SU1269231A1 - Управл емый высоковольтный источник питани - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к управл емым высоковольтным источникам питани . Целью изобретени   вл етс  улучшение выходных характеристик. Цельдостигаетс  тем, что в схему источника введены аналоговый запоминающий узел 19, коммутатор 18 аналоговых сигналов, счетный триггер 15 и пара ключевых элементов (КЭ) 7 и 8. Источник работает в режиме циклического переключени  уровней выходного напр жени . Генератор 1 вырабатывает тактовые импульсы, синхронизирующие работу широтно-импульсного модул тора (ШИМ) 16 и логического программного устройства 17. Импульсы с выхода ШИМ 16 поступают на первые входы КЭ 2,3, 7 и 8, на вторые входы которых поступают импульсы с пр мого и инверсного выходов триггера 15. На третьи входы ключевых элементов поступают сигналы с выходов устройства 17. При поступ (Л лении на вход 23 устройства 17 управл ющих сигналов на выходе источника по вл етс  сигнал, измен ющийс  от нижнего до верхнего рабочего уровн . 2 ил.

Description

« Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в высоковольтных источ птках питани , работающих на емкостную нагрузку, с переключением уровней высокого напр жени , например, на аноде электронно-лучевой трубки с барьернгьгм люминофором. Цель изобретени  - улучшение выходных характеристик. На фиг. i представлена функциональна  схема управл емого высоковольтного источника питани ; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы , Источник питани  содержит задающий генератор 1, св занный с парой ключевых элементов 2 и 3 малой коммутируемо мощности, выходы которь х подключены к концам пизковольт ой обмотки- Д трансформатора 5, средний вывод которой подключен к низковольтному блоку 6 питани , и с второ парой ключевь х элементов 7 и 8 боль шой коммутируемой мощности (в импуль ном режиме работы) -, выходы которых подключенр к отводам от части зитков низковольтной обмотки 4„ Полное число витков низковольтной обмотки трансформатора выбираетс  из услови  достижени  .заданной ве.п:ичины напр жени  па выходе источника питани , соответствующей Bepxu:ei y ypOBi-n выходного напр жени  нри максиьгально токе нагрузки и наибольшей длительПОСТ управл ющих импульсов, поступа ющих на первые входы ключевых элеме тов 2 и 3. Отводы выполнены так, чтобы отношение той частп зитков, от которой выполн етс  отводы к полному числу витков низковольт1 ой обь.отки находи .лось в наиболее оптимальных пределах 0,6-0,8. Превышение верхнего предела эт11М соотношением вызывает ст-ш.еине быстродействи  устройства, а уменьшение нгоке нилагего приводит к недоиспользованшо магнитных свойств сердечника в режиме стабилизации выходного напр жени  на верхнем рабочем уровне , повьилению требований к величине рабочего напр жени  первой пары клочевых элементов 2 и 3. Высоковольтна  обмотка 9 подключе на к мостовому выпр мителю 10, первы вывод которого под,ключен к емкости ii нагрузки, а второй - к опорному источнику 12, Устройство содержит также узел 3 разр да, соединенный с выходным выводом 1А, счетный триггер 15, пчротно-импульсный модул тор 16 (ЮИМ), нороговый узел в виде логического программного ycTpoiicTBa 17, коммутатор 18 аналоговых сигналов, аналоговый запоминающий узел (ЗУ) 19, усилитель 20 обратной св зи, опорный источник 21 напр жени , измерительный делител) 22 напр жени . Первый вход логического программного устройства 17  вл етс  входом источника питани . Все ключевые элементы содержат па входе.3 - входовые схемы, реализующие функцшо (J (не показаны. Управл емый высоковольтный источпик питани  работает в режиме циклического переключени  уровней выходного напр жени  следующим образом. Задаюитий генератор 1 вырабатывает тактовые импульсы (фиг.2а) , синхронизирующие работу LUI-M 1 6 и логического программного у стройства 1 7 , переключающие счетный триггер 5 с частотой , близкой к удвоенной частоте резонансного контура, образованного собственными индуктивностью и емкостью высоковольтной обмотки 9, а также емкость, вносимой в контур со стороны схемы выпр мител  10. Импульсы с выхода ШИМ 6 поступают на первые входы первой 2 и 3 и второй 7 и 8 пары ключевых элементов, на вторые входы которых поступают управл ющие импульсы соответственно с пр мого и инверс1Шго выходов счетного триггера 15, а на третьи входы ключевых элементов поступают управл ющие сигналы с выходов программного логического устройства 17. При отсутствии на входе 23 управл ющего сигнала на третьих входах всех ключевых элементов 2, 3, 7 и 8 сигналы равны нулю - все ключевые элементы наход тс  з закрытом состо нии . На выходном выводе 14 устанавливаетс  уровень, определ емый напр жением опорного источника 12. При поступлении на вход 23 в момент времени t, управл ющего сигнала (фиг. 2 8) и по приходу переднего фронта тактового импульса в момент времени на второй вход логического программного устройства 7 с первого вы3

хода его на управл ющие входы второй пары ключевых элементов 7 и 8 и на управл ющий вход коммутатора 18 аналоговых сигналов поступает сигнал единицы (фиг.2Е|) . Ключевые элементы 7 и 8 открываютс , а выход аналогового запоминающего устройства 1 9 через коммутатор 18 аналоговых сигналов подключаетс  к входу ШИН 16. Источник питани  переходит в режим переключени  с нижнего рабочего уровн  выходного напр жени  на верхней рабочий уровень. В этом режиме работы ШИМ 16 формирует управл ющие импульсы такой длительности, при которой определенное число импульсов, проход щих через ключевые элементы 7 и 8

за врем  {.г., зар жает емкость 11

рузки от начального уровн  и н до

уровн  и в (фиг.2е) . В момент времени t, на управл ющие входы второй пары ключевых элементов 7 и 8 и на управл ющий вход коммутатора 18 аналоговых сигналов поступает сигнал нул  (фиг. 2)) , а на управл ющие входы первой пары ключевых элементов 2 и 3 с второго выхода логического программного устройства 17 - управл ющий сигнал единицы (фиг.2 г) , С третьего выхода логического программного устройства 17 на управл ющий вход аналогового ЗУ 19 поступает стробирующий сигнал (фиг.2а) . Ключевые элементы 7 и 8 закрываютс , а кгаочевые элементы 2 и 3 открываютс , вход ШИМ I6 коммутатором 18 аналоговых сигналов подключаетс  к выходу усилител  20 обратной св зи таким образом цепь обратной св зи замыкаетс  к источнику питани ,переходит в режим стабилизации выходного напр жени  на верхнем рабочем уровне

В течение времени действи  строг бирующего сигнала напр жени , поступающее с выхода усилител  20 обратно св зи, интегрируетс  аналоговым ЗУ 19, а после окончани  действи  стробирующего сигнала в момент времени t(| усредненна  за врем  t величина выходного напр жени  усилител  20 сохран етс  на выходе ЗУ неизменной,

В момент времени tj, после окончани  действи  управл ющего сигнала на входе 23, на управл ющие входы ключевых элементов 2 и 3 поступает сигнал нул , а на управл ющий вход разр дного блока с четвертого выхода логического программного устройства

2314

17 поступает управл ющий сигнал. Ключевые элементы 2 н 3 закрываютс , разр дшлй узел 13 разр жает емкость 11 нагрузки до уровн , соответствующего выходному напр жению опорного источника 12, за врем  tp . В момент времени t источник питани  переходит в режим стабилизации выходного напр жени  на нижнем рабочем уровне до прихода на вход 23 следующего управл ющего сигнала.

Описанный процесс работы источника питани  циклически повтор етс .

Величина пульсаций на выходе устройства при минимальном уровне напр жени  на выходе будет определ тьс  переменной составл ющей опорного источника 12, а на максимальном уровне равна сумме величин переменных составл ющих выходных напр жений опорного источника 12 н выпр мленного мостовым выпр мителем 10 напр жени ,

Источник питани , как это следует из описани  принципа его работы, позвол ет при одной и Той же величине емкости нагрузки, существенно уменьшить пульсации, существенно уменьшить пульсации выходного напр жени .

Емкость нагрузки как правило состоит из двух компонентов, например, емкости анода электронно-лучевой трубки и параллельно подключенной к ней с целью снижени  пульсаций исполнительной емкости, котора  может быт выбрана меньшей величины в ( раз Тем самым может быть достигнуто повышение быстродействи  устройства и повышение 1ШД за счет снижени  потерь на перезар д дополнительной емкости при сохранении допустимой величины пульсаций на нагрузке.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Управл емый высоковольтный источник питани , содержащий задающий генератор , выходом соединенный с первым входом широтно-импульсного модул тора , выход которого соединен с первь м входом преобразовател  низкого напр жени  в высокое на трансформаторе и ключевых элементах, выход которого соединен через выпр митель с фильтром с узлом разр да и с изме рительным делителем, усилите/ть обратной св зи, входы которого соедине ш с выходом измерительного делител  и с источником опорного напр жени , пороговьш узел, выходом соединенный с входом узла разр да, отличающийс  тем, что, с целью повышени  выходных характеристик, в него введены аналоговый запоминающий узел, коммутатор аналоговых сигналов, счетный триггер, втора  пара ключевых элементов преобразовател , причем перва  пара ключевых элементов соедипена с крайними выводами низковольт-|о ра,

   ной обмотки трансформатора, а втора  пара - с отводом этой обмотки., выход задающего генератора соединен с входом счетного триггера, первые сигнальные входы всех ключевых элементов соединены с выходом широтно- импульсного модул тора, вторые сигнальные входы первых ключевых элементов обеих пар и вторых ключевых элементов этих пэр объединены попарно и соединены соответственно с первым и 12

   дом коммутатора аналоговых сигналов, первый сигнальный вход которого соединен с выходом усилител  обратной св зи непосредственно, а второй сигнальный вход через аналоговый запоминающий узел подключен управл ющим входом к третьему выходу порогового узла , причем выход коммута тора соединен с вторым вхо дом широтно - импульсного мо дул тора . 3 Г6 с вторым выходами триггера, а управл ющие входы первой и второй пары ключевых элементов соединены соответственно с первым и вторым входами порогового узла, выполненного в виде логического -программного блока, первый вход которого соединен с входом источника питани , второй вход соединен с выходом задающего генератовторой выход - с управл ющим вхо