Сглаживающий фильтр

(5) 4 Н 02 М 1/1 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВИДЕТЕЛЬСТВУ А ВТОРСН катоднуистор 2,резистор ной парал и катодн ного пар и включа напряжен щиты исп и 7 на резист ченный па 4. у, а вых оду титр яжения 1 ательног ласт т под три ьна управляющииды титрона 11.оплекторной ах и экр Резис тания разлобретения ного назначения ль расширение ей, увелич ания и пов тво состои ональ эффифункние нагрузкои нительных Введение дополкатодном повделителя нанапряжения 7,х циента сглаж ппение на торител пряжени новон 1,ости ооис го элемент ключаю и ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(57) Изобретение относится к обэлектротехники и может быть испзовано в высоковольтных источни ю цепь которого включен реинтегрирующей цепочки из3 и конденсатора 4, включенлельно активному элементу, го повторителя 5, включеналлельно активному элементу щего титрон 6 и источники я 7, 8. Для обеспечения эальэуется делитель напряжения орах 9, 10, входом подклюраллельно активному элеменодом - к ускоряющему электона 11 защиты. Источник нап 2 обеспечивае о потенциала ующий эпектро 13 является титрона 1.титронов 6 в 5, титрона 1 и источников37904 8, 12 обеспечивает н широком дидцдз- не значеций токов нагрузки, пряк ги -чески до нулевого значения, при минимальном падении напряжения высокийкоэффициент сглажиндния, а тдкже зд -щиту как нагрузки, тдк и источникд 1 Изобретение относится к области электротехники и может быть использо вано в высоковольтных источниках питания различного нязцдчеция.Цель изобретения - расширение Фунфункциональных озможностей, увеличение коэффициента сглджиндния и повышение надежности,На фиг,1 приведена функциональнаясхема сгпаживдющего Фильтра; на фиг,2 -10характеристика фильтра.Сглаживающий фильтр состоит из активного элемента, включающего титрон1, в катодцую цепь которого включен15резистор 2, интегрирующей цепочки,образованной резистором 3 и конденсатором 4, подключенной своим входомпаряллепьно активному лементу, катодного повторителя 5, состоящего изтитронд б и ггнух источцико 7 и 8 ця 20пряжения цд резисторах 9 и 10, подключенного своим входом параллельно активному элементу, а выходом - к ускоряющему электроду титрона 11 зящи ты, источника 12 напряжения, подающего отрицательный потенциал на управляющий и экранирующий электроды титрона 11 зашиты, и резистора 13, вклн- ченного между выходом интегрирующей цепочки и входом повторителя и являющегося также коллекторной нагрузкой титроня 1 защиты. Между выводами для подключения нагрузки 14 ключен конденсатор 15, а между выводами для подключения источника 16 питания 35 включен конденсатор 17.Фильтр работает следующим образом. При протекании тока н нагрузке 4 на фильтре создается падение напряжения, копрое, будучи переданным через като;цьй повторитель 5, устанавливает напряжение на ускоряющем электрэде г рона 1 такой величины, котопитания от протекания через цих больших токов путем перевода зд короткийпромежуток времени титрона 1 н запертое состояние путем снятия напряженияг его ускорянгщего электрода, 1 э.п.Ф-лы, 2 ил. 2рдя требуется в соответствии с характеристиками титронд 1 1 = г(1 с ) для поддержания тока нагрузки н цеГи: источник 16 питания - нагрузка 14 активный элемент Фильтра. При этом потенциал коллектора тирона 1 примерно ранен потенциалу его ускоряющего электрода, так кяк титрон 6 катодного повторителя 5 работает с небольшим отрицательным смешением (-220 В) управляющего электрода относительно катода, д ток управляющего электрода титроця 6 и ток коллектора запертого питрона 11 весьма малы, поэтому на резисторах 3 и 13 не создается большого падения напряжения, Резистор 2 включен н катодную цепь титрона 1 для создания небольшого смещения за счет протекающего через фильтр рабочего тока нагрузки. .то смещение (порядка 2-5 В) и режим ЬЦ,н обесцечинают очень малый ток ускоряющего электрода титроца 1 (примерно на три порядка меньше 1, ), что позволяет титрону б повторителя 5 работать в облегченном режиме ( при токе катода порядкамЛ и напряжении источника питания не:колько больше 1000 В). Дпя иллюстрации режимов работы титронана фиг.2 цринедены его вольт-амперные характеристики - зависимости тока коллектора (1 н) от напряжения на коллекторе ол ) и от напряжения на ускоряющем электроде (чек ). Там же для сравнения показаны иуктирной линией коллекторные (обычное название - анодные) характеристики пентода. При медленном изменении тока нагрузки (например, умень-шении рабочая точка переходит иэ точки в в точку в по крив й 1Г (Цун ) (пунктирная /11 ция),Вцутренцее сопротивление титрона при этом составляет величину порядка 2 кым. 1 о переменным составляющим на высоких частотах внутреннее сопротив ление определяется коллекторной характеристикой 1.о = 1(Пко. ) потому что вследствие фильтрующе 1 о действия интегрирующей цепочки переменное напряжение на ускоряющем электроде титрона 1 практически отсутствует. Для работы схемы крайне важна независимость тока лампы от потенциала коллектора, т.е. большое внутреннее динамическое сопротивление. Именно ве личина этого сопротивления определяет эффективность фильтра, При подаче запирающего потенциала на управляющий электрод увеличивается потенциал коллектора. Чтобы скомпенсировать влия О ние потенциала коллектора на катодный ток, запирающий потенциал подается также на экранирующий электрод, Таким образом, компенсация повьппающегося потенциала коллектора отрицательным потенциалом экранирующего электрода означает "чистое" управление титрона при сохранении высокого значения динамического сопротивления, которое в рабочей области характерно ,тик составляет сотни кОм, а коллекторные характеристики поэтому почти горизонтальны.В области средних частот вследствие неполной фильтрации интегрирующей цепочкой некоторая часть переменного потенциала коллектора оказывается на ускоряющем электроде титрона, и внутреннее сопротивление принимает среднее значение между сотнями кОм и 4 О 2 кОм, Граничная частота, на которой внутреннее сопротивление становится малым и практически равным сопротивлению на постоянном токе, определяется постоянной времени интегрирующей 451 1цепочки ср = р = - . Отрезки с 8 и ц 6 на коллекторных характеристиках титрона соответствуют участкам высокого динамического сопротивления титрона и определяют величину допустимой отрицательной амплитуды пульсации, соответствующей уменьшению напряжения источника питания. При уменьшении тока амплитуда пульсаций обычно умень 55 шается и отмеченное выше обстоятельство позволяет уменьшить падение напряжения на фильтре, а значит повысить его КПД. Предельное значение коэффициента подавления пульсаций в области очень высоких частот (начиная с той частоты, на которой емкостное сопротивление, шунтирующее титрон 1, становится равным его активно" му динамическому сопротивлению) определяется емкостным делителем, образованным проходной емкостью титрона 1 и емкостью С- .При использовании высоковольтных нагрузок возможны пробои, причем они могут быть довольно частыми, и при этом необходимо защищать как нагрузку ог протекания большого тока в течение длительного времени, так и сам источник питания. В роли такого защитного элемента выступает тот же титрон 1, который за очень короткий промежуток времени можно перевести в запертое состояние путем снятия напряжения с ускоряющего электрода.Эту функцию выполняет каскад защиты, собранный на титроне 11, причем его управляющий и экранирующий электроды имеют отрицательный потенциал от источника 12, достаточный для надежного запирания титрона 11 при нормальной работе фильтра. При пробое в нагрузке резкое повышение потенциала коллектора титрона 1 передается через резисторы 9 и 10 делитепя на ускоряющий электрод титрона 11 и открывает его. Снижение вследствие этого потенциала коллектора титрона 11 передается через повторитель 5 на ускоряющий электрод титрона 1 и запирает его.Таким образом, титрон 1 с помощью титрона 11 защиты выполняет функцию электронного коммутатора, быстро отключая нагрузку от источника питания, если в ней произошел пробой. Резистор 3 интегрирующей цепочки и резистор 9 должен быть высоковольтным, так как при пробое в нагрузке на них падает все выходное напряжение источника питания.Формула изобретения1. Сглаживающий фильтр, содержащий входной, выходной и общий выводы для подключения соответственно вход" ного напряжения высоковольтного источника питания и нагрузки, последовательный регулирующий элемент, включающий два резистора, два конденсатора и электронную лампу-титрон, вклю"379904 питания Тираж 6 ВИЯПИ Заказ 990/5 исно ектная, 4 е, г. Ужгород, у Произв.-полигр. чающую катод, анод и также управляющий, ускоряющий и экранирующий электроды, причем управляющий и экранирующий электроды титрона, а также однивыводи первых резисторов и конденсатора подключены к входному выводу,анод, а также одни выводы нторых резистора и конденсатора подключены квыходному выводу, свободные выводы первого конденсатора и второго резистора соединены между собой, а свободный вывод второго конденсатора подключен к общему выводу, о т л и ч аю щ и й с я тем, чта, с целью расширения функциональных возможностей иувеличения коэффициента сглаживания,дополнительно введены дополнительныйрезистор, второй титрон и два источника напряжения, при этом точка соединения свободных выводов первогоконденсатора и второго резистора подключена к одному выводу допалнительного резистора, второй нынад которого соединен с управляющим и экранирующим электродами второго титрона, катод которого соединен с ускоряющимэлектродом титрона регулирующего элемента и выводом отрицательной полярности первого источника напряжения,вывод положительной полярности которого подключен к ускоряющему электроду второго титрона, нынад положительной полярности второго источника напряжения подключен к аноду второго титрона, а вывод отрицательной полярности - к входному выводу источника 2. Фильтр па п.1, о т л и ч а ю О щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности путем обеспечения электронной коммутации при пробоях в нагрузке, дополнительно введены третий титран, третий источник напряжения и активный делитель напряжения, включающий два резистора, при этом анод третьего титрона соединен с точкой соединения второго вывода дополнительного резистора и управляющего и20 экранирующего электродов второго титрана, управляющий и экранирующий электроды третьего титрона подключены к выводу отрицательной полярноститретьего источника напряжения, вывод 25 положительной полярности его, а также катод третьего титрона и один вы- вод одного резистора ценителя подключены к входному выводу, олин вывод другого резистора делителя подключен ЗО к выходному выводу, а средняя точкаделителя напряжения подключена к ускоряющему электроду третьего титрана.