SU920667A1

SU920667A1 - Высоковольтный регулируемый источник посто нного напр жени

Info

Publication number: SU920667A1
Application number: SU802868451A
Authority: SU
Inventors: Юрий Борисович Несвижский; Сергей Васильевич Павлов; Владимир Александрович Сахаров
Original assignee: Ленинградский Электротехнический Институт Связи Им.Проф.М.А.Бонч-Бруевича
Priority date: 1980-01-10
Filing date: 1980-01-10
Publication date: 1982-04-15

Description

(54) ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ РЕГУЛИРУЕМЫЙ ИСТОЧНИК ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

1

Изобретение относитс к регулированию и управлению, в частности к высоковольтным регулируемым источникам посто нного напр жени .

Известны высоковольтные источники посто нного напр жени , широко используемые дл питани электроннолучевых трубок в телевизионной аппаратуре. В этих источниках используетс преобразование посто нного напр жени в затухающие синусоидальные колебани с частотой 20-50 кГц с последующим их выпр млением. Преобразование осуществл етс с помощью контура ударного возбуждени путем прерывани (или изменени величины) протекающего через него тока. Особенностью таких источником вл етс их импульсный характер , поскольку на вход схемы выпр млени воздействуют затухающие высокочастотные импульсы, период следовани которых, как правило, значительно болыйе периода высокочастотных колебаний заполнени 1 и 2.

Недостаток известных устройств состоит в том, что выходной выпр митель реагирует только на первый период ВЧ колебаний каждого входного импульса, так как все последующие периоды имеют меньшую амплитуду и вентили выпр мительной схемы дл них оказываютс запертыми. Таким образом конденсаторы фильтра выпр мительной схемы зар жаютс импульсами тока с больщой скважностью, что определ ет большое внутреннее сопротивление таких источников. Кроме того, поскольку энерги затухающих колебаний в контуре ударного возбуждени целиком определ етс энергией, запасенной в индуктивности контура, величина выходной мощности оказываетс ограниченной из-за возрастани габаритов катушки. Известны также источники высокого напр жени с преобразованием посто нного напр жени питани в переменное трансформацией этого напр жени и его выпр млением .

Недостатки указанных высоковольтных источников заключаютс в малой эффективности регулировани выходногонапр жени , поскольку известные способы регулировани путем изменени напр жени питани преобразовател обеспечивают сравнительно малое изменение выходного напр жени и используютс , как правило, только дл цеРассмотрим более подробно процессы, происход щие в разр дной и зар дной цеп х преобразовател напр жени .

При поступлении на управл ющий электрод тиристора коммутирующего импульса и при наличии на накопительном конденсаторе некоторого положительного напр жени LJC (0) происходит разр д конденсатора через тиристор и первичную обмотку трансформатора. Так как тиристор запираетс током перезар да конденсатора, то длительность импульса разр дного тока составл ет 0,5 Тр , где tp - период собственных колебаний разр дной цепи (фиг. 3). Амплитуда импульса тока определ етс начальным напр жением на конденсаторе и равна УС. I (0)1/, где f - волновое сопротивление разр дной цепи. Напр жение на конденсаторе в процессе его разр да на трансформатор измен етс от IJ (0) до - Uc (0), (если добротность Qp разр дной цепи больше 1). После запирани тиристора начинаетс резонансный зар д конденсатора через дроссель, приче.м начальное напр жение на нем будет отрицательным и примерно равным положительному напр жению в момент разр да на трансформатор . При разр де конденсатора на вторичной обмотке трансформатора формируетс импульс переменного напр жени , форма которого показана на фиг. 3. Периодическа последовательность таких импульсов поступает на вход выпр мител и преобразуетс в посто нное напр жение. За один цикл разр да конденсатор отдает в нагрузку энергию, равную We /Qp.

На фиг. 4-6 представлены графики колебательного процесса в зар дной цепи при различных значени х периода Ту коммутирующих импульсов, причем прин то, что . Это условие позвол ет повысить эффективность регулировани выходного импульсного напр жени ,преобразовател . На фиг. 4 изображен режим работы цепи, когда период коммутации и период собственных колебаний цепи почти равны. Как видно, разр д накопительного конденсатора на трасформатор происходит в данном случае при минимальном напр жении на нем. Поэтому начальные услови , при которых начинаетс очередной цикл зар да Конденсатора через дроссель близки к нулевым. Как известно, при таки.х начальных услови х напр жение на конденсаторе в конце цикла Тз зар да достигает максимального значени , равного 2Е, а в конце цикла Гр разр да составл ет примерно (0,05-0,1) Е в зависимости от потерь. В указанном режиме колебаний интервалы зар да и разр да конденсатора примерно равны и потому посто нна составл юща тока через дроссель мала. Амплитуда импульса разр дного тока и выходное напр жение также имеют минимальное значение. При уменьщении периода Т коммутации напр жение на конденсаторе в момент разр да на трансформатор возрастает (а так как начальна фаза колебани Uc (t) - посто нна) li одновременно измен ютс и начальные усло5 ВИЯ при зар де - } ачальное напр жение на конденсаторе становитс более отрицательньп . Последнее приводит к тому, что з, чение Uctnax конце цикла зар да i; к моменту коммутации тиристора возрастает. Режим колебаний, близкий к предельном}.

0 когда конденсатор разр жаетс сразу riocле окончани цикла зар да, т. е. при Т Т, изображен на фиг. 6. В этом режиме значение Ucmax приближаетс к своему теоретическому пределу 4/-;. Как видно, Tj Тр и посто нна составл юща , питающего преобразователь тока максимальна. Амплитуда импульса разр дио1о- тока в этом режиме наиболыиа . На фиг. 5 и фиг. 6 цг;д;;с что после разр да конденсатора на транс форматор продолжаетс процесс его разр д

0 иа дроссель. Это обсто тельство говорит о том, что за малый интервал времещ ра3|1 да (0.5tp) конденсатор не успевает иолностьк отдать накоп1Лелы1ую энергию R нагрузкх, В пределе, при Т 0,5 Т и при более д.ш тельном времени разр да конденсатора на трансформатор интервал Тр разр да дп.iжен быть равен 0. а посто нна состав. питающего тока максимальна.

Увеличение периода коммутации к сторону величин больщих Г и умены.иеппе

0 его в сторону .чии меньших 0.5 Г 1 ецелосообразно , так как в первом случае yvoirLщаютс пределы регулировки вслсдсты.е затухающего характера зав1 симости Uc (t), а во втором случае регулировка амплитуды импульса разр дного тока неосуществлсна,

5 поскольку напр жение на конденсаторе в момент коммутации в этом режиме колебаний максимальное () и не зависит от периода коммутации.

Указанные от.личи в выполкеник О пульсного преобразовател позволил обеспечить весьма эффективную регулировку выходного напр жени и существенно упростить устройство. Регулировка выходного напр жени в широких пределах обеспечпваетс тем, что при изменении периода коммутации тиристора 7 -- 0,5 Г измен етс начальное напр жение на конденсаторе в его зар да, благодар чему напр жение на конденсаторе в момент его разр да на повы.шающий .трансформатор измен етс от минимального значени , равного (0,1 0 ,5) f. до максимального, равного 4. Примерно в таком же отношении (32-38 дБ) на .ход тс верхний и нижний пределы выходного высокого напр жени . Необходимо т;;кже OTMeTiiTb, что поскольку увеличение выходного напр жени достигаетс при уве.1ичении частоты комм тации тиристора, cpe;iн выходна мощность источника существенно возрастает с увеличением выходного напр жени , что объ сн етс увеличением частоты циклов зар да конденсатора фильтра выпр мител .

Claims

Изобретение позвол ет значительно упростить схему высоковольтного регулируемого источника посто нного напр жени и обеспечить широкую регулировку выходного напр жени . Формула изобретени Высоковольтный регулируемый источник посто нного напр жени , содержащий источник низкого посто нного напр жени , подключенный к импульсному преобразователю с управл емым ключевым каскадом, соединенным с узлом управлени , повышающий трансформатор с выходным вып1э мителем , отличающийс тем, что, с целью обеспечени эффективного регулировани выходного напр жени и упрощени , упом нутый импульсный преобразователь выполнен в виде последовательпого соединени дроссел и накопительного конденсатора.

который через упом нутый ключевой выход подключен к первичной обмотке повышающего трансформатора, а узел управлени выполнен в виде генератора импульсов с возможностью регулировани периода следовани импульсов от 0,5 Т до Т, где Т - период собственных колебаний цепи, состо щей из дроссел и накопительного конденсатора . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 72855, кл. Н 02 М 3/28, 1948.
2.Светлов Н. И. «Маломощные ВЧ источники высокого напр жени . М-Л., Госэнергоиздат, 1962, с. 6.
3.Белополоский Н. И. и Тихонов В. И. «Транзисторные преобразователи на повышенные и высокие напр жени . М., «Энерги , 1971. с. 57.
4.Додик С. Д. и др. «Источники электропитани на полупроводниковых приборах. М., «Советское радио, 1969, с. 373.
5.Авторское свидетельство СССР .NO 257588, 1969.

,57

Составитель И. Никитин

Редактор М. Товтин

Техред А. БойкасКорректор М. Пожо Заказ 2340/53

Тираж 908Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектна , 4