SU1310966A1 - Высоковольтный регулируемый источник посто нного напр жени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к вторичным источникам питани  высоковольтных приборов. Цель изобретени  - расширение диапазона регулировани  выходного напр жени  за счет снижени  минимального значени  последпе- | О. В импульсном преобразоватс.че 2 новы- нающий трансформатор снабжен BTOpoi i подвижной обмоткой 6, благодар  обеспечиваетс  возможность создани  в нем дополнительного магнитного потока, встречного по отноп1ению к основному потоку, создаваемому первой первичной обмоткой 5. ЭДС, под действием которой формируетс  размагничивающий ток в об.мотке 6, вырабатываетс  накопительным конденсатором 11 при зар де его от источника 1 питани  через зар дный элемент 12. Изменение выходного напр жени  источника осуществл етс  путем изменени  периода коммутации ключа 8. Наличие встречного магнитного потока в повышаюи ем трансформаторе предопредел ет снижение минимального значени  выходного напр жени . 3 ил. Q (Л со о со о: а

Description

1

Изобретение относитс  к э-чектротехнике и предназначено дл  исполнени  при реализации вторичного электропи таь и  электро- Е акуумных приборов различных типов и классов , отличаюн1,ихе  друг от друга как по мощности , так и по напр жению.

Целью изобретени   вл етс  расширений диапазона регулировани  выходного naiipji- жени  за счет снижени  минимального значени  последнего.

На фиг. 1 представлена функциональна  схема предложенного устройства; па фиг. 2 и 3 - временные диаграммы сигналов , иллюстрирующие работу устройства при двух значени х частоты коммутации.

Высоковольтпыи . iируемый источник посто нного напр жени  содержит низковольтный источник 1 ( фиг. 1) питани , им- и мьсный преобразователь 2 с дроссс, ;ем Л, первым накопительным копденсаторо.м 4, повышающим траисформатором с первой о, второй 6 первичными обмотками и вторичной обмоткой 7, а также тпристорным ключом 8, выходной вьп1р митель 9. блек 10 управлени , второй накопительпый конденсатор 11, зар дный э:1смепт (резистор) 12 и разделительный диод 13. Позинией 14 по схеме обозначена нагрузка источника. Дроссель 3 и накопительный конденсатор 4 подключены последовательно к выходу низковольтного источника 1 нитапи . Первична  обмотка 5 повыщаюпдего трансформатора включена параллельно накопите;1ьпому конденсатору 4 через ключ 8, )асположеи ный со стороны o6iii,ero вывода пизково,-|ьг- ного источника питани  н накопительного конденсатора 4. Вход выходного выпр мител  9 соединен с вторичной обмо: - кой 7 повышающего трансформатора, а выход - с выводами дл  подключени  па- грузки 14. Выход блока 10 управлени  подключен к управл ющему входу ключа 8. Накопительный конденсатор 11 подключен к выходу низковольтного источника 1 питани  через зар дный элемеит 12, расположенный со стороны общего вьаюда 1-н1::.ко ольтпого источника 1 питани  и дроссел  3. Первична  обмотка 6 повьпнаюн1сго трансфо|ь матора включена согласно последовательно с первичной обмоткой 5 и одним из выводов через разделительный диод 13 соединена с общим выводом зар дног О элемента 12 и накопительного конденсатора ;1.

Работу устройства удобно рассмотреть при двух значени х периода ко.чмутащ и ключа 8, а имепно: при периоде Т, равном периоду еобствепных колебаний зар дной н-е- пи накопительного конденеатора 4 (фиг. 2) и при периоде 0,5 Т (фиг. 3).

При включепии низковольтного источника 1 питани  начинаетс  колебательнь.;й зар д накопительного конденсатора 4 через дроссель 3. Напр жение lJ.i (фиг. 2) ;;а кондепсаторе 4 в пропессс зар да воч-- растает до максима.мьного значени  Пилке,

2

превьпнающего напр жение источника 1 ни- тани  в несколько раз в зависимости от .добротности зар дной пени, а затем начинает у.1еньн1атьс  в процессе нерезар да

через дроссель 3 до значени  Uhu«. Одновременно от источника 1 питани  проис- хо;1ит зар д накопительпого конденсатора 1 1 через зар дный э. шмент 12 напр жением Uii (фиг. 2в). При подаче импульса Uin (фи1 . 26) управле1п- Я па управл ющий вход

ключа 8, например, при минимальном значении напр жени  IJu на конденсаторе 4 происходит разр д конденсатора 4 через ключ 8 на первичную обмотку 5 новы- ншющего трансформатора. В этот момент

j накопите. :ьный конденсатор 11 также начинает разр жатьс  через разделительпый диод 13 и ключ 8 на первичную обмотку 6 повышающего трап.еформатора. Вс.педствие |ротекани  встречных токов в со1 ласно включенных первичных обмотках 5, 6 повы0 тающего трансформатора во вторичной обмотке 7 образуетс  высокочастотное затухаю щее напр жение U, (фиг. 2г) с амн;п-1тудой. пропорциопальпой разпости напр жений IJ.-, и Ji;, зозникаюпщх ча обмотках о и G в

момент коммутации. При равенстве .максимальных значений а.мнлитуд этих |1анр же- ний напр же1п-1е па вторичной обмотке 7 по- 15Ы1паюп1,его т)апсфорл атора и выход.1 ;ое панр жение высоковольтного источника (рактически равпы пулю. Прп этом каждое

Q из напр жений U. ч У.-; на обмотках 5 и 6 онредел е с  вс.личинами напр жегшй и и Ui, накопптелг;пых копденсаторах 4 и 1 1 в момент коммутации.

Посто нную времени зар да копдепсато- ра 1 1 выбирают так, чтобы при периоде

- коммутации Т, равном периоду собственных ко;1ебаний зар дной nein-; накопительпого кондепсат)ра 4, выходное папр - жепие высоковольтного источника было близким к ну;1ю.

При измепепии периода коммутации

Q к.;поча 8. напрпм( умепыпепип до значени  0,5 Т, разр д накогп-|тел1,пого конденсатора 4 в момепт коммутации происходит ири максима.чьном иа I-ICM 1)апр же- 1П1И и; (фиг. За). Соответствепно, увели

чиваетс  и макси.мальна  амплитуда высоковольтного панр жени  IJ- (фиг. Зг) на ггоричной обмотке 7 повышающего трансформатора , поскольку папр жение L li (фиг. Зв) па накопительном конденсаторе 1 1 в момент коммутанпи остаетс  нрежни.м

или етановитс  меньн1е в зависимости от соотноп1ени  частоты коммутации и посто нной времени зар .ха конденсатора 11, т.е. разность напр жений па об.мбтках 5 и 6 увеличиваетс  с увеличением папр жепи  LJ.t в момет коммутации. В св зи с этим ;акс Имальиа  амп,.читуда высокочастотного на- пр жепи  во вторичпой обмотке 7 повышающего трансформатора и, соответственно, выходное напр жение высоковольтного источника практически возрастают пропорционально напр жению U4.

Таким образом, минимальное значение выходного напр жени  высоковольтного источника может быть установлено близким к нулю без относительно заметного снижени  максимального его значени .

Зар дный элемент 12 может быть выполнен как в виде резистора, так и в виде последовательно включенных дроссел  и диода. При использовании резистора происходит периодический зар д накопительного конденсатора 1 1 с посто нной времени, определ емой величина.ми сопротивлени  резистора зар дного элемента 12 и емкости конденсатора 11. При выполнении зар дного элемента в виде дроссел  и диода происходит колебательн.ый зар д ко}1денсатора 1 1 до .максимального значени  за врем , определ емое четвертью периода колебаний резонансной цепи, состо щей из индуктивности дроссел  зар дного элемента 12 и емкости конденсатора 11. Диод зар дного эле- ме}1та 12, включенный последовательно с дросселем этого элемента, не позвол ет обратно разр жатьс  конденсатору 1 1 через дроссель 3 и источник I питани . Поэтому напр жение на конденсаторе 1 1 будет всегда равно максимальному значению, определ емому величиной напр жени  источника 1 питани  и добротностью зар дной цепи конденсатора 11.

Разделительный диод 13 служит дл  предотвращени  возможности зар да конденсатора 1 1 от напр жени  Уц i-a конденсаторе 4, которое в процессе работы может измен тьс  и принимать значени , превышающие напр жение источника 1 питани . Такое разделение цепей с помощью диода 13 обеспечивает зар д конденсатора 11 неизменно до одинакового значени  (или меньщего, чем при коммутации с периодом Т) напр жени  независимо от частоты коммутации ключа 8. Это способствует получению более высоки.х выходных напр жений в конце рабочего диапазона и расширению этого дианазона.

0

5

0

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Высоковольтный регулируемый источник посто нного напр жени , содержащий импульсный преобразователь с дросселем и первым накопительным конденсатором, подключенным последовательно к выходу низковольтного источника нитани , и повышающим трансформатором,перва  первична  обмотка , которого включена параллельно первому накопительно.му конденсатору через ключ, расположенный со стороны общего вывода низковольтного источника питани  и первого накопительного конденсатора, выходной выпр митель, вход которого СООДИН .Ч

   с вторичной об.моткой повышающего трансформатора , а выход - с выводами л, is; подключени  нагрузки, блок унравлени , вы ход которого подключен к управл ющему входу ключа, отличающийс  тем. что. с целью рас1нирени  дианазона регулировани  выходного напр жени  за счет снижен1   минимального значени  иоследне1 0, в пего введены второй накопительный кондонсаго х зар дный элемент и разделительный диод, а повыщаюн1ий трансформатор импульсного преобразовател  снабжен второй не;)- вичной обмоткой, приче.м второй нако1П1- тельный конденсатор подключен к выходу низковольтного источника питани  через зар дный элемент, расположенный со стороны общего вывода низковольтного источника питани  и дроссел , а втора  нервич- 5 на  об.мотка повышающего трансформатора включена согласно последовательно с первой первичной обмоткой и одним из выводов через разделительный диод соединена с общим выводом зар дного э. 1емента и второго накопительного конденсатора.

   5

   0

   Оад,,

   1

   ихП

   фиг.З