SU1319002A1 - Высоковольтный управл емый стабилизатор посто нного напр жени - Google Patents

Abstract

Изобре -ние относитс  к э.: ,-ктроте.- пике, в част-. . и к источникам вторич1 ого ылектропитан;... Целью изобретени   вл етс  повышение надежности в работе и расширение функциональны.х возможностей стабилизатора за счет обеспечени  возможности регулировани  вы.ходного напр жени  во всем диапазоне при импульсной нагрузке. Устройство состоит из последовательно включенных регулирующих  чеек 1.1 -.п с индивидуальными источниками 4.1 -4,/г питани . Кажда   чейка .п выполнена в виде регулирующего элемента 5./; последовательного типа и уси. штел  б.п спг пмли р.---: согласовани . Имеетс  резисторный дс,-, тель 2 напр жени  с количеством плеч, равным числу регулирующих  чеек, и датчик 3 выходного напр жени . Регулирование выходного напр жени  осуществл етс  по компспсационному принципу при управлении  чейкой 1.1, соединенной с корпусом. В процессе регулировани  обеспечиваетс  безынерционное отслеживание каждой из последующих  чеек усредненного напр жени  предыдущих  чеек. Включение м}1ого- плечего делител  2 напр жени  парал.ч -льпо нагрузке позвол ет регулировать вь Х1:дное напр жение в режиме холостого хода, т. г. в паузах между импульсами нагрузочною тока. 2 3. п. ф-лы, 1 ил. «е tnai СС со о о o - П

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и предназначено дл  использовани  в быст- р.одействуюш,их системах управлени  электроснабжени  генераторов высокоинтенсивных электронных пучков.

Цель изобретени  - повышение надежности в работе и расширение функциональных возможностей высоковольтного управл емого стабилизатора посто нного напр жени  за счет обеспечени  возможности регулировани  выходного напр жени  во всем диапазоне при импульсной нагрузке.

На чертеже представлена функциональна  схема предлагаемого устройства.

Стабилизатор содержит регулирующие  чейки 1.1 - .п, равноплечий п-резисторный делитель 2 напр жени , датчик 3 выходного напр жени , источники 4.1-4.п питани . В регулирующие  чейки 1.1 - l.n вход т регулирующие элементы 5.1-5.п, усилители 6.1-6.П сигнала рассогласовани , диоды 7.1-7.П защиты инвертирующих входов усилителей 6.1-6./г от пробо  обратным напр жением, шунтирующие диоды 8.1-8.п. Позици ми 9 и 10 на схеме обозначены выводы дл  подключени  нагрузки, позицией 11 - потенциальный вывод входа управлени  стабилизатора, а позици ми 12.2--- 12.п - паразитные емкости источников 4.2-4.rt питани  относительно корпуса устройства .

Один из полюсов источника 4.1 питани.ч соединен с шиной нулевого потенциала и выводом 9, а другой ПО. - с входным 1 Итаюш ,им выводом регу.лирующего элемента 5. ре1 улирующей  чейки 1.1. Каждый из источников 4.2-4.п включен между выходом регулирующего элемента предыдущей регулирующей  чейки и питающим входом регулирующего элемента последующей регулирующей  чейки.

В регулирующих  чейках 1.1 - .п регулирующие элементы 5.1-5.л управл ющими входами подключены к выхода.м усилителей 6.1---6.rt сигнала рассогласовани . Выход датчика 8 вы.чодного напр жени  соединен с первым входом усилител  6.1 сигнала, рассогласовани  регулирующей  чейки 1.1. Выход источника управл ющего напр жени  (не показан) подключен к второму входу усилител  6.1 сигнала рассогласовани . Выходные выводы равноплечего /г-ре- зисторпого делител  2 напр жени  соединены с выводами 9 и 10, а выходы -- с первыми входами усилителей 6.2-б.п сигнала рассогласовани  регулирующих  чеек 1.2-l.n. Второй вход усилени  сигнала рассогласовани  каждой из регулирующих  чеек 1.2- 1.Я подключен к выходу регулирующего элемента предыдущей регулирующей  чейки. К выходам регулирующих элементов 5.1 - 5.П регулирующих  чеек 1.1 - .п подключены щунтирующие диоды 8.1 - 8.л в обратном направлении. Между входными потенциальными выводами усилителей 6.-6.л сипшла рассогласовани  регулирующих  чеек 1.1-- 1.11 включены защитные диоды 7.1-7.п. Устройство работает следующим с)бразом.

Состо ние каждой регулирующей  чейки 1.1 - l.n зависит от состо ни  остальных. Б установившемс  режиме выходное напр жение любой  чейки I.k (i-Cfe n) образовано путем усилени  сигнала рассогласова- ни , присутствуЕОщего между входами усилител  6.. При этом величина сигнала рассогласовани  обратно пропорциональна коэффициенту усилени  усилител  6./г и равна сколь угодно малой величине. В силу этого верхний вывод  чейки 1..г и k-u про.межу5 точны:й вывод делител  2 напр жени  наход тс  на равных потенциалах относительно корпуса. Следовательно, выходные напр жени  регулирующих  чеек 1.1 - l.n пропорциональны величинам соответствующих противолежащих резисторов делител  2. При

0

5

равенстве резисторов выхОлТ.ное напр жение . ч стабилизатора распредел етс  между  чейками 1.1 - i.n поровну и определ етс  как

ВЫХ. ст. - ЙЫХ 1

где L a.jx. 1 - выходное напр .жение  чейки 1.1. Величина L/aa 1 есть не что иное, как ошибка регулировани  стабилизатора, увеличенна  пропорционально коэффициенту усилени  усилител  6.. Из сказанного сле0 дует, что точность отслеживани  каждой из  чеек 1.1 - l.n определ етс  коэффициентом усилени  ее усилител  сигнала рассогласовани , а точность регулировани  . ст. - коэффициентом усилени  усилител  6.1  чейки 1., соединенной с корпусом.

5 Таким образом, изобретение обеспечивает не 1рерывность. а также любую заданную точность регулировани  выходного напр жени  fVgu,, стабилизатора.

Оценка быстродействи  регулировани  может быть оценена с; едующи.м образом. На вход управлени  с потенциальным вы- ВОДОГУ 11 подаетс  скачок напр жени  (./„,,. На выходе  чейки 1.1 через интервал времени Zv/i получаетс  приращение

Af/b.v if/ A/r; feiAfy.,,,

5

где fei - коэффициент усилени  усилител 

6.1 сигнала рассог.ласовани .

Прк этом А,,,л/;-1)С,„р,

где R:.,,, i выход.чое сопротивление  чейки 1.1;

0Спар - паразитна  е.мкость одного источника питани . В течение интервала Л/i выходное напр 0

жение  чейки

4/7

.

(f) измен етс  по

экспоненте и в каждый данный момент времени присутствует на пр мых входах уси- 55 лктелей сигнала рассогласовани  последующих  чеек, начина  с .2. На инвертирующие входы усилителей напр жение передаетс  через делитель 2 в виде напр жени  обратной св зи (/ос() и дл   чейки l.k определ етс  выражением

k-1

U.,.k(t)-и ...МСигнал рассогласовани  между входами усилител  6./г сигнала рассогласовани  в текущий момент соответствует

А{;„,.,(0(/„.х. i(0-t/oc. ДО

или после подстановки предыдущего выражени  составл ет

At/;,,,, ,(/у

n-k-

Врем  А4 отработки рассогласовани   чейкой 1 .k определ етс  выражением

,,(п-й)С„,р,(2)

где „ы,.А - выходное сопротивление  чейки l.k.

Из выражений (1) и (2) видно, что величина сигнала рассогласовани  на входах усилителей 6.1-б.п уменьшаетс  по мере возрастани  номера  чейки, однако уменьшаетс  и врем  его отработки. Сигнал рассогласовани  по вл етс  на входах усилител  каждой из  чеек 1.1 - l.k уже в начале интервала A/i, поэтому  чейки 1.2-1.л начинают его отработку одновременно. При этом кажда  из них дает добавку к величине выходного напр жени  {/вых. ст. стабилизатора и соответствующие добавки к сигналам рассогласовани  усилителей 6.1-б.п.

Таким образом, переходной процесс в предлагаемом устройстве носит многоступенчатый параллельно-последовательный характер , заключающийс  в том, что кажда  предыдуща  регулирующа   чейка приращением своего выходного напр жени  регулирует параллельно все последующие  чейки, но наибольщее вли ние оказывает на соседнюю. При этом суммарна  величина выходных напр жений секций контролируетс  усилителем 6.1 сигнала рассогласовани   чейки 1.1, выполн ющей отработку по сигналу общей обратной св зи.

IB соответствии с выражением (2) длительность переходных процессов каждой

А/, последующей  чейки на величину - меньще,

чем в предыдущей. Как указывалось, переходные процессы во всех  чейках 1.1 - l.n начинаютс  одновременно, следовательно, все они уклады ваютс  в интервал времени Общее врем  переходного процесса стабилизатора . с. определ етс  выражением

А4 ,ЗпС„,р/,,,. ,.(3)

Выбранное схемное построение позвол ет реализовать стабилизатор в виде конструкции , в которой отдельные элементы обладают функциональной автономностью. Пробой любого из регулирующих элементов 5.1 - 5.П в данном случае не ведет к пробою всех

остальных. Тем самы.м существенно повы- щаетс  эксплуатационна  надежность устройства .

Предлагаемый стабилизатор напр жени 

5 благодар  включенным п-резисторному делителю 2 напр жени  параллельно нагрузке обеспечивает регулирование выходного напр жени  (/вых. сг. во всем диапазоне при импульсной нагрузке, в частности в режиме

-Q холостого хода, т. е. в паузах между импульсами нагрузочного тока. Указанное обсто тельство свидетельствует о расширенных функциональных возможност х устройства .

Использованные в стабилизаторе щун15 тирующие диоды 8.1-8.п обеспечивают эффективную защиту регулирующих элементов 5.1-5.rt от воздействи  любых внещних последовательных источников напр жени . Наличие защитных диодов 7.1-7.п позвол ет предотвратить выход из стро  усилите лей 6.1-б.п сигнала рассогласовани  при воздействии на их инвертирующие входы обратных напр жений.

25

Claims (2)

1. Высоковольтный управл емый стабилизатор посто нного напр жени , содержащий первый источник питани , один из полюсов которого соединен с щиной нулевого потенциала и первым выводом дл  подклю0 чени  нагрузки, п регулирующих  чеек, кажда  из которых выполнена с регулирующим элементом, подключенным управл ющим входом к выходу усилител  сигнала рассогласовани , датчик выходного напр жени , выход которого соединен с первым входом

5 усилител  сигнала рассогласовани  первой регулирующей  чейки, источник управл ющего напр жени , выход которого подключен к второму входу усилител  сигнала рассогласовани  первой регулирующей  чейки,

л равноплечий п-резисторный делитель напр жени , один из входных выводов которого соединен с вторым выводом дл  подключени  нагрузки, а выходы - с первыми входами усилителей сигнала рассогласовани  второй и последующих регулирующих  чеек,

5 отличающийс  тем., что, с целью повьииени  надежности в работе и расширени  функциональных возможностей за счет обеспечени  возможности регулировани  выходного напр жени  во всем диапазоне при импульсной нагрузке, в него введено допол0 нительно п-1 источников питани , причем другой полюс первого источника питани  соединен с входным питающим выводом регулирующего элемента первой регулирующей  чейки, каждый из остальных источников питани  включен между выходом регулирующего элемента предыдущей регулирующей  чейки и питающим входом регулирующего элемента последующей регулирующей  чейки, второй в.ход усилител  сигнала

5

расс --/1ас)ваии  которой подключ(М1 к выхо-каждом регулируюа1ей  чейки ;;олключен

ду регулирующего элемента кредыдушойшунтирующий диод, в обратном иа 1равл;:НН1г.

pery. inpyioiuePi  чейки, а д)у1 ой входной3. (/) аб1 лиззтор ;о п. i. отличающийс 

вывод равноплечего п-резпеторного делите-тем, т о между входными поте пшальныл и

л  напр жени  соединен с шн.ной нулевогос выводами усилител  сигнала рассо1 ласовапотенциала . . нн  каждой регулирующей  чейки пключен

2. Стабилизатор но и. 1, отличающийс диод зашиты (;ртиру 0|цег( входа or протем , что к выходу регулирующего элементабо  обратным напр жением.