SU1432479A1

SU1432479A1 - Controlled stabilizer of voltage on feed electrodes of cathode-ray tube

Info

Publication number: SU1432479A1
Application number: SU874223425A
Authority: SU
Inventors: Александр Игоревич Зарукин; Геннадий Федорович Шестаков
Original assignee: Предприятие П/Я А-3517
Priority date: 1987-04-07
Filing date: 1987-04-07
Publication date: 1988-10-23

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике , в частности к источникам вторичного электропитани с высоким выходным напр жением. Цель изобретени - уменьшение времени переключени выходного напр жени при знакопеременном нагрузочном токе; Стабилизатор построен по схеме параллельного стабилизатора напр жени . Преобразователь 1 посто нного напр жени в высокое переменное, высоковольтный выпр м11тель 2, широтно-импульсный модул тор 3, тактирующий генератор 4, активный диод 31, источник 36 опорного тока и блок 39 сравнени токов составл ют в совокупности стабилизатор среднего значени тока. Его ток распредел етс между нагрузкой, регулирующим органом 19 и датчиком 7 напр жени обратной св зи, охваченными цепью обратной св зи через усилитель 18, разв зывающий диод 25 и токоогра- ничивающий резистор 24. С помощью узла 15 формировани управл ющего напр жени задаетс требуема величина § выходного напр жени стабилизатора. В режиме переключени на нарастание положительное напр жение с выхода усилител 18 через пороговый элемент 26 резко увеличивает ток высоковольт- ного выпр мител 2, зар жа емкость (Л сThe invention relates to electrical engineering, in particular to sources of secondary power supply with a high output voltage. The purpose of the invention is to reduce the switching time of the output voltage with alternating load current; The stabilizer is built according to the parallel voltage regulator circuit. A DC to high voltage converter 1, a high voltage rectifier 2, a pulse-width modulator 3, a clock generator 4, an active diode 31, a reference current source 36, and a current comparison unit 39 together form an average current stabilizer. Its current is distributed between the load, the regulator 19 and the feedback voltage sensor 7, covered by the feedback circuit through the amplifier 18, the isolation diode 25 and the current limiting resistor 24. The required voltage is set using the control voltage generating unit 15 the magnitude of the output voltage of the stabilizer. In the switching mode to increasing the positive voltage from the output of the amplifier 18 through the threshold element 26, the current of the high-voltage rectifier 2 sharply increases, the charge capacity (L s

Description

йth

00 IN9 00 IN9

СОWITH

14324791432479

нагрузки. Активный диод 31 поддержи- заданное напр жение на конденсаторном блоке 39, уменьша длительность переходного процесса. В режиме переключени на спад выходного напр жени открывг1етс регулирующий органload. The active diode 31 maintains a predetermined voltage across the capacitor unit 39, reducing the duration of the transient process. In the mode of switching to the fall of the output voltage, the regulator opens

24 бл го ра24 bl

19 и большое напр жение на резисторе 24 включает компаратор 43. Последним блокируетс работа широтно-импульсно- го модул тора 3 и всего стабилизатора среднего значени тока в целом. 3 3,п. ф-лы 5 1 ил.19 and the high voltage across the resistor 24 turns on the comparator 43. The operation of the pulse-width modulator 3 and the entire stabilizer of the average current value as a whole is blocked last. 3 3, p. f-ly 5 1 ill.

Изобретение относитс к электротехнике и предназначено дл использовани при реализации электропитани электронно-лучевых трубок с барьер- В)Ш люминофором в цветных индикаторных установках с двум и более градаци ми цвета.The invention relates to electrical engineering and is intended for use in the implementation of power supply of cathode-ray tubes with barrier-B) phosphor in color indicator installations with two or more gradations of color.

Цель изобретени - уменьшение времени переключени выходного напр же- рш при знакопеременном нагрузочном |гоке.The purpose of the invention is to reduce the switching time of the output voltage with alternating load | gok.

На чертеже .представлена функциональна схема управл емого стабилизатора напр жени на питающих злектро- ах электронно-лучевой трубки. : Стабилизатор содержит преобразователь 1 посто нного напр жени в высокое переменное, высоковольтный выпр - митель 2, широтно-импульсный модул тор 3, тактирующий генератор (генера- :тор пилообразного напр жени ) 4 с выводами 5 и 6 дл подключени к шинам :3аданнь1х потенциалом, .датчик 7 напр жени обратной св зи с первым делителем напр жени на резисторах 8 и 9, вторым делителем напр жени на резисторах 10 и П, повторителем 12 напр жени и конденсаторами 13 и 14, узел 15 формировани управл ющего напр же- ьш с входом 16 аналогового управлени и входом 17 цифрового управлени усилитель 18 обратной св зи, регули- рукщйй орган 19 с ламповым регулирующим элементом 20, транзистором 21, балластным резистором 22 и резистором 23 смещени , токоограничивак ций резистор 24, разв зывающий диод 25, пороговый элемент 26 с делителем напр жени на резисторсос 27 и 28, транзистором 29 и вспомогательным диодом 30, активный диод 31 с операционным усилителем 32, разделительным диодом 33 и защитными (от насьнцени ) диодом 34 и резистором 35, источник 36 опорногоIn the drawing, a functional diagram of a controlled voltage regulator on the supplying electron cathode ray tube is represented. : The stabilizer contains a DC converter to a high alternating voltage converter, a high voltage rectifier 2, a pulse-width modulator 3, a clock generator (generator-: sawtooth voltage torus) 4 with terminals 5 and 6 for connection to the buses: 3adan potential . The sensor 7 of the feedback voltage with the first voltage divider on the resistors 8 and 9, the second voltage divider on the resistors 10 and P, the voltage follower 12 and the capacitors 13 and 14, the control voltage forming unit 15 input 16 analog control and in Digital control unit 17, feedback amplifier 18, regulator 19 with lamp control element 20, transistor 21, ballast resistor 22 and bias resistor 23, current-limiting activation resistor 24, decoupling diode 25, threshold element 26 with voltage divider a resistor 27 and 28, a transistor 29 and an auxiliary diode 30, an active diode 31 with an operational amplifier 32, a separating diode 33 and a protective (from uscene) diode 34 and a resistor 35, the reference source 36

00

5five

00

5five

00

5five

00

тока .с источником 37 электроэнергии и токозадаюшим резистором 38, конденсаторный блок 39 сравнени токов (по среднему значению), нелинейный элемент 40 со стабилитроном 41 и шунтирующим резистором 42, компаратор 43, а также резистор 44 в цепи сигнального входа широтно-импульсного модул тора 3 и вывод 45 дл подключени первого питающего электрода (например , анода) электронно-лучевой трубки , второй питающий электрод которой (например, катод) подключаетс к выводу , св занному с шиной нулевого потенциала , и выходной потенциальный вывод 46 источника вспомогательного опорного напр жени (не показан).current. with a source of 37 electricity and a current-current resistor 38, a capacitor unit 39 for comparing currents (by average value), a nonlinear element 40 with a zener diode 41 and a shunt resistor 42, a comparator 43, and also a resistor 44 in the signal input circuit of pulse-width modulator 3 and a terminal 45 for connecting a first supply electrode (e.g., an anode) of a cathode ray tube, the second supply electrode of which (e.g., a cathode) is connected to a terminal connected to a zero potential bus and an output potential terminal 46 an auxiliary reference voltage (not shown).

Преобразователь 1 посто нного напр жени в высокое переменное и высоковольтный выпр митель 2 включены последовательно. Синхронизирунжшй вход щиротно-импульсного модул тора 3 соединен с выходом тактирующего генератора 4, а выход - с управл кщим входом преобразовател посто нного напр жени в высокое переменное. Датчик 7 напр жени обратной св зи включен между выводом 45 и одним из выходных выводов узла 15 формировани управл ющего напр жени , другой выходной вывод которого соединен с ЕШ- ной нулевого потенциала. Вход усилител 18 обратной св зи подключен к выходу датчика 7 напр жени обратной св зи. Первые выводы источника 36 опорного тока и блока 39 сравнени токов соединены с щиной нулевого потенциала , а их вторые выводы - с общим выводом высоковольтного выпр мител 2 и цепью сигнального входа широтно-импульсного модул тора 3 (через резистор 44). Выходной потенциальный вывод высоковольтного выпр мител 2 через нелинейный элемент 40DC / DC converter to high AC and high voltage rectifier 2 are connected in series. The synchronized input of the pulse-width modulator 3 is connected to the output of the clock generator 4, and the output is connected to the control input of the constant-voltage to high-variable converter. A feedback voltage sensor 7 is connected between a terminal 45 and one of the output terminals of the control voltage generation unit 15, the other output terminal of which is connected to an EOS of zero potential. The input of the feedback amplifier 18 is connected to the output of the feedback voltage sensor 7. The first terminals of the reference current source 36 and the current comparison unit 39 are connected to a zero potential, and their second terminals are connected to a common output of a high-voltage rectifier 2 and a signal input circuit of a pulse-width modulator 3 (via a resistor 44). Output potential output of high voltage rectifier 2 through nonlinear element 40

соединен с выводом 45 и первым выводом рег-улирующего органа 19, второй вывод которого через последовательно включенные токоограничивающий резистор 24 и разв зывающий диод 25 подключен к выходному потенциальному выводу усилител 18 обратной св зи и первому выводу порогового элемента 26. Второй вывод последнего соединен с потенциальным выводом сигнального входа широтно-импульсного модул тора 3 и первым выводом активного диодаconnected to pin 45 and the first pin of the regulator 19, the second pin of which is connected to the potential output of the feedback amplifier 18 and the first pin of the threshold element 26 through a series-connected current limiting resistor 24 and the decoupling diode 25 the output of the signal input of the pulse-width modulator 3 and the first output of the active diode

31,второй, вывод которого подключен31, second, the output of which is connected

к выводу 5 тактирующего генератора 4 Один из входных потенциальных выводов компаратора 43 соединен с объединенными выводами токоограьшчивающе- го диода 25, другой - с выводом 46, а выход - со стробирующим входом ши- ротно-импульсного модул тора 3.to the output 5 of the clock generator 4 One of the potential input terminals of the comparator 43 is connected to the combined terminals of the current-treating diode 25, the other to the output 46, and the output to the gate input of the pulse-width modulator 3.

В регулирующемjOpraHe 19 ламповый регулирующий элемент 20 и транзистор 21 включены последовательно, Коллек- тор транзистора 21 соединен с катодом регулирующего элемента 20, база подключена к шине нулевого потенциала непосредственно, а эмиттер - через резистор 23 смещени . Анод регу- лирующего элемента 20 и эмиттер транзистора 21 св заны соответственно с первым и вторым выводами регулирующего органа 19. В датчике 7 напр жени обратной св зи входные выводы перво- го делител напр жени на резисторах 8 и 9 вл ютс входными выводами датчика . Второй делитель напр жени на резисторах 10 и 11 включен между низкопотенциальным выводом датчика и ши- ной нулевого потенциала. Конденсатор 13 соединен параллельно с резистором 9, Конденсатор 14 через повторитель 2 напр жени включен между промежуточным выводом второго делите- л напр жени и промежуточным выводом первого делител напр жени , вл ющимс выходным потенциальным выводом датчика, В активном диоде 31 резистор 35 .включен в цепь инвертирую- щего входа операционного усилител In jOpraHe 19, the regulating element 20 and the transistor 21 are connected in series, the collector of the transistor 21 is connected to the cathode of the regulating element 20, the base is connected to the zero potential bus, and the emitter is connected via the bias resistor 23. The anode of the regulating element 20 and the emitter of the transistor 21 are connected respectively to the first and second terminals of the regulator 19. In the feedback voltage sensor 7, the input terminals of the first voltage divider on the resistors 8 and 9 are input terminals of the sensor. The second voltage divider at resistors 10 and 11 is connected between the low-potential output of the sensor and the tire of zero potential. The capacitor 13 is connected in parallel with the resistor 9, the capacitor 14 is connected through the voltage follower 2 between the intermediate terminal of the second voltage divider and the intermediate terminal of the first voltage divider, which is the potential output terminal of the sensor. In the active diode 31, the resistor 35 is connected to the circuit inverting input op amp

32,св занную с первым выводом активного диода 31, Диоды 34 и 33 включены в разных направлени х непосредственно и через резистор 35 между инве тирующим входом и выходом операционного усилител 32, Цепь неинвертирующего входа последнего св зана со вторым выводом активного диода 31,32, connected to the first output of the active diode 31, Diodes 34 and 33 are connected in different directions directly and through a resistor 35 between the input and output of the operational amplifier 32, the non-inverting input circuit of the last connected to the second output of the active diode 31,

Стабилизатор построен по схеме параллельного стабилизатора напр жени , причем функциональные элементы и узлы 1-4, 31,36,39 и 44 составл ют в совокупности стабилизатор среднего значени тока. Стабилизатор имеет два режима работы, а именно: режим поддержани выходного напр жени на заданном уровне и режим переключени с уровн на уровень.The stabilizer is built according to a parallel voltage regulator circuit, with the functional elements and nodes 1-4, 31,36,39 and 44 being in aggregate the stabilizer of the average current. The stabilizer has two modes of operation, namely: maintaining the output voltage at a given level and switching mode from level to level.

Режим работы стабилизатора в режиме стабилизации напр жени следующий.The mode of operation of the stabilizer in the voltage stabilization mode is as follows.

В этом режиме на выходе высоковольтного выпр мител 2 имеет место ток с заданным средним значением, определ емым величиной опорного тока источника 36, В процессе работы стабилизатора выходной ток высоковольтного выпр мител 2 сравниваетс в блоке 39 сравнени с опорным током источника 36, а образованное в результате сравнени напр жение подаетс на сигнальный вход широтно-импульсного модул тора 3, Напр жени на выходах 5 и 6 тактирующего генератора 4 определ ют верхш1Й и нижний уровни амплитуды пилообразного напр жени и, следовательно, диапазон преобразовани входного напр жени широтно-импульсного модул тора 3 в длительность импульсов.In this mode, the output of the high-voltage rectifier 2 has a current with a predetermined average value determined by the value of the reference current of the source 36. During the operation of the stabilizer, the output current of the high-voltage rectifier 2 is compared in the comparison unit 39 with the reference current of the source 36, and the resulting current Comparison of the voltage is applied to the signal input of the pulse-width modulator 3, the voltage at the outputs 5 and 6 of the clock generator 4 determines the upper and lower amplitude levels of the sawtooth voltage and, therefore, the conversion range of the input voltage of the pulse-width modulator 3 to the pulse duration.

Стабилизированный выходной ток высоковольтного выпр мител 2 распредел етс между электронно-лучевой трубкой, регулирующим органом 19 и датчиком 7 напр жени обратной св зи.The stabilized output current of the high voltage rectifier 2 is distributed between the cathode ray tube, the regulator 19 and the feedback voltage sensor 7.

Пусть, например, выходное напр жение стабилизатора увеличиваетс . При этом напр жение, снимаемое с выхода датчика 7, более положительно, что приводит к увеличению отрицательного напр жени на выходе усилител 18, увеличению тока через резистор 24, увеличению тока регулирующего органа 19 и уменьшению выходного напр жени стабилизатора,Let, for example, the output voltage of the stabilizer increase. In this case, the voltage removed from the output of sensor 7 is more positive, which leads to an increase in negative voltage at the output of amplifier 18, an increase in current through resistor 24, an increase in current of regulator 19 and a decrease in the output voltage of the stabilizer,

В режиме переключени , например, на увеличение выходного напр жени узел 15 формировани управл ющего напр жени формирует на своем выходе ступеньку более отрицательного напр - же}ш . Последнее подаетс на конденсатор 14 через делитель на резисторах 10 и 11 и повторитель 12, реализующие функцию уменьшени тока конденсатора 14, что равноценно уменьшению его эквивалентной емкости. Это необходимо дл подбора значени дан51In the switching mode, for example, to increase the output voltage, the control voltage forming unit 15 forms a more negative voltage step on its output. The latter is supplied to the capacitor 14 through a divider on resistors 10 and 11 and a repeater 12, realizing the function of reducing the current of the capacitor 14, which is equivalent to reducing its equivalent capacitance. This is necessary to select a value of 51.

ной емкости с целью выполнени условий компенсированности датчика 7. На входе, усилител 18 по вл етс отрицательное напр жение, а иа его выходе- положительное напр жение. Диод 30 порогового элемента 26 открываетс , что приводит к отпиранию транзистора 29 и резкому повышению напр жени на сигнальном входе широтно-импульсного модул тора 3. Ток высоковольтного выпр мител 2 резко увеличиваетс , стабилитрон 41 нелинейного элемента 40 отпираетс и происходит быстрый зар д емкости нагрузки. Одновременно при .этом происходит зар д конденсаторов 13 и 4. Поэтому напр жение на выходе датчика 7 после окончани переходного процесса зар да емкости нагрузки приходит к установившемус значению, равному напр жению статиз- ма усилител 18, а на резисторе 24 устанавливаетс отрицательное напр жение , определ гацее ток регулирующего органа 9,capacitance to meet the requirements of sensor 7 to compensate. At the input, amplifier 18 appears to be negative, and its output is a positive voltage. The diode 30 of the threshold element 26 opens, which leads to the unlocking of the transistor 29 and a sharp increase in voltage at the signal input of the pulse-width modulator 3. The high-voltage rectifier current 2 increases sharply, the zener diode 41 of the nonlinear element 40 is unlocked and a fast load capacitance occurs. At the same time, when this happens, the capacitors 13 and 4 charge. Therefore, the voltage at the output of sensor 7 after the completion of the transient process of charging the load capacitance comes to a steady-state value equal to the voltage of the amplifier 18, and a negative voltage is established on the resistor 24 determine the current of the regulatory authority 9,

Нелинейн1з й элемент 40, обеспечива прохождение значительных токов зар да емкости нагрузки при переключении выходного напр жени , осуществл ет также фильтрацию в стабилизации выходного напр жени , что существенно уменьшает его пульсацию, Имп шьсртый ток зар да выходной емкости проходит через блок 39 сравнени токов, зар жа его конденсатор. Дл существенного уменьшени времени переходных процессов активный диод 31 поддерживает напр жение на конденсаторе блока 39 равным напр жению на выводе 5, что обеспечивает минималь- |Ное врем (около 50 мкс) перехода напр жени на сигнальном входе широт |но-импул.ьсного регул тора 3 в уста- новившеес значение после прекраще- .ни тока через пороговый элемент 26.The nonlinear element 40, ensuring the passage of significant charging current of the load capacitance when switching the output voltage, also filters to stabilize the output voltage, which significantly reduces its ripple. The impulse current charge current of the output capacitor passes through the current comparison unit Ms its capacitor. To significantly reduce the transient time, the active diode 31 maintains the voltage on the capacitor of unit 39 to be equal to the voltage at pin 5, which ensures a minimum (about 50 μs) voltage transition at the signal input of the latitude | pulse-impulse regulator 3 to the value established after the current through the threshold element 26 ceased.

При переключении в сторону уменьшени выходного напр же1ш узел 15 формировани управл ющего напр жени формирует на своем выходе ступеньку более положительного напр жени , что приводит к по влению отрицательного напр жегш на входе усилител 18, а следовательно, к резкому увеличению значени напр жени на резисторе 24 и значительному увеличению тока регулирующего органа 19, разр жающего емкость нагрузю. Дл предотвращени работы высоковольтного выпр мител 2 в этом режиме во избежание увеличе796When switching in the direction of decreasing the output voltage, the control voltage generating unit 15 forms a more positive voltage step at its output, which leads to the appearance of a negative voltage at the input of the amplifier 18, and consequently, a sharp increase in the voltage value of the resistor 24 and a significant increase in the current of the regulator 19 discharging the capacitance of the load. To prevent the high voltage rectifier 2 from operating in this mode in order to avoid increasing 796

ни времени переключени широтно-им- пульсный модул тор 3 отключаетс компаратором 43.Neither the switching time of the pulse-width modulator 3 is switched off by the comparator 43.

Предлагаемый стабилизатор по сравнению с известными обеспечивает уменьшение времени переключени выходного напр жени в 2-3 раза. Кроме того, он обладает всеми достоинствами параллельных стабилизаторов напр жени , а именно позвол ет стабилизировать выходное напр женке при наличии втекающих токов (в случае работы электронно-лучевой трубки в услови хThe proposed stabilizer, in comparison with the known ones, reduces the switching time of the output voltage by a factor of 2-3. In addition, it has all the advantages of parallel voltage regulators, namely, it allows to stabilize the output voltage in the presence of flowing currents (in the case of a cathode ray tube operating under conditions

повышенной влажности).high humidity).

Claims

1. A controlled stabilizer, the voltage on the supply electrodes of the cathode-ray tube, containing a series-connected converter of a constant voltage into a high alternating and high-voltage rectifier,

a pulse-width modulator whose clock input is connected to the output of a clock generator, and the output is connected to the control input of a dc-to-high converter, a feedback voltage sensor wired between the output for connecting the first supply electrode of the cathode ray tube and one of the outputs

a control voltage forming unit, another output terminal of which is connected to a zero potential bus connected to a terminal for connecting a second supply electrode

cathode ray tube, feedback amplifier, the input of which is connected to the output of a feedback voltage sensor, regulator, nonlinear element, threshold element,

characterized in that, in order to reduce the switching time of the output voltage with alternating load current, a reference current source, auxiliary reference voltage source, current comparison unit, comparator, active diode, decoupling diode and current limiting resistor are entered into it, the first terminals the reference current source and the current comparison unit are connected with a zero-potential thickness. and their second terminals with a common output of a high voltage rectifier and a signal input circuit of a pulse width modulator, the output potential output of a high voltage driver through a nonlinear element is connected to a terminal for connecting the first feeding electrode of the cathode ray tube and the first output of the receiver the control unit, the second output of which is connected through a series-connected current-limiting resistor and the coupling diode to the output potential output of the feedback amplifier and. the first output of the threshold element, the second output of the threshold element is connected to the potential output of the signal input of the pulse-width modulator and the first output of the active diode, the second output of which is connected to the corresponding input output of the clock generator, one of the input potential outputs of the comparator is connected to the combined terminals of the current generator a resistor and a decoupling diode, the other with an output potential output of an auxiliary reference voltage source, and the output with a gating input pulse width modulator.

2. The stabilizer according to claim 1, wherein the regulator consists of a series-connected lamp regulating element, the anode of which serves as the first output of the regulator, and a transistor, the collector of which is connected to the cathode of the lamp regulator

five

0

five

0

five

the base element is connected to the zero potential bus directly, and the emitter, which serves as the second output of the regulator, via the bias resistor.

3. A stabilizer in accordance with claim 1, characterized in that the feedback voltage sensor comprises a first voltage divider whose input terminals are sensor input terminals, a second voltage divider connected between the low potential terminal of the first voltage divider and the bus zero potential, two capacitors, one of which is connected in parallel with the shoulder of the first divider voltage, located on the high potential side, and the other is connected through the voltage follower between the intermediate terminal of the second divide and an intermediate voltage terminal of the first voltage divider, the output potential is yuschims sensor output.

A. Stabilizer according to claim 1, characterized in that the active diode comprises an operational amplifier, a resistor connected to the inverting input of the operational amplifier, which is the first output of the active diode, and the said resistor between the inverting input and the output of the operational amplifier, the circuit the non-inverting input of which is the second output of the active diode.