, Вторична  обмотка 5 трансформатора и вспомогательный выпр митель 11 со ставл ют в совокупности источник посто ннргрнапр жени .Позици ми 18,19

на схеме обозначены клеммы дл  подключе- ни  истЬчника переменного напр жени , позици ми 20, 21 -: клеммы дл  подключени  нагрузки, а позицией 22 - потенциальный вывод источника опорного нап р жени . Первична  обмотка 2 и вторим- на  обмотка 5 трансформатора расположе- нь1 на одном из стержней магнитопровод.а 1, а вторичные 3v4 - на других его стержн х. Первична  обмотка 2 соединена с клеммами 18, 19. Вход умножител  6 на- пр жени  подключен к вторичной обмотке 3. Входной потенциальный вы,вод фильтра 7 соединен с выходным высокопотенц,иаль- ным выводом умножител  6 напр жени , а выход - с клеммами 20; 21, Опорный вход усилител  В сигнала рассогласовани  подключен к выходной цепи источника опорно- го напр жени  с потенциальным выводом 22, а сигнал ьный вывод соединен с выходной цепью регул тора.13 на- пр жени . Транзисторный регули рующий элемент 12 включен через вспомогательный выпр митель 10 между выводами вторичной обмотки 4 трансформатора и соединен управл ющим входом с выходом усилител  8 сигнала рассогласовани . Питающий вход регул тора 13 напр жени  соединен с выходом источника посто нного напр жени  (с выходом вспомогательного выпр ми- тел  1.1), а выход включен между выходным низ.копотенциальным выводом умножител  б.напр жени  и шиной нулевого потенциала. Сигнальный и опорный входы усилител  9 сигнала рассогласовани  подключены к выходным цеп м соответственно стабилизатора, и источника опорного напр жени  с потенциальным выводом 22, а выход - к управл ющему входу 13 напр жени , выход которого зашунтиро- ван диодом 17, включенным в обратном направлении ,

Р аботает устройство следующим образом .

Первична  обмотка 2 трансформатора, намотанна  на крайнем стержне магнито- провода 1 воспринимает входное переменное напр жение UBX и создает магнитный поток Ф:2, который перераспредел етс  между другими стержн ми магнитопровода 1с вторичными обмотками .3, 4 Фз, ФА. В любой момент времени сохран етс  Основное соотношение дл  магнитных потоков:

Ф2 Фз+Ф4 или Фз Ф2 - Ф4

На вторичной обмотке 3 с числом витков Ws переменное напр жение 1з определ етс  как

d Ф2 d Ф4

ь - d Фз

dt

dt

Изменением тока, протекающего по вторичной обмотке 4, достигают перераспределени  магнитных потоков Фз и Ф4, чем и обеспечивают возможность регулировани  напр жени  1з.

Сразу после включени  устройства выходное напр жение Увых еще не достигает своего номинального значени . На выходе усилител  9 сигнала рассогласовани  уста навливаетс  отрицательное напр жение Ug, которое запирает транзистор 16 регул тора 13. Этим «а выходе регул тора 13 обеспечиваетс  максимальное напр жение Ui3.которое складываетс  с выходным напр жением U6 умножители 6..

Рост Ui3 выше уровн , определ емого величиной опорного напр жени  Uon, приводит к увеличению положительного напр жени  Us на выходе усилител  8 сигнала рассогласовани , что, в свою очередь, дополнительно открывает регулирующий- транзиртор 12i Увеличение коллекторного тока Ii2 вследствие роста напр жени  Us приводит к увеличению тока, протекающего по вторичной обмотке 4. Тем самым увеличиваетс  магнитное сопротивление среднего стержн  магнитопровода 1, что обусловливает перераспределение потоков Ф4 и Фз в сторону увеличени  последнего. Напр жение 1з наминает возрастать,()астут выходное напр жение-Ue умножител  б и выходное напр жение ивых всего, стабилизатора ..

Когда напр жение Увых на выходе стабилизатора достигает номинального уровн , определ емого величиной Uon, напр жение на выходе усилител  9 становитс  положительным, и транзистор 16 приоткрываетс . Этим самым уменьшаетс  напр жение Ui3 на выходе регул тора 13. что замедл ет рост выходного напр жени  UaMxё номинальном режиме канал регулировани , включающий в себ  усилитель 8 сигнала рассогласовани , регулирующий транзистор 12, выпр митель 10 и вторичную o6MotKy 4. обеспечивает поддержание напр жени  и 13 на выходе регул тора 13 близким к требуемому уровню, задаваемому .напр жением Uon и соотношением резисторов делител  во входной цепи усилител  8

Регул тор 13 напр жени , выполненный в виде непрерывного транзисторного регул тора параллельного типа, характеризуетс  высоким быстродействием, чем достигаютс  высокие фильтрующие и точностные характегристики стабилизатора в иелом. По сравнению с известными устройствами наличие в выходной цепи умножител  6 напр жени  дополнительного быстро/действующего регул тора позвол ет при тех же массогабаритных показател х фильтрующих элементов в несколько р.аэ

снизить амплитуду пульсаций выходного напр жени  Квых. При скачкообразных изменени х входного напр жени  UBX и тока нагрузки существенно повышаетс  стабильность выходного напр жени  Увых. поскольку минимальна  инерционность регул тора 13 обеспечивает активное подавление выходной переменной составл ющей в диапазоне от единиц герц до единиц килогерц.

Использование в качестве дополнительного регул тора 13 напр жени  параллельной схе.мы включени  транзистора 16 существенно повышает надежность работы всего стабилизатора в режимах кратковрег

менных пробоев между выходными клеммами 20,21. Даже при коротком замыкании на выходе стабилизатора напр жение на транзисторе 16. не может превысить уровн  напр жени  источника посто нного

напр жени  (несколько дес тков вольт). При этом ток короткого замыкани  вообще не протекает по регулирующему транзистору 16. а течет по обратному диоду 17 и параллельно - по цепи конденсатор 14 балластный резистор 15. Поскольку перегрузочна  способность по току диодов, конденсаторов и резисторов существенно выше, чем транзисторов, надежность работы данного стабилизатора оказываетс 

весьма высокой.

Claims (3)

1. ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий трансформатор с магнитопроводом, первичной обмоткой, соединенной с клеммами для подключения источника переменного напряжения, и двумя вторичными обмотками, умножитель напряжения, вход которого подключен к первой вторичной обмотке трансформатора, фильтр, входной потенциальный вывод которого соединен с выходным высокопотенциальным выводом умножителя напряжения, а выход - с клеммами для подключения нагрузки| усилитель сигнала рассогласования, опорный .вход которого подключен к выходной цепи источника опорного напряжения, транзисторный регулирующий элемент, включенный через вспомогательный выпрямитель между выводами второй вторичной обмотки трансформатора и соединенный управляющим входом с выходом усилителя сигнала рассогласования, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности и уменьшения пульсаций выходного напряжения, в него введены источник постоянного напряжения, дополнительные регулятор напряже- ния и усилитель сигнала рассогласования, а магнитопровод трансформатора выполнен трехстержневым, причем первичная, первая и вторая вторичные обмотки трансформатора расположены на отдельных стержнях магнитопровода, питающий вход дополнительного регулятора напряжения соединен с выходом источника постоянного напряжения, а выход включен между выходным низкопотенциальным выводом умножителя напряжения и шиной нулевого потенциала, сигнальный вход основного усилителя сигнала рассогласования соединен с выходной цепью дополнительного регулятора напряжения, сигнальный и опорный входы дополнительного усилителя сигнала рассогласования подключены к выходным цепям соответственно стабилизатора и источника опорного напряжения, а выход - к управляющему входу дополнительного регулятора напряжения.

2. Стабилизатор по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что источник постоянного напряжения выполнен в виде дополнительного вспомогательного выпрямителя, вход которого подключен к третьей вторичной обмотке трансформатора, расположенной на том же стержне магнитопровода, что и первичная обмотка.

3. Стабилизатор по п.1,отличающийся тем, чтодополнительный регулятор напряжения выполнен в виде транзисторного регулятора напряжения параллельного типа, выход которого зашунтирован диодом, включенным в обратном направлении.

SU..., 1243528 А1