Высоковольтный конвертор

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОИ:КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Соеетскик Социалистических Республин(53)М, Кл,Н 02 М 3/335 с присоединением заявки Ио Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытийОпубликовано 1507,80. бюллетень М 26 Дата опубликования описания 150780(54) ВЫСОКОВОЛЬТН 61 Й КОНВЕРТОР 1Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при разработке высоковольтных вторичных источников питания. 5Известно устройство (1), в котором стабилизация высокого напряжения осуществляется по сети переменного тока, содержащее регулирующий элемент, включенный в цепь первичной 10 обмотки трансформатора, усилитель обратной связи со схемой сравнения и делителем обратной связи по напряжению, связанным с выпрямителем, питаемым от дополнительной обмотки 15 трансформатора и резистором токовой обратной связи, включенным в базу транзистора схемы сравнения.Устройство имеет низкие массо-габаритные показатели и гальваническую 20 связь-между входом и выходом, что не желательно для многих типов нагрузок.Устройство 2), содержащее инвертор с выходным трансформатором, высоковольтный выпрямитель с фильтром и стабилизатор напряжения, включенный в цепь питания инвертора, схема сравнения которого подключена к выпрямителю, связанному с дополнитель 2ной низковольтной обмоткой .выходно го трансформатора, имеет низкую стабильность выходного напряжения при изменении тока нагрузки при его малом уровне иэ-эа влияния паразитных емкостей трансформатора,Для компенсации подъема выходного напряжения в режиме холостого хода в устройстве (3) последовательно с первичной обмоткой включен нелинейный дроссель, однако стабильность выходного напряжения у таких устройств низкая и, кроме того, постоянно включенный дроссель в первичную об" мотку, понижает КПД в номинальном режиме.Устройство (4), содержащее регулируемый инвертор со схемой сравнения, связанной с делителем напряжения, подключенным к выходным выводам, имеет высокие выходные и массо-габаритные характеристики, но .его вход гальванически связан с выходом. Наиболее близким тех" ническим решением к предлагаемомуизобретению является устройство (5), которое содержит инвертор на силовых транзисторах, выходной трансформатор, токовый датчик, включенный последовательно с первичной обмот60 кой,трансформатора и, связанный с ним,узел управления, а также задающий генератор, подключенный к управляющим переходам силовых транзисторов. При высоковольтном выпрямителе на выходе устройства, устройство имеет низкую стабильность напряжейия при изменении малых токов нагрузки, так как высокий подъем выходного напряжения в режиме малых .токов нагрузки определяется колебательным процессом заряда паразитной емкости высоковольтной обмотки большими пиковыми токами при переключении,Целью изобретения является улуч" щенке выходных характеристик устройства.Цель достигается тем, что в высоковольтном конверторе, содержащем задающий генератор, связанный с силовыми транзисторами усилителя мощности и выходным трансформатором, в первичную обмотку которого включен датчик тока связанный со схемой управления, а также выходной высо" ковольтный выпрямитель с фильтром, средний отвод выходного трансформатора, через дополнительно введенные транзисторный. ключ переменного гока, ЙС-цепь и упомянутый датчик тока подключен к крайнему отводу этой обмотки, причем управляющий вход ключа связан со схемой управления.На чертеже показан функциональная схема предлагаемого конвертора.Конвертор содйржит задающий генератор 1, связанный с силовыми транзисторами 2, 3 усилителя мощности 4 с выходным трансформатором 5, в первичную обмотку 6 которого включен датчик 7 тока со схемой управления 8, а также выходной высоковольтный выпрямитель 9 с фильтром, связанный с высоковольтной обмоткой 10, регулирующий транзистор 11, включенный последовательно с компенсирующим резистором 12 в цепь питания усилителя мощности, усилитель 13 обратной связи, связайный с делителем 14 напряжения, подключенным к дополнительному выпрямителю 15, соединенным с обмоткой трансфор. матора 16, при этом последовательно включенные транзисторный ключ 17 переменного тока, конденсатор 18 и рвзистор 19 подключены к среднему оВводу первичной обмотки 6 трансформатора 5 и соответствующему выводу датчйка 7 тока.Устройство работает следующим образом.Постоянное напряжение поступает на регулирующий элемент 11 и через ниэкоомный компенсирующий резистор 12 поступает на усилитель мощности 4, преобразующий постоянное и стабильное напряжение в переменное йоямоугольной формы, которое по 0 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 вышается до нужного уровня обмоткой10 и выпрямителем 9. Сигнал обратной связи поступает с низковольтнойобмотки 16 через выпрямитель 15,резистор 12 и делитель 14 на усилитель 13 обратной связи, которыйуправляет ре 1 улирующим элементом11 стабилизатора. Напряжение возбуж.дения на транзисторы 2, 3 усилителямощности 4 поступает с задающего генератора 1. для исключения подъема высокого напряжения при малых токах нагрузки, с датчика 7 тока поступает малый токовый сигнал на схему управления 8. При малом токе в нагрузке, схема управления 8 открывает ключ 17. В момент, исключающий сквозные токи, когда транзисторы 2 и 3 закрыты, паразитная емкость 10 обмотки С разряжается череэ половину первичной обмотки 6, ключ 17 и КС -цепочку 18, 19. Поскольку включение транзисторов 2 и 3 происходит на разряженную параэитную емкость Сп, то колебательный процесс в контуре (паразитиые емкость Сд и индуктивность обмотки 10) резко уменьшается по амплитуде и уменьшается подъем высокого напряжения при малых токах нагрузки, Так как паразитная емкость С имеет заряд противоположный заряду конденсатора 18, то разряд емкости Ср протекает за единицы микросекунд, что особенно важно в конверторах повышенной частоты, Схема управления 8 настраивается так, что работает только при малых токах нагрузки. В режиме номинальных токов нагрузки схема управления 8 отключает ключ 17 и он не влияет на работу конвертора.Выполненный таким образом конвертор имеет высокую стабильность при малых токах нагрузки, при высоком КЙД в номинальном режиме нагрузки.Предлагаемое устройство позволяет строить источники ЛБВ и т.п. по бестрансформаторньзк схемам с полной гальванической развязкойсети от электродов ЛБВ. Так как ключ 17 и конденсатор 18 работают в легких режимах и устройстве с напряжением 7 .кВ и мощностью 100 Вт, ключ может быть выполнен на малогабаритных маломощных диодах, транзисторе и малогабаритном конденсаторе. В качестве ключа 17 вместо четырех диодов и транзистора возможно применение двух диодов и двух тиристоров. формула ИзобретенияВысоковольтный конвертор, содержащий задающий генератор, свяэаниый с сильнымн транзисторами усилителя мощностй и выходным трансформатором, в первичную обмотку которого вклю748719 Составитель И. НикитиТехред О. Андрейко Шароши рек Кузнецова ктор дписн 783 ного ком тений и Раушска Тирствезоб Заказ 425 ета СССкрытийаб., д,ЦНИИПИ Госуд по делам3035, Москва,Филиал ППП. " Патент, г. Ужгород, ул. Проектная / чен датчик тока, связанный со схемой управления, а так же выходной высоковольтный выпрямитель с Фильтром о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения выходных характеристик, средний отвод первичной обмотки выходного транс- форматора, через дополнительно введенные транзисторный ключ переменного тока, ЙС -цепь и упомянутый датчик тока подключен к крайнему отводу этой обмотки, причем управляющий вход ключа связан со схемой управления.Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе 61. Источники электропитания наполупроводниковых приборах, Подред, Додика С.Д, М., Советскоерадио , 1969, рис.1 Х.9 . 2. Авторское свидетельство СССР9 491939, кл. С 05 Г 1/56, 1973. 3, Авторское свидетельство СССР9 205074, кл. Н 03 К 15/00, 1966.4. Патент ФРГ 9 1809046,кл. Н 02 М 3/32, 1970.5. Моин В.С., Лаптев Н.Н. Стаби-,лизированные преобразователи. М.,Энергия, 1972, рис. 11-3,с. 426.