Инвертор с высоковольтным выходом

Союз СоветскихСоциалистическихРеспубпик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ нц 921001(22) Заявлено 280580 (21) 2930595/24-07 с присоединением заявки М 5) М. Кл.з Н 02 М 7/48 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(23) Приоритет 531 УДК 621. З 14, .572 (088 .8) Опубликовано 150482, Бюллетень М 14 Дата опубликования описания 15. 04. 82.и1(72) Авторы изобретения Е.Ф.Климчук и А.Н.Рапопорт Опытное )конструкторско-технологическое бюро"Инсчиъута., металлофиэики АН Украинской ССР(54) ИНВЕРТОР С ВЫСОКОВОЛЬТНЫМ ВЫХОДОМ Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть.использовано в различных устройствахэлектропитания радио- и электроннойтехники,Известны устройства,.состоящиеиз задающего генератора, ключевогокаскада и выходного трансформатора,в которых модулятор длительностииспользуется для регулирования вы"ходного напряжения (1).Известно также устройство,содержащее импульсный задающий генераторсо входом синхронизации, соединенный по выходу со входом ключевогокаскада, нагрузкой которого служитповышающий трансформатор, напримеристочник высоких напряжений телевизионных приемников, Особенностьюподобных устройств является наличиетрансформатора, который при высоких(единицы и десятки киловольт) выходных напряжениях представляет резонансную вмсокодобротную нагрузку,собственная частота которой определяется индуктивностью и распределенной емкостью высоковольтной обмотки. При Этом устройство имеет максимальный КПд в случае синхронноговозбуждения, когда частота импульсного возбуждающего сигнала совпадает с собственной резонансной частотой трансформатора (2) .Недостатком подобного устройстваявляется то, что значение резонансной частоты нестабильно и изменяется в широких пределах и в зависимости от величины нагрузки, темпера туры и других факторов. Это делаетрежим синхронного возбуждения труднореализуемым. Поэтому в высоковольтных инверторах используют режимасинхронного возбуждения, при котором частота задающего генераторасущественно ниже резонансной частотытрансформатора. Это приводит к снижению КПД устройства из-за возрастанияпотерь в ключевом каскаде и сни-.жению надежности.Цель изобретения - повышениеКПД и надежности высоковольтного регулируемого инвертора,Поставленная цель достигаетсятем, что инвертор с высоковольтнымвыходом, содержащий последовательносвязанные между собой импульсныйзадающий генератор со входом синхронизации, ключевой каскад и повышающий трансфбрматор, снабжен цепью ЗО обратной связи, включенной междуФормула изобретения 50 55 60 65 дополнительно введенной обмоткой повьпааюцего трансформатора и входом синхронизации импульсного задающего генератора.В одной иэ модификаций инвертора упомянутая цепь обратной. связи выполнена в виде последовательно соединенных фаэосдвигающей цепи, ограничителя-формирователя и дифференцирующей цепи,Кроме, этого, с целью обеспечения возМожйости регулирования выходного напряжения в широких пределах, в высоковольтный инвертор дополнительно введен модулятор длительности, включенный между задаюцим импульсным генератором и ключевым каскадом.На фиг, 1 и 2 приведены варианты предлагаемого инвертора; на фигЗ изменение напряжения 11 на первичной обмотке повышающего трансформатора в зависимости от длительности фц управляющих импульсов Пупа на входе ключевого каскада.Инвертор (фиг, 1) содержит задающий импульсный генератор 1 со входом синхронизации, соединенный по выходу со входом ключевого кас" када 2, Нагрузкой ключевого каскада 2 служит повышаюций трансформатор 3, имеющий дополнительную низковольтную обмотку 4, Обмотка 4 подключена ко входу фазосдвигающей цепи 5, вывод которой подключен ко входу ограничителя-Формирователя б. Выход ограничителя-формирователя б через дифференцирующую цепь 7 соединен со входом синхронизации задающего генератора 1.Высоковольтный инвертор работает следующим образом.При включении напряжения питания задающий генератор 1 начинает вырабатывать прямоугольные импульсы частота следования которых должна быть меньшей, чем резонансная частота повышающего трансформатора 3, Эти импульсы поступают на вход ключевого каскада 2. Происходит ударное возбуждение свободных колебаний во вторичном контуре повышающего трансформатора на, его резонансной частоте. В дополнительной низковольтной обмотке 4 индуцируется напряжение, близкое по форме к си,нусоидальному. Это напряжение, пройдя через фаэосдвигающую цепь 5, ограничитель-Формирователь б и дифференцируюцую цепь 7, преобразуется в последовательность коротких импульсов которые поступают на вход синхронизации задаюцего генератора 1, что приводит к повьпаению его частоты до резонансной частоты повышающего трансформатора,З, При этом ключевой каскад 4 работает 5 10 15 20 25 30 35 40 45 в режиме насыцения, а напряжения на обмотках повышающего трансформатора 3 имеют форму, близкую к синусоидальной. Фазосдвигающая цепь 5 задает оптимальный сдвиг фаэ между выходным напряжением и фронтами импульсов на выходе эадаюцего генератора 1 для получения максимального КПД.Для регулирования напряжений на выходе высоковольтного инвертора в широких пределах дополнительно вводится модулятор длительности 8, вклю" ченный между задаюцим генератором 1 и ключевым каскадом 2. При изменении напряжения на его управляющем входе изменяется длительность импульсов на входе ключевого каскада 2, при этом изменяется величина напряжения на первичной обмотке повышающего трансформатора и на вы" ходе высоковольтного инвертора(фиг.З).Таким образом, в результате введения последовательно соединенных фазосдвигающей цепи, ограничителя- формирователя и дифференцирующей цепи описанное устройство работает в автогенераторном режиме на резонансной частоте повышающего трансформатора. Это приводит к уменьшению потерь мощности в ключевом каскаде и выходном трансформаторе - КПД устройства повышается. Надежность высоковольтного инвертора также повышается, поскольку уменьшается нагрев элементов инвертора.В результате введения модуля" тора длительности появляется воэможность регулирования напряжения на выходе высоковольтного инвертора в широких пределах.Предложенное техническое решение позволяет создавать высоковольтные источники для питания радиоэлектронной аппаратуры, обладающие высокими стабильностью, КПД и надежностью в широком интервале температур и нагрузок. 1. Инвертор с высоковольтным выходом, содержащий последовательно связанные между собой импульсный задающий генератор с входом синхронизации, ключевой каскад и повышающий трансформатор, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения КПД и надежности, он снабжен цепью обратной связи, включенной между дополнительно введенной обмоткой повышающегс трансформатора и входом синхронизации импульсного задающего генератора.2, Инвертор по к. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что упомянутая цепь обратной связи выполнена в виде последовательно соединенных фазосдвигающей цепи, ограничителя"формирователя и дифферегцирующей цепи.3. Инвертор по п,1, о т л и ч а ю щ и й с я тем; что, с целью обеспечения возможности регулирова ния выходного напряжения, он снабжен модулятором длительности, вклю ченным между импульсным задающимгенератором и ключевым каскадом.. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Васовский В.ф, Транзисторные5 преобразователи напряжения. Киев,Техникаф, 1974, с. 55.2. Саймолов В.ф. Транзисторныегенераторы телевизионной развертки.М Связь, 1969, с. 39.к н н Филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 2374/70 Тираж 71 ВИИИПИ Государств по делам изобре 113035, Москва; ЖПодпи сноео комитета СССРи открытийушская наб д. 4/