SU758098A1

SU758098A1 - Voltage stabilizer

Info

Publication number: SU758098A1
Application number: SU782646305A
Authority: SU
Inventors: David S Girshin; Vitalij D Vladimirov
Original assignee: David S Girshin; Vitalij D Vladimirov
Priority date: 1978-07-10
Filing date: 1978-07-10
Publication date: 1980-08-23

Description

Изобретение относится к электро- . технике и предназначено в основном для использования в устройстве электропитания рентгеновских аппаратов. 5The invention relates to electro. technology and is intended primarily for use in the power supply device of x-ray machines. five

Известны стабилизаторы напряжения [1}и£2].Known voltage regulators [1} and £ 2].

Первое из известных устройств состоит из входной цепи, регулирующего органа, высоковольтной части, нагрузки, делителя обратной связи, усилителя обратной связи с дифференциальным входом и источника опорного напряжения.The first of the known devices consists of an input circuit, a regulator, a high-voltage part, a load, a feedback divider, a feedback amplifier with a differential input, and a reference voltage source.

В этом устройстве выходное напря- ., жение состоит иэ постоянной составляющей и переменной, представляющей собой пульсации выпрямленного напряжения. Величина этих пульсаций в некоторых случаях может достигать 3-7*. 20In this device, the output voltage., The live consists of a constant component and a variable, which is the ripple of the rectified voltage. The magnitude of these pulsations in some cases can reach 3-7 *. 20

Это соотношение сохраняется и в сигнале обратной связи. При подаче сигнала обратной связи на один из входов дифференциального усилителя происходит вычитание опорного напряжения и 25 сигнала обратной связи, и на выходе усилителя имеем усиленный сигнал ошибки. В источниках питания повышенной точности сигнал ошибки может составлять 0,1-0,01%, 'что существенноThis relationship is maintained in the feedback signal. When a feedback signal is applied to one of the inputs of the differential amplifier, the reference voltage and the feedback signal are subtracted, and at the amplifier output we have an amplified error signal. In high accuracy power sources, the error signal may be 0.1-0.01%, which is significant

22

меньше величины пульсации. Усиливаются же пульсации и сигнал ошибки одинаково, а значит коэффициент усиления усилителя обратной связи ограничен максимальны·! выходным напряжением и величиной пульсации. В этом.случае точность стабилизации невелика и приблизительно равна величине пульсации (5%).less ripple value. The pulsations are amplified and the error signal is the same, which means that the gain of the feedback amplifier is limited to the maximum ·! output voltage and ripple value. In this case, the accuracy of stabilization is small and approximately equal to the value of the pulsation (5%).

При увеличении коэффициента усиления усилитель входит в режим насыщения, и схема становится неработоспособной .As the gain increases, the amplifier enters saturation mode and the circuit becomes inoperative.

В прецизионных источниках с целью увеличения стабильности выходного напряжения уменьшают пульсации до требуемой величины за счет введения фильтра низких частот в цепь обратной связи, однако наличие фильтра увеличивает инерционность источников, что увеличивает напряжения на элементах · высоковольтного выпрямителя в динамических режимах, тем самым уменьшая надежность источника в целом.In precision sources, in order to increase the stability of the output voltage, they reduce the ripple to the required value by introducing a low-pass filter into the feedback circuit, but the presence of the filter increases the inertia of the sources, which increases the voltage on the high-voltage rectifier elements in dynamic modes, thereby reducing the reliability of the source whole

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению являетсяThe closest technical solution to this invention is

стабилизатор напряжения, содержащийvoltage regulator containing

регулирующий элемент, входом подключенный к входному выводу, а выходомregulating element, the input connected to the input terminal, and the output

33

758098758098

4four

через последовательно соединенные высоковольтный трансформатор и выпрямитель - с выходным выводом, делитель напряжения, "входом соединенный с одним из выходов высоковольтного трансформатора, а выходом - с первым'входом дифференциального усилителя и одной обкладкой конденсатора, источник опорного напряжения, подключенный ко второму входу дифференциального усилителя, выход которого соединен с управляющим входом регулирующего элемента.through a high-voltage transformer and a rectifier connected in series with an output terminal, a voltage divider, "an input connected to one of the outputs of a high-voltage transformer, and an output to the first input of a differential amplifier and one capacitor plate, a reference voltage source connected to the second input of a differential amplifier, the output of which is connected to the control input of the regulating element.

Недостатком такой схемы является ее большая инерционность, а это означает, что быстрые изменения напряжения сети проходят на выход и не успевают быстро отрабатываться обратной связью. Для высоковольтных источников питания эти броски отрицательно сказываются на надежности высоковольтного блока и вынуждают брать ч большой запас по напряжению для его элементов, что увеличивает и без этого большие габариты и ма.ссу высоковольтной части источника.The disadvantage of this scheme is its large inertia, and this means that rapid changes in the voltage of the network pass to the output and do not have time to quickly work out the feedback. For high-voltage power supplies, these surges negatively affect the reliability of the high-voltage unit and force us to take a large voltage margin for its elements, which increases the size and weight of the high-voltage part of the source without it.

Кроме того, работа рентгеновских трубок, которые являются нагрузкой высоковольтных источников, зависит от стабильности высокого напряжения. При перенапряжениях трубки "'газят'* и пробиваются', что снижает срок их службы и уменьшает надежность работы аппарата в целом,In addition, the operation of X-ray tubes, which are the load of high-voltage sources, depends on the stability of the high voltage. With overvoltages, the tubes "gas" * and make their way ", which reduces their service life and reduces the reliability of the apparatus as a whole,

Целью настоящего изобретения является повышение надежности и уменьшение массы и габаритов устройства.The aim of the present invention is to improve reliability and reduce the weight and size of the device.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизаторе напряжения другая обкладка конденсатора подключена ко второму входу дифференциального усилителя.This goal is achieved by the fact that in the voltage regulator another capacitor plate is connected to the second input of the differential amplifier.

На чертеже представлена схема устройства.The drawing shows a diagram of the device.

Устройство включает регулирующий элемент 1, высоковольтный трансформатор 2, выпрямитель 3, цепь обратной связи 4, состоящую из делителя напряжения 5, входного резистора 6, конденсатора 7, источника .опорного напряжения 8 и дифференциального усилителя 9.The device includes a regulating element 1, a high-voltage transformer 2, a rectifier 3, a feedback circuit 4 consisting of a voltage divider 5, an input resistor 6, a capacitor 7, a source of reference voltage 8 and a differential amplifier 9.

Устройство работает следующим < образом. С нижнего плеча делителяThe device works as follows. From the bottom shoulder of the divider

5 сигнал обратной связи, состоящий5 feedback signal consisting

из постоянной составляющей, приблизительно равной величине опорного напряжения, и переменной составляющей в вйде пульсации выпрямленного напряжения подается через сопротивлениеfrom the constant component, approximately equal to the magnitude of the reference voltage, and the variable component in the side of the ripple, the rectified voltage is fed through the resistance

6 на один из входов дифференциального усилителя 9, а на второй вход подается опорное напряжение источника6 to one of the inputs of the differential amplifier 9, and the second input is supplied reference voltage source

8, и через конденсатор 7 - переменная составляющая сигнала обратной связи.8, and through the capacitor 7 - the variable component of the feedback signal.

Так как пульсации'подаются сразу на два входа, инвертирующий и неинвертиющий, то на выходе усилителя они вычитаются. Постоянная же составляющая сигнала обратной связи вычитается из опорного напряжения 8, и сигнал ошибки- усиливается усилителем 9 до требуемой величины. Усиленный сигнал ошибки подается на регулирующий элемент 1, который компенсирует возмущаюβ щее воздействие" сети. Далее сигнал поступает на высоковольтный трансформатор 2, выпрямитель 3 и вновь в цепь обратной связи. В такой схеме отсутствует инерционное звено, что позволило увеличить быстродействиеSince the pulsations are fed directly to two inputs, inverting and non-inverting, they are subtracted at the output of the amplifier. The constant component of the feedback signal is subtracted from the reference voltage 8, and the error signal is amplified by the amplifier 9 to the desired value. The amplified error signal is fed to regulating element 1, which compensates for the disturbing effect of the network. Next, the signal goes to high-voltage transformer 2, rectifier 3 and again to the feedback circuit. In this circuit, there is no inertial link, which increased the speed

^а системы, что снизило скачки напряжения на выходе выпрямителя, тем самым увеличив его надежность. В такой схеме : можно увеличить коэффициент усиления цепи обратной связи, а зна20 чит увеличить точность стабилизации высокого напряжения. ^{and the} system, which reduced the voltage surges at the rectifier output, thereby increasing its reliability. In such a scheme: you can increase the gain of the feedback circuit, and you can increase the accuracy of high voltage stabilization.

Уменьшение напряжений с 30% до 5-10% позволило выбирать элементы с меньшим запасом по напряжению, чтоThe reduction of stresses from 30% to 5-10% made it possible to choose elements with a smaller voltage margin, which

25 привело к снижению габаритов и массы выпрямительного блока приблизительно на 5%. Отсутствие больших скачков высокого напряжения при изменениях напряжения сети уменьшило число пробоев рентгеновской трубки, являю³ щейся нагрузкой источника, увеличивая’ тем самым срок ее службы.25 resulted in a decrease in the size and weight of the rectifier unit by approximately 5%. The absence of large high-voltage surges with changes in network voltage reduced the number of breakdowns of the X-ray tube, being the source load ³ , increasing its service life.

Claims

Claim

A voltage stabilizer containing a regulating element, an input connected to an input terminal, and an output through a series-connected high-voltage transformer and a rectifier to an output terminal, a voltage divider, an input connected to one of the outputs of the high-voltage transformer, and an output to the first input of a differential amplifier and one capacitor plate, the reference voltage source connected to the second input of the differential amplifier, the output of which is connected to the control input of the regulating lementa, characterized i in that, to improve the reliability and reduce the mass and dimensions. there is another plate in it, the capacitor is connected to the second input of the differential piece, the amplifier.