Устройство защиты высоковольтных источников электропитания

СОКОВ СОВЕТСКИХСО ЦИАЛ И СТИ Ч Е С КИХРЕСПУБЛИКН 02 М 37335, Н 02 Н 7712 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК Д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Изобретение относится к электротех. нике и может быть использовано, в частности, в устройствах вторичного электропитания, в том числе в устройствах для накачки лазеров (квантоскопов).Известны схемы защиты стабилизаторов напряжения от короткого замыкания, например схемы защиты трай" зисторных стабилизаторов (Додик С.Д. Полупроводниковые стабилизаторы постоянного напряжения и тока, М.: Сов, радио, 1969, с,265, рис.10.5, Белопольский И,И Тихонов В,И. Транзисторные стабилизаторы на повышенные и высокие напряжения, - М., 1971, с.34 рис.2.14 а). ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(71) Московский научно-исслеровательский институт приборной автоматики(56) Додик С,Д. Полупроводниковыестабилизаторы постоянного напряженияи тока. М,: Советское радио1969.Белопольский И,И., Тихонов В,И,Транзисторные стабилизаторы на повышение и высокие напряжения. - М.:1971, с. 34, рис.2.14 а,Костиков В, Г., Никитин И,Е,Источник электропитания высокогонапряжения РЭА, М.; Радио и связь,1986, с.64, рис,1,61 5.1777213 А 1(54) УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ИСТОЦНИКОВ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ(57) Использование: защита высоковольтных источников электропитания,Сущность изобретения: устройство содержит генератор импульсов (4),усилитель импульсов (3), усилительпеременного тока (5) и отключающийблок (6). К усилителю импульсов (3)подключен отрезок высоковольтногопровода (1) с последовательно вклюценным конденсатором (2), причем провод проложен вблизи высокопотенциаль"ных точек и вдоль выходных высоковольтных проводов. 1 ил,Наиболее близким к изобретениюявляется устройство, выполненное посхеме, приведенной в книге: Костиков В,Г Никитин И.ЕИсточникиэлектропитания высокого напряженияРЭА. М.: Радио и связь, 1986, с.64,рис,1,61,Для стабилизаторов с выходнымнапряжением в десятки киловольт этисхемы неэффективны, так как в данныхстабилизаторах при коротком замыкании, в том числе при пробое изоляции, возникает мощный электромагнитный импульс, индуцирующий во всехцепях стабилизатора и во всей близлежащей аппаратуре импульсы напряжения и тока, приводящие к разрушению тех или иных элементов, Времен 7723/нье характеристики импульсов таковы, что указанные схемы защиты срабатывать не успевают и стабилизаторы выходят из строя. 5Цель изобретения - повышение надежности работы путем повышения быстродействия срабатывания устройства защиты за счет обеспечения сильной электромагнитной связи это го устройства с защищаемым стабилизатором в аварийном режиме.Цель достигается тем, что в устройстве защиты, содержащем последовательно соединенные генератор импульсов, транзисторный усилитель импульсов, усилитель переменного тока и отклюцающий блок, параллельно переходу база - эмиттер транзистора, входящего в состав усилителя импульсов, ро подсоединен отрезок высоковольтного провода с последовательно включенным конденсатором, причем высоковольтный провод прокладывают вблизи высоко- потенциальных точек и вдоль выходных 25 высоковольтных проводов высоковольтного источника электропитания.Исследования показали, цто опасные импульсы излучаются проводами, соединяющими конденсаторы, включен- Щ ные на выходе стабилизатора, с местом пробоя изоляции или короткого замыкания, Расположение вокруг этих проводов еще одного провода, замкнутого накоротко или через малое сопротивление, резко уменьшает электромагнитное поле вне провода, а с помощью импульса, возникающего на концах провода, оказывается возможным быстрое отключение высоковольтного узла от первичного источника.Изобретение иллюстрируется чертежом. Провод устройства защиты высоковольтных источников электропитания конструктивно располагается в прямо угольной металлической заземленной камере вблизи самого источника и лазера; остальные узлы и детали располагаются вне камеры.Устройство защиты высоковольтных источников электропитания содержит провод 1, который через конденсатор 2 соединен с выводами база и эмиттер транзистора усилителя импульсов 3. Вход усилителя импульсов 3 соединен с выходом генератора импульсов 4, а выход - с входом усилителя переменного тока 5, выход которого соединен с входом отключающего блока 6. Усройство защиты высоковольтных источников электропитания работает следующим образом. При нормальном режиме работы высоковольтного источника импульсы генератора импульсов ч усиливают-я усилителем импульсов 3 и усилителем переменного тока 5, Выходной сигнал усилителя переменного тока 5 удерживает отключающий блок 6 во включенном состоянии, При пробое изоляции или при коротком замыкании на выходе высоковольтного источника по другим причинам в цепи провода 1 возникает большой импульс тока, разрушающий переход база эмиттер транзистора усилителя импульсов 3. В зависимости от места и мощности разряда и расположения провода 1 в переходе база - эмиттер транзистора усилителя импульсов 3 образуется или обрыв, или закороцение. И в том, и в другом случае импульсы на выходе усилителя импульсов 3 пропадут. Это приводит к резкому изменению выходного сигнала усилителя переменного тока, к срабатыванию отключающего устройства и отключению высоковольтного узла от первичного источника питания. быстродействующее отклюцающее устройство может быть выполнено, в частности, в виде тиристора, который при срабатывании закорачивает выход первичного источника, после чего срабатывает защига этого первичного источника, Выжигаемый транзистор усилителя импульсов конструктивно выполняется в виде легкосьемного узла с объемом 2-3 смз.Экспериментально работа предлагаемого устройства подтверждена на источнике питания квантоскопа, Напряжение питания 61 кВ. Размеры высоковольтного узла 300 х 250 х 250 мм. Длина провода около 0,8 и, генератор импульсов выполнен на микросхеме 56 ч серии, транзистор усилителя импульсов типа 2 Т 312 А, конденсатор КМ- 0,15 мкФ.Изобретение позволяет повысить быстродействие срабатывания устройства защиты за счет обеспечения сильной электромагнитной связи и выжигания полупроводникового приоора.Формула изобретенияУстройство защиты высоковольтныхисточников электропитания, содержа1777213 кий тор Н,Ревска Заказ 4126 Тираж Подписное ВНИИЛИ Государстненного коми гета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагари щее последовательно соединенные генератор импульсов, транзисторный усилитель импульсов, усилитель переменного тока и отключающий блок, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы путем повыщения быстродействия срабатываСоставитель Ю.Дуса дактор Г,Бельская Техред М.Моргенталния защиты, в него введены конденсатор и включенный последовательнос ним электромагнитный контур, выполненный охватывающим высоковольтныецепи источника питания, подключенные к управляющему переходу транзистора усилителя импульсов.