SU1379904A1 - Сглаживающий фильтр - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области электротехники и может быть использовано в высоковольтных источниках питани  различного назначени . Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей, увеличение коэффициента сглаживани  и повышение надежности . Устройство состоит из основного элемента, включающего титрон I, is в катодную цепь которого включен резистор 2, интегрирующей цепочки из резистора 3 и конденсатора 4 , включенной параллельно активному элементу, и катодного повторител  5, включен- цого параллельно активному элементу и включаюп(его титрон 6 и источники напр жени  7, 8. Дл  обеспечени  защиты используетс  делитель напр жени  на резисторах 9, 10, входом подключенный параллельно активному элементу , а выходом - к ускор ющему электроду титрона 11 защиты. Источник напр жени  12 обеспечивает подачу отрицательного потенциала на управл юпу й и экранирующий электроды титрона 11. Резистор 13  вл етс  коллекторной нагрузкой титрона 11. Введение дополнительных титронов 6 в катодном повторителе 5, титрона 11, делител  напр жени  и источников напр жени  7, (Л Од со 1 I ФЧ. f

Description

8, 12 обеспечивает в широком диапа зо- не значений токов нагрузки, практически до нулевого значени , при минимальном падении напр жени  высокий коэффициент сглаживани , а также защиту как нагрузки, так и источника

питани  от протекани  через них бопь- ших токов путем перевода за короткий промежуток времени титрона 1 в запертое состо ние путем сн ти  напр жени  с его ускор ющего электрода. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1

Изобретение относитс  к области электротехники и может быть использовано в высоковольтных источниках питани  различного назначени .

Цель изобретени  - расширение фун- функциональных возможностей, увеличение коэффициента сглаживани  и повышение надежности.

На фиг.1 приведена функциональна  схема сглаживающего фильтра; на фиг. 2- характеристика фильтра.

Сглаживающий фильтр состоит из активного элемента, включающего титрон 1 , в катодную цепь которого включе) резистор 2, интегрирующей цепочки, образованной резистором 3 и конденсатором 4, подключенной своим входом параллельно активному элементу, катодного повторител  S, состо щего из титрона 6 и двух источников 7 и 8 напр жени  на резисторах 9 и 10, подключенного своим входом параллельно активному элементу, а выходом - к ускор ющему электроду титрона 11 защиты , источника 12 напр жени , подающего отрицательный потенциал на управл ющий и экранирующий электроды титрона 11 защиты, и резистора 13, включенного между выходом интегрирующей цепочки и входом повторител  и  вл  ющегос  также коллекторноГт нагрузкой титрона II защиты. Между выводами дл  подключени  нагрузки 14 включен конденсатор 15, а между выводами дл  подключени  источника 16 питани  включен конденсатор 17.

Фильтр работает следующим образом

При протекании тока в нагрузке 14 на фильтре создаетс  падение напр жеНИН , которое, будучи переданным через каг(5лн(1й повторитель 5, устанавливает напр жение на ускор ющем элек- трЬде ппрона 1 такой величины, кото

o

5

0

5

ра  1ребуетс  в соответствии с характеристиками титрона 1 f ( ) дл  поддержани  тока нагрузки в источник 16 питани  - нагрузка 14 - активный элемент фильтра. При этом потенциал коллектора титрона 1 примерно равен потенциалу его ускор ющего электрода, так как титрон 6 катодного повторител  5 работает с небольшим отрицательным смешением (-2.,.20 В) управл ющего электрода относительно катода, а ток управл ющего электрода титрон  6 и ток коллектора запертого титрона 11 весьма малы, поэтому на резисторах 3 и 13 не создаетс  большого падени  напр жени . Резистор 2 включен в катодную цепь титрона 1 дл  создани  небольшого смещени  за счет протекающего через фильтр рабочего тока нагрузки. Это смещение (пор дка 2-5 В) и режим

- Kt

и

VCK

обеспечивают очень малый

5

0

5

0

ток ускор ющего электрода титрона 1 (примерно на три пор дка меньше 1юл) что позвол ет титрону 6 повторител  5 работать в облегченном режиме (при токе катода пор дка 1 мЛ и напр жении источника питани  несколько боль- ще 1000 В).

Дан иллюстрации режимов работы титрона I на фиг.2 приведены его вольт-амперные характеристики - зависимости тока коллектора Пкол) о напр жени  на коллекторе (U,o ) и от напр жени  на ускор ющем электроде (UVCK ) Там же дл  сравнени  показа- нм пуктирной линией коллекторные (обычное название - анодные) характеристики пентода. При медленном изменении тока нагрузки (например, уменьшении рабоча  точка переходит из точки в в точку в по кривой 1кол f(U4;ck) (пунктирна  1пп1и ).

Внутреннее сопротииленне титрона при этом состанлиет величину пор дка 2 кОм. По переменным составл ющим на в(:1соких частотах внутреннее сопротивление определ етс  коллекторно характеристикой 1 кол f(.T), потому что вследствие фильтрующего действи  интегрирующей цепочки переменное напр жение на ускор ющем электроде титрона 1 практически отсутствует. Дл  работы схемы крайне важна независимость тока лампы от потенциала коллектора , т.е. большое внутреннее динамическое сопротивление. Именно величина этого сопротивлени  определ ет эффективность фильтра. При подаче запирающего потенциала на управл ющий электрод увеличиваетс  потенциал коллектора . Чтобы скомпенсировать вли ние потенциала коллектора на катодный ток, запирающий потенциал подаетс  также на экранирующий электрод. Таким образом, компенсаци  повьаиающего- с  потенциала коллектора отрицатель ным потенциалом экранирующего электрода означает чистое управление титрона при сохранении высокого значени  динамического сопротивлени , которое в рабочей области характертьс- |ТИк составл ет сотни кОм, а коллек- торные характеристики поэтому почти горизонтальны.

В области средних частот вследствие неполной фильтрации интегрирующей цепочкой некотора  часть переменного потенциала коллектора оказываетс  на ускор ющем электроде титрона, и внутреннее сопротивление принимает среднее значение между сотн ми кОм и 2 кОм. Гранична  частота, на которой внутреннее сопротивление становитс  малым и практически равным сопротивлению на посто нном токе, определ етс  посто нной времени интегрирующей 1 1

цепочки

(jJ

ZP - г

RjC

Отрезки Q

и «Я в на коллекторных характеристиках титрона соответствуют участкам высокого динамического сопротивлени  титрона и определ ют величину допустимой отрицательной амплитуды пульсации, соответствующей уменьшению напр жени  источника питани . При уменьшении тока амплитуда пульсаций обычно уменьшаетс  и отмеченное выше обсто тельство позвол ет уменьшить падение напр жени  на фильтре, а значит повысить его КПД. Предельное значение ко-

эффициента подавлени  пульсаций в области очень высоких частот (начина  с той частоты, на которой емкост- с ное сопротивление, шунтирующее тит- рон 1, становитс  равным его активному динамическому сопротивлению) определ етс  емкостным делителем, образованным проходной емкостью титрона 1 Q И емкостью С,- .

При использовании высоковольтных нагрузок возможны пробои, причем они могут быть довольно частыми, и при этом необходимо защищать как нагруз- 15 ку от протекани  большого тока в течение длительного времени, так и сам источник питани . В роли такого защитного элемента выступает тот же титрон 1, который за очень короткий 20 промежуток времени можно перевести в запертое состо ние путем сн ти  напр жени  с ускор ющего электрода.

Эту функцию выполн ет каскад защиты , собранный на титроне 11, причем 25 его управл ющий и экранирующий электроды имеют отрицательный потенциал от источника 12, достаточный дл  надежного запирани  титрона 11 при нормальной работе фильтра. При пробое в 30 нагрузке резкое повышение потенциала коллектора титрона 1 передаетс  через резисторы 9 и 10 делштел  на ускор ющий электрод титрона 11 и открывает его. Снижение вследствие этого потенциала коллектора титрона 11 передаетс  через повторипель 5 на ускор ющий электрод титрона 1 и запирает его.

Таким образом, титрон 1 с помощью титрона 11 защиты выполн ет функцию электронного коммутатора, быстро отключа  нагрузку от источника питани , если в ней произошел пробой. Резистор 3 интегрирующей цепочки и резис- 45 тор 9 должен быть высоковольтным,

так как при пробое в нагрузке на них падает все выходное напр жение источника питани .

35

40

Claims (2)

1. Сглаживающий фильтр, содержащий входной, выходной и общий вьгооды дл  подключени  соответственно входного напр жени  высоковольтного источника питани  и нагрузки, последовательный регулирующий элемент, включающий два резистора, два конденсатора и электронную лампу-титрсзн, включающую катод, анод н также управл ющий , ускор ющий и экранирующий электроды , причем управл ющий и экранирующий электроды титрона, а также одни вьюоды первых резисторов и конденсатора подключены к входному выводу, анод, а также одни выводы вторых резистора и конденсатора подключены к выходному вьгооду, свободные выводы первого конденсатора и второго резистора соединены между собой, а свободный вывод второго конденсатора подключен к общему выводу, отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей и увеличени  коэффициента сглаживани , дополнительно введены дополнительный резистор, второй титрон и два источ- ник-а напр жени , при этом точка сое- динени  свободных в,1водов первого конденсатора и второго резистора подключена к одному выводу дополнительного резистора, второй вывод которого соединен с управл ющим и экранирующим электродами второго титрона, катод которого соединен с ускор ющим электродом титрона регулирующего элемента и выводом отрицательной пол рности первого источника напр жени , вывод положительной пол рности которого нодк.ттючен к ускор ющему электро1 ,

0,

500 WOO CPU 7.2

ВН11ИПИ Заказ 990/56

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

ду второго титрона, вывод положительной пол рности второго источника напр жени  подключен к аноду второго титрона , а вьшод отрицательной пол рности - к входному выводу источника питани .

2. Фильтр по п,1, о т л и ч а ю- щ и и с   тем, что, с целью повьппе- ни  надежности путем обеспечени  электронной коммутации при пробо х в нагрузке , дополнительно введены третий титрон, третий источник напр жени  и активный делитель напр жени , включающий два резистора, при этом анод третьего титрона соединен с точкой соединени  второго вывода дополнительного резистора и управл ющего и экранирующего электродов второго титрона , управл ющий и экранирующий электроды третьего титрона подключены к выводу отрицательной пол рности третьего источника напр жени , вывод положительной пол рности его, а также катод третьего титрона и один вы - вод одного резистора делител  подключены к входному выводу, один вывод другого резистора де тел  подключен к выходному выводу, а средн   точка делител  напр жени  подключена к ускор ющему электро1;у третьего титрона.

,. Г

ф

/

f/,6

Тираж 665

Подписное