Управляемый высоковольтный источник питания

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ РЕСПУБ 151)4 Н 0 15 ф 1"г: , "т, д13 ЕНИЯ ЛЬСТВ ТОРСКОМУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ОПИСАНИЕ ИЗ(56) Авторское свидетельство СССРФ 594564, кл. Н 02 М 3/335, опублик,1978.Патент Франции 9 2158585,кл. Н 03 К 4/00, опуолик, 1979.Авторское свидетельство СССР9 408290, кл. С 05 Е 1/56, опублик.1977.(54) УПРАВЛЯЕМЬЙ ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ(57) Изобретение относится к управляемым высоковольтным источникам питания. Целью изобретения является улучшение выходных характеристик. Цельдостигается тем, что в схему источника введены аналоговый запоминающий узел 19, коммутатор 18 аналоговыхсигналов, счетный триггер 15 и параключевых элементов (КЭ) 7 и 8. Источник работает в режиме циклическогопереключения уровней выходного напряжения, Генератор 1 вырабатывает тактовые импульсы, синхронизирующие работу широтно-импульсного модулятора(ШИМ) 16 и логического программногоустройства 17. Импульсы с выхода ШИМ16 поступают на первые входы КЭ 2,3,7 и 8, на вторые входы которых поступают импульсы с прямого и инверсноговыходов триггера 15. На третьи входыключевых элементов поступают сигналы Яс выходов устройства 17. При поступлении на вход 23 устройства 17 управляющих сигналов на выходе источникапоявляется сигнал, изменяющийся отнижнего до верхнего рабочего уровня.2 ил.Изобретение относится к электротехнике и может быть исцосьзаганов высоковольтных источциках питания,работающих на емкастцуо нагрузку, спереключением уровней высокого напряжения, например, на аноде электронно-лучевой трубки с барьернымлюминофором.Пель изобретения - улу гшецие выходных характеристик.Еа фиг,представлена функциональная схема управляемага высоковольтного источника питания; нафиг, 2 - временные диаграммы его работы,Источник питания содержит задающий генератор 1, связанный с паройключевых элементов 2 и 3 мапой коммутируемой мощности, цыха;,си которыхпадкл 1 очецгя к концам низковольтной 2 бобмотки сс трансформатора 5, средний вывод которой подключен к низковольтному блоку 6 питания, ц с. втароппарой клочевих э.г 1 емецтов 7 и 8 боль 25шай коммутируемой мощности (в импульс -цом режиме работы)., выходи которыхподключены к отводам ат части витковНИЗКОВОЛЬТЦОЦ ОбМОТКИ 4,Полное числа витков низковольтнойОбмотки трапсформатэ 1 а гл 1:сирается цзусловия достижения заданной величинынапряжения ца выходе ггста.1 гпгка питания, соответствующей верхнему уравновыходного цапряжецц цри максимальномтоке нагрузки ц наибольшей длцтельности управляющих импульсов. поступающих ца первые входи кгцочеввгх элемец -тав 2 и 3.Отвзды выполнены так, -позы отношение той части вияков, О 1 котот)ой 1 Овыполняется отводы к полно,.су числувитков низкоцатц твой Обмотки находи.лось в наиболее опт:цмильних пределах0,6-08,Превышение верхнего предела этгсм соотношением вызывает снижение быстродействия ус гро "гства, а у.еньлсецце НИЖЕ НИЯСНЕГО ПРЦВаДЦТ К ЦЕГгОЦСЦОЛЬ- зов ациго магпцгтных свойств сердечци БО ка в режиме стабилизация выходного напряжения на верхнем рабочем уровне, повышению требований к вс.тичице рабочего напряжения герцац цари к:ночевых элементов 2 и 3.Висакавольтн 1 я Обмока 9 гсодсслсоче - на к мостовому випрямлшелю 10, первый вывод которого ггоггклюсген к емкости цагрузки, а нтарай - к опорномуисточнику 1,Устройство содеэжит также узел 3разряда, соединенный с выходным выводам 14, счетный триггер 15, широтно-импульсный модулятор 6 (1 ИМ),пороговый узел в виде логическогопрограммного устройства 7, коммутатор 18 аналоговых сигналов, аналоговый запоминающий узел (ЗУ) 19, усилитель 20 обратной связи, опорныйисточник 21 напряжения, измерительный делитель 22 напряжения,Первый вход логического программного устройства 17 является входомисточника питания, Все ключевые элементы содержат на входе 3 - входавыесхемы, реализуюшие функцию с (непоказаны),управляемый высоковольтный источпик питания работает в режиме циклического переключения уровней выходного напряжения следующим образом.Задающий генераторвырабатываеттактовые импульсы (фиг,2 а) , синхропизирующие работу ЖИИ 16 и логического праграммггого устройства 17, переклсочающие счетный триггер 5 с частатой, близкой к удвоенной частотерезонансного контура, образованногосоаственными цндуктивностью и емко-.стьго высоковольтной обмотки 9, атакже емкость, вносимой.в контур состороны схемы выпрямителя 10. Импульсы с выхода Г 1 ЛИ 6 поступают на первые входы первой 2 и 3 и второй 7 иЯ парьг ключевых элементов, ца вторыевходы которых поступают управляющиеимпульсы соответственно с прямого иинверсного выходов счетного триггера 15, а на третьи входы ключевыхэлементов поступают управляющие сигналы с выходов праграммнога логического устройства 17.При отсутствии на входе 23 управляющего сигнала на третьих входахвсех ключевых элементов 2, 3, 7 и 8сигналы равны нулю - все ключевыеэлементы находятся в закрытом состоянии. На выходном выводе 14 устанавливается уровень, определяемый напряжением опорного источника 12,ГГри поступлении на вход 23 в момент времени ос управляющего сигнала(фиг,2 о) и по приходу переднего фронта тактового импульса в момент времецина второй вход логического программного устройства 17 с первого вы 26923хода его на управляющие входы второй пары ключевых элементов 7 и 8 и на управляющий вход коммутатора 18 аналоговых сигналов поступает сигнал "единицы" (Лиг.2 5) , Ключевые элементы 7 и 8 открываются, а выход аналогового запоминающего устройства 19 через коммутатор 18 аналоговых сигналов подключается к входу ШИИ 16. Источник питания переходит в режим пе реключения с нижнего рабочего уровня выходного напряжения на верхней рабочий уровень. В этом режиме работы ШИК 16 формирует управляющие импульсы такой длительности, при которой 15 определенное число импульсов, проходящих через ключевые элементы 7 и 8 за время ь , заряжает емкость 11 нагрузки от начального уровня 11 до уровня 0 (фиг,2 е) , В момент яре мени 1 на управляющие входы второй пары ключевых элементов 7 и 8 и на управляющий вход коммутатора 18 аналоговых сигналов поступает сигнал "нуля" (фиг.25) , а на управляющие 25 входы первой пары ключевых элементов 2 и 3 с второго выхода логического программного устройства 17 - управляющий сигнал "единицы" (фиг.2 2) С третьего выхода логического прог- ЗО раммного устройства 17 на управляющий вход аналогового ЗУ 19 поступает стробирующий сигнал (фиг.2) Ключевые элементы 7 и 8 закрываются, а ключевые элементы 2 и 3 открывают- З5 ся, вход ШКЧ 16 коммутатором 18 аналоговых сигналов подключается к выходу усилителя 20 обратной связи - таким образом цепь обратной связи замыкается к источнику питания, пере О ходит в режим стабилизации выходного напряжения на верхнем рабочем уровне.В течение времени действия стро- бирующего сигнала напряжения, поступающее с выхода усилителя 20 обратной 5 связи, интегрируется аналоговым ЗУ 19, а после окончания действия стробирующего сигнала в момент времениусредненная за время Т величина выходного напряжения усилителя 20 сохраняется на выходе ЗУ неизменной.В момент времени 1, после окончания действия управляющего сигнала на входе 23, на управляющие входы ключевых элементов 2 и 3 поступает сиг нал "нуля , а на управляющий вход разрядного блока с четвертого выхода логического программного устройства 7 поступает управляющий сигнал, Ключевые элементы 2 и 3 закрываются, разрядный узел 13 разряжает емкость 1 нагрузки до уровня, соответствующего выходному напряжению опорного источника 12, за время С , В момент времени С 6 источник питания переходит в режим стабилизации выходного напряжения на нижнем рабочем уровне до прихода на вход 23 следующего управляющего сигнала.Описанный процесс работы источника питания циклически повторяется.Величина пульсаций на выходе устройства при минимальном уровне напряжения на выходе будет определяться переменной составляющей опорного источника 12, а на максимальном уровне равна сумме величин переменных составляющих выходных напряжений опорного источника 12 и выпрямленного мостовым выпрямителем 10 напряжения.Источник питания, как это следует из описания принципа его работы, позволяет при одной и той же величине емкости нагрузки, существенно уменьшить пульсации, существенно уменьшить пульсации выходного напряжения.Емкость нагрузки как правило состоит из двух компонентов, например, емкости анода электронно-лучевой трубки и параллельно подключенной к ней с целью снижения пульсаций исполнительной емкости, которая может быть выбрана меньшей величины в (5-10 рад), Тем самым может быть достигнуто повьшение быстродействия устройства и повышение КПД за счет снижения потерь на перезаряд дополнительной емкости при сохранении допустимой величины пульсаций на нагрузке.Формула изобретенияУправляемый высоковольтный источник питания, содержащий задающий генератор, выходом соединенный с первым входом широтно-импульсного модулятора, выход которого соединен с первым входом преобразователя низкого напряжения в высокое натрансформаторе и ключевых элементах, выход которого соединен через выпрямитель с фильтром с узлом разряда и с измерительным делителем, усилитедь обратной связи, входы которого соединены с выходом измерительного делителя ис источником опорного напряжения, пос вторым выходами триггера, а управляющие входы первой и второй пары ключевых элементов соединены соответственно с первым и вторым входамипорогового узла, выполненного в виделогического программного блока, первый вход которого соединен с входомисточника питания, второй вход соединен с выходом задающего генератора, второй выход - с управпяющим входом коммутатора аналоговых сигналов,первый сигнальный вход которого соединен с выходом усилителя обратнойсвязи непосредственно, а второй сигнальный вход через аналоговый запоминающий узел подключен управляющимвходом к третьему выходу пороговогоузлапричем выход коммутатора соединен с вторым входом широтно - импульсного модулятора,5 1 б 923 роговый узел, выходом соединенныйс входом узла разряда, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения выходных характеристик, в него введены аналоговый запоминающий узел, коммутатор аналоговых сигналов, счетный триггер, вторая пара ключевыхэлементов преобразователя, причемпервая пара ключевых элементов соединена с крайними выводами низковольт-ц ной обмотки трансформатора, а вторая пара - с отводом этой обмотки., выход задающего генератора соединен с входом счетного триггера, первые сигнальные входы всех ключевых элементов соединены с выходом широтно-импульсного модулятора, вторые сигнальные входы первых ключевых элементовобеих пар и вторых ключевых элементов этих пар объединены попарно и рО соединены соответственно с. первым и169231 Вороницкаяик Корректор М. Пож оставитель Н ехред Л.Олей Редактор В. Иванов аказ 6044/5 одписно 4 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж 631НИИПИ Государственногопо делам изобретений13035, Москва, Ж, Р омитета СССР открытийушская наб д