SU855632A1

SU855632A1 - Dc voltage high-voltage stabilizer

Info

Publication number: SU855632A1
Application number: SU792842886A
Authority: SU
Inventors: Юрий Михайлович Головлев; Анатолий Александрович Горшков; Владимир Васильевич Уманский
Original assignee: Предприятие П/Я А-1178
Priority date: 1979-11-23
Filing date: 1979-11-23
Publication date: 1981-08-15

Description

1one

Изо.бретение относитс к электротехнике и может быть использовано в электроустановках , в которых требуетс стабильное высоковольтное напр жение питани .Isolation refers to electrical engineering and can be used in electrical installations that require a stable high-voltage supply voltage.

Известен высоковольтный стабилизатор напр жени посто нного тока, содержащий высоковольтный выпр митель регулирующий высоковольтный триод, усилитель обратной св зи, цепь отбора , опорного напр жени , источник питани усилител обратной св зи и источник опорного напр жени , фильтровый конденсатор Cll.A high-voltage DC voltage regulator is known, comprising a high-voltage rectifier, a regulating high-voltage triode, a feedback amplifier, a selection circuit, a reference voltage, a power source of the feedback amplifier and a reference voltage, a filter capacitor Cll.

Однако такой стабилизатор обладает малым коэффициентом усилени по напр жению в цепи обратной св зи при работе на импульсную нагрузку ,с изменением тока от О до при большой скважности. Дл возможности стабилизировани выходного напр жени ;при импульсной нагрузке с большой скважностью необходимо создание высоковольтного усилител Обратной св зи , так как при отсутствии тока наiгрузки регулирующа лампа должна быть полностью заперта, а мощные высоковольтные лампы типа триодов требуют запирающих напр жений на управл ющей сетке пор дка 2000-3QOО В, что приводит к значительному усложнению усилител обратной св зи и увеличению его габаритов. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности вл етс высоковольтный стабилизатор посто нного напр жени , содержащий высоковольтный выпр митель, высоковольтный регулирующий тетрод, источник питани экранной сетки высоковольтного регулирующего тетрода, минусовым выводом подключенный к катоду высоковольтного регулирующего тетрода , защитный диод, катодом подключенный к экранной сетке высоковольтного регулирующе то тетрода, усилитель jp6ратной св зи - двойной триод, источ ник питани усилител обратной св зи, плюсовым выводом подключенный к катоду высоковольтного регулиругацего тетрода, опорный стабилитрон, балластный ре5истор опорного стабилитрона, резистивный делитель с переменным резистором , включенный между катодом высоковольтного регулирующего тетрода и минусовым выходным гаыводом, причем подвижный контакт переменного резисffopa подключен кпервой сетке Двойного трко а, конденсато, подключенный между подвижнйм контактом переменного резистора и минусовым выходным выво дом, стабилитрон, катодом соединенны с анодом защитного диода, и его балластный резистор, одним выводом подключенный к минусовому выводу источника питани усилител обратной св зи 12. Однако в данном высоковольтном стабилизаторе напр жени при включении происходит плавный подъем выходного напр жени . При работе на импульсную нагрузку с изменением тока нагрузки от О до Зцом и при большой скважности импульсов токов дл полного запирани регулирующей лампы необходим высоковольтный усилитель обратной св зи, что значительно усложн ет схемное решение стабилизатора , увеличивает габариты, уменьшает КПД и надежность. Цель изобретени - упрощение устройства и уменьшение его габаритов с одновременным повышением КПД« а также за1цита при перегрузках и корот ком эамаканки выхода стабилизатора. Поставленна цель достигаетс тем что в высоковольтный стабилизатор по сто нного напр жени введены триод, резистор, второй резистор, при этом триод соединен анодом и катодом соот ветственно с плюсовым выводом источника питани экранной сетки высоковольтного регулирующего тетрода и анодом защитного диода, резистор включен между анодом и сеткой триода причем сетка триода подключена к выходу усилител обратной св зи, который выполнен по каскадной , вто рой резистор вкю рой резистор включен между анодом стабилитрона и другим выводом его балластного резистора, причем к точке их соединени подключена управл ю ща сетка высоковольтного регулирующего тетрода. Ввведены также дополнительный ста билитрон, тиристор, второй дополнительный стабилитрон, его балластный резистор, резистивный датчик тока, тиристорный оптронр ограничительный резистор и второй ограничительный ре зистор, при этом дополнительный стабилитрон включен ме)вду катодом опорного стабилитрона и его бгшласт ым резистором, причем анод дополнительн го стабилитрона соединен с катодом onopHcJro стабилитрона и вторым катодом , двойного триода, первый катод которрго соединен с анодом опорного стабилитрона и минуеовымовыводом источника питани усилител обратной св зи, а другой вывод башластного резистора опорного стабилитрона соединен с катодом высоковольтного регулирующего тетрода тиристор анодом подключен к сетке триода, а катодом к катоду опорного стабилитрона, второй дополнительный стабилитрон подключен через свой баллг стный резисто араллельно резистивному датчику тока, ключенного между катодом высоковольтого регулирующего тетрода и плюсовым ыходным выводом, причем катод втоого дополнительного стабилитрона содинен с катодом высоковольтного реулирующего тетрода, тиристорный оптон , подключен своим входом через оганичительный резистор параллельно торому дополнительному стабилитрону, а выходам - через второй ограничительный резистор к управл ющему электроду тиристора и катоду дополнительного стабилитрона. На чертеже приведена принципиальна схема высоковольтного стабилизатора посто нного напр жени . Высоковольтный стабилизатор посто нного напр жени содержит высоковольтный выпр митель 1, высоковольтный регулирующий тетрод 2, анод которого соединен с плюсовым /выводом выпр мител 1, источник питани усилител обратной св зи - выпр митель 3, плюсом соединенный с катодом тетрода 2 и служащий дл питани усилител обратной св зи, двойного триода 4, резистор 5 нагрузка первого анода двойного триода 4, включенна между первым анодом двойного триода 4 и катодом тетрода 2, опорный стабилитрон б, включенный анодом к минусу выпр мител 3, а катодом - ко второму катоду двойного триода 4, причем первый катод двойного триода 4 подключен к аноду ста билитрона б; дополнительный стабилитрон 7, анодом соединенный с катодом опорного стабилитрона 6, а катодом стабилитрон 7 через балластный резистор 8 подключен к катоду тетрода 2. Источник питани экранной сетки тетрода - выпр митель 9 минусовым выводом подключен к катоду тетрода 2. Триод 10 анодом подключен к плюсовому выводу выпр мител 9, а катодом - через защитный диод 11 к экранной сетке тетрода 2, причем катод диода 11 подключен к экранной сетке тетрода 2. анодом и управл ющей сеткой триода 10 включен резистор 12, а управл юща сетка триода 10 соединена со вторым анодом двойного триода 4. Стабилитрон 13 своим катодом подключен к катоду триода 10, а анод этого стабилитрона через последовательно соединенные резисторы 14 и 15 подключен к минусу выпр мител 3. Управл юща сетка тетрода 2.соединена с резисторагв 14 и 15. Тиристор 16анодом подключен к управл ющей сетке триода 10, а катодом - к катоду стабилитрона б. Резистор датчик 17тока включен между катодом тетрода 2 и плюсовым выводом стабилизатора напр жени . Второй дополнительный стабилитрон 18 катодом подключен к катоду тетрода 2 и через балласт- ный резистор 19 его анод подключен iK плюсовому выводу стабилизатора;However, such a stabilizer has a low voltage gain in the feedback circuit when operating on a pulsed load, with a change in current from 0 to at a high duty cycle. To be able to stabilize the output voltage, in case of a pulsed load with a high porosity, a high-voltage feedback amplifier must be created, since in the absence of an input current, the control lamp must be completely locked, and powerful high-voltage lamps such as triodes require interlocking voltages on the control grid of the order 2000-3QOO B, which leads to a significant complication of the feedback amplifier and an increase in its dimensions. The closest to the proposed technical entity is a high-voltage DC regulator containing a high-voltage rectifier, a high-voltage regulating tetrode, a power supply of the screen grid of the high-voltage regulating tetrode, a negative terminal connected to the cathode of the high-voltage regulating tetrode, a protective diode, a cathode connected to the screen grid high voltage regulating tetrode, jp6 amplifier, dual triode, power supply, feedback amplifier, pluses The output terminal is connected to the cathode of a high-voltage regulating tetrode, the reference zener diode, the ballast reactor of the reference zener diode, a resistive divider with a variable resistor connected between the cathode of the high-voltage regulating tetrode and the negative output voltage of the output, and the variable contact of the variable resisopopa is connected to the first grid of the dual monitor and a neutral terminal. the movable contact of the variable resistor and the negative output, the zener diode, the cathode connected to the anode of the protective diode, and its llastny resistor, one terminal connected to the source terminal of the power amplifier feedback 12. However, in this high voltage regulator voltage occurs when the smooth rise of the output voltage. When operating on a pulsed load with a change in load current from O to Sz, and with a high duty cycle of current pulses, a high-voltage feedback amplifier is required to completely lock the control lamp, which greatly complicates the circuit design of the stabilizer, increases its size, reduces efficiency and reliability. The purpose of the invention is to simplify the device and reduce its dimensions with a simultaneous increase in the efficiency and loss of force during overloads and a short stabilizer output. This goal is achieved by introducing a triode, a resistor, a second resistor into the high voltage stabilizer, the triode being connected by an anode and cathode to the positive terminal of the high voltage tetrade screen and anode of the protective diode, respectively, connected between the anode and a triode grid, the triode grid being connected to the output of a feedback amplifier, which is made by a cascade, a second resistor and a high resistor connected between the anode of the zener diode and the other terminal e a ballast resistor, and a control grid of a high voltage regulating tetrode is connected to the point of their connection. An additional stabilitron, a thyristor, a second additional zener diode, its ballast resistor, a resistive current sensor, a thyristor optocoupler limiting resistor, and a second limiting resistor are also introduced, the additional zener diode being included in the reference cathode of the zener diode and its secondary resistor, and the anode Zener diode is connected to the onopHcJro cathode of the Zener diode and the second cathode, a double triode, the first cathode of which is connected to the anode of the reference Zener diode and the mine output the power amplifier feedback, and another output bashlast resistor reference Zener diode connected to the cathode of the high voltage regulating tetrode thyristor anode connected to the grid of the triode, and the cathode to the cathode reference Zener diode connected to the second Zener diode through its ballast resistoralleleno resistive current sensor connected between the cathode a high-voltage regulating tetrode and a positive output terminal, with the cathode of the second additional stabilitron coupled with the high-voltage cathode its tetrode, a thyristor Opton, its input connected through resistor oganichitelny parallel toromu further zener diode, and outputs - through a second limiting resistor to the control electrode of the thyristor and the cathode of the additional zener diode. The drawing is a schematic diagram of a high voltage DC voltage regulator. The high voltage direct voltage regulator contains a high voltage rectifier 1, a high voltage regulating tetrode 2 whose anode is connected to the positive / output of rectifier 1, the power source of the feedback amplifier is rectifier 3, plus connected to the cathode of the tetrode 2 and used to power the amplifier feedback, double triode 4, resistor 5, the load of the first anode of double triode 4, is connected between the first anode of double triode 4 and the cathode of tetrode 2, the reference zener diode b, connected by the anode to the minus of the rectifier 3, and cat ode to the second cathode of double triode 4, the first cathode of double triode 4 being connected to the anode of the bilitron b anode; an additional Zener diode 7, an anode connected to the cathode of the reference Zener diode 6, and a cathode Zener diode 7 through the ballast resistor 8 connected to the cathode of tetrode 2. The power supply of the screen grid of the tetrode - rectifier 9 minus output connected to the cathode of the tetrode 2. Triode 10 anode connected to the positive terminal rectifier 9, and the cathode through a protective diode 11 to the screen grid of tetrode 2, the cathode of diode 11 connected to the screen grid of tetrode 2. a resistor 12 is turned on by the anode and control grid of triode 10, and the control grid of triode 10 is connected to the second anode of the double triode 4. The zener diode 13 is connected to the cathode of triode 10 by its cathode, and the anode of this Zener diode is connected to the minus of the rectifier 3 through the connected resistors 14 and 15. The tetrode control grid 2. is connected to the resistors 14 and 15. The thyristor is connected to the 16 anode to the control grid of the triode 10, and the cathode to the cathode of the zener diode b. A resistor 17current sensor is connected between the cathode of the tetrode 2 and the positive terminal of the voltage regulator. The second additional zener diode 18 is connected by a cathode to the cathode of tetrode 2 and through the ballast resistor 19 its anode is connected iK to the positive terminal of the stabilizer;

тиристорный onTQOH 20 своим входом через ограничительный резистор 21 подключен параллельно стабилитрону 18, а выход этого оптрона через второй ограничительный резистор 22 соедин ют управл ющий электрод тиристора 16 с катодом дополнительного стабилитрана 7. Резистор 23 резистивного делител подключен к катоду тетрода 2, а другим своим выводом соединен с переменным резистором 24, ко торый в свою очередь соединен с минусовым выводом стабилитрона через резистор 25, причем подвижный контакт переменного резистора 24 соединен с первой упра л ющей сеткой двойного триода 4, втора управл юща сетка которого соединена с первым анодом этого же триода. Конденсатор 26 включен между первой управл ющей сеткой двойного триода 4 и минусовым выводо стабилизатора. Фильтровый конденсато 27 включен параллельно выходу ста билизатора.a thyristor onTQOH 20 with its input through a limiting resistor 21 is connected in parallel to the Zener diode 18, and the output of this optocoupler through the second limiting resistor 22 connects the control electrode of the thyristor 16 to the cathode of an additional stabilizer 7. The resistor 23 of the resistive divider is connected to the tetrode 2 cathode and its other output connected to a variable resistor 24, which in turn is connected to the negative terminal of the zener diode through a resistor 25, and the moving contact of the variable resistor 24 is connected to the first control unit double triode 4, the second control grid of which is connected to the first anode of the same triode. A capacitor 26 is connected between the first control grid of the double triode 4 and the negative terminal of the stabilizer. Filter condensate 27 is connected in parallel with the output of the stationer.

Стабилизатор работает следующим образом.The stabilizer works as follows.

При наличии номинального тока вIn the presence of rated current in

цепи нагрузки усилитель 4 обратной св зи через триод 10 устанавливает на экранной сетке тетрода 2 номинальное значение экранного напр жени , а через делитель, состо щий из резисторов 14, 15 и стабилитрона 13, на управл ющей сетке тетрода 2 также установитс номинальное напр жение. При отсутствии тока в цепи нагрузки происходит одновременное уменьщение величины экранного напр жени и увеличение величины отрицательногосме .щени . на управл ющей сетке тетрода 2 При этом усилитель 4 обратной св зи, производит управление тетродом 2 ера зу по обеим сеткам, что значительно повышает коэффициент усилени стабилизатора . Поэтому при отсутствии тока нагрузки и при экранном напр жении , близким к нулевому значению, дл полного запирани мощного тетрода , например типа ГМИ-29А, требуетс напр жение пор дка 50-100 В, в то врем как при посто нном напр жении иа экранной сетке пор дка 200-350 В дл полного запирани , тетрода необнодимо отрицательное напр жение на управл иадей сетке до 1000-1500 В.Through the load circuit, the feedback amplifier 4 sets the nominal value of the screen voltage on the screen grid of the tetrode 2, and through the divider consisting of resistors 14, 15 and the zener diode 13, the nominal voltage will also be set on the control grid of the tetrode 2. In the absence of current in the load circuit, a simultaneous decrease in the magnitude of the screen voltage and an increase in the magnitude of the negative value occur. on the control grid of tetrode 2. In this case, the feedback amplifier 4 produces control of tetrode 2 on both grids, which greatly increases the stabilizer gain. Therefore, in the absence of a load current and at a screen voltage close to zero, a voltage of about 50-100 V is required to fully lock a powerful tetrode, such as the GMI-29A, while at a constant voltage the screen grid on the order of 200-350 V for complete locking, the tetrode is optionally negative voltage on the control grid to 1000-1500 V.

При увеличении тока в цепи нагрузки вьпае допустимой нормы или при коротком заликании происходит включение оптрона 20, вследствие возрастани напр жени на резисторе 17 до пороговой величины, при котором происходит включение оптрона 20. В свою очередь оптрон 20 включает тиристор 16. Включение тиристора 16 приводит к закорачиванию выхода усилител 4 обратной св зи. Это приводит к подзапиранию триода 10 и к уменьшению экранного напр жени тетрода 2 до When current increases in the load circuit at an acceptable rate, or when a short slip occurs, the optocoupler 20 switches on, due to an increase in voltage on the resistor 17 to a threshold value at which the optocoupler 20 turns on. In turn, the optocoupler 20 turns on the thyristor 16. Turning on the thyristor 16 leads to shorting the output of the amplifier 4 feedback. This results in triode 10 being locked up and in the screen voltage of tetrode 2 reduced to

нулевого значени и к увеличению отрицательного напр жени на управл ющей сетке до величины полного запирани тетрода 2, что приводит к пропаданию выходного напр жени стабилизатора .a zero value and an increase in the negative voltage on the control grid to the value of complete locking of the tetrode 2, which leads to the disappearance of the output voltage of the stabilizer.

Применение предлагаемого высоковольтного стабилизатора посто нного напр жени значительно повышает коэффициент усилени цепи обратной св зи без значительного усложнени его схемы, что позвол ет примен ть этот стабилизатор напр жени при работе на импульсную нагрузку с током, измен ющимс от нул до номинального значени , и при больших скважност х. При таком режиме работы регулирующа лампа типа тетрод находитс или в почти открытом состо нии, или в за- . пертом состо нии, что приводит к увеличению КПД. Введение оптронно-тиристорной защиты позвол ет расширитьi функциональные возможности стабил изатора - защита стабилизатора напр жени от перегрузок по току. Это позвол ет значительно уменьшить габариты аппаратуры и повысить ее нсщежность .The application of the proposed high voltage DC voltage regulator significantly increases the gain of the feedback circuit without significantly complicating its circuit, which allows applying this voltage regulator when operating on a pulsed load with a current varying from zero to the nominal value and at large duty cycle In this mode of operation, a tetrode type control lamp is either in an almost open state or in a closed position. the first state, which leads to an increase in efficiency. The introduction of the thyristor optocoupler allows extending the functionality of the stabilizer - protection of the voltage regulator against overcurrent. This makes it possible to significantly reduce the size of the equipment and increase its availability.

Claims

1. A high-voltage DC voltage regulator containing a high-voltage rectifier, a high-voltage regulating tetrode, an anode connected to the plus of a high-voltage rectifier, a power supply of a screen grid of a high-voltage regulating tetrode, a negative output connected to the cathode of a high-voltage regulating tetrode, a protective diode, a cathode, a cathode, a cathode, a cathode, a cathode, a cathode, a protective diode, a cathode, a cathode, a protective diode, a cathode, a cathode, a protective diode, a cathode, a cathode, a protective diode, a cathode, a cathode, a protective diode the grid of a high voltage regulating tetrode, the feedback amplifier is a double triode, the power source is a feedback amplifier, plus you connected to the cathode of a high-voltage regulating tetrode, the reference zener diode, the ballast resistor of the reference zener diode, a resistive divider with a variable resistor connected between the cathode of the high-voltage regulating tetrode and a negative output terminal, the moving contact of the variable resistor connected to the first grid of the double triode, a capacitor connected between the moving contact a variable resistor and a negative output terminal, a filter capacitor connected in parallel with the output terminals, st bilitron, cathode connected to the anode of the protection diode and its series resistor, one terminal connected to the negative power source vyvoru amplifier feedback, which distinguishes-order. that with whole simplification and