Управляемый стабилизатор напряжения на питающих электродах электронно-лучевой трубки

Ф.Шестаков8.8)ельство СССР1/56, 1974,ьство СССР1/46, 1972,21(0свиде05 Риде тел05 Г ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(54) УПРАВЛЯЕМЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ НА ПИТАН 1 ИХ ЭЛЕКТРОДАХ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ТРУБКИ(57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникамвторичного электропитания с высокимвыходным напряжением. Цель изобретения - уменьшение времени переключения выходного напряжения при энакопеременном нагрузочном токе. Стабилизатор построен по схеме параллельного стабилизатора напряжения. Преобразователь 1 постоянного напряжения в высокое переменное, высоковольтный выпрямитель 2, широтно-импульсный модулятор 3, тактирующий генератор 4, активный диод 31, источник 36 опорного тока и блок 39 сравнения токов составляют в совокупности стабилизатор среднего значения тока, Его ток распределяется между нагрузкой, регулирующим органом 19 и датчиком 7 напряжения обратной связи, охваченными цепью обратной связи через усилитель 18, развязывающий диод 25 и токоограничивающий резистор 24. С помощью узла 15 формирования управляющего напряжения задается требуемая величина Я выходного напряжения стабилизатора. В режиме переключения на нарастание положительное напряжение с еыхопа усилителя 18 через пороговый элемент 26 резко увеличивает ток высоковольт- ф ного выпрямителя 2, заряжая емкостьюЙ1432479 нагрузки. Активный диод 31 поддерживает заданное напряжение на конденсаторном блоке 39, уменьшая длительность переходного процесса. В режимепереключения на спад выходного напряжения открывается регулирующий орган Изобретение относится к электроехнике и предназначено для использо 1 эания при реализации электропитания электронно-лучевых трубок с барьерщм люминоФором в цветных индикаторных установках с двумя и более града. - ями цвета.Цель изобретения - уменьшение вреени переключения выходного напряжения при знакопеременном нагрузочном , оке.На чертеже представлена Функциоальная схема управляемого стабилизаора напряжения на питающих электрорах электронно-лучевой трубки,Стабилизатор содержит преобразователь 1 постоянного напряжения в высокое переменное, высоковольтный выпрямитель 2, широтно-импульсный модулятор 3, тактирующий генератор (генератор пилообразного напряжения) 4 с выводами 5 и 6 для подключения к шинам заданных потенциалом, датчик 7 напряжения обратной связи с первым делителем напряжения на резисторах 8 и 9, вторым делителем напряжения на резисторах 1 О и 11, повторителем 12 напряжения и конденсаторами 13 и 14, узел 15 Формирования управляющего напряжения с входом 16 аналогового управления и входом 17 цифрового управления, усилитель 18 обратной связи, регулирующйй орган 19 с ламповым регулирующим элементом 20, транзистором 21, балластным резистором 22 и резистором 23 смещения, токоограничивающий резистор 24, развязывающий диод 25, пороговый элемент 26 с делителем напряжения на резисторах 27 и 28, транзистором 29 и вспомогательным диодом 30, активный диод 31 с операционным усилителем 32 разделительным диодом 33 и защитными (от насыщения) диодом 34 и резистором 35, источник 36 опорного 19 и большое напряжение на резисторе24 включает компаратор 43. Последнимблокируется работа широтно-импульсного модулятора 3 и всего стабилизатора среднего значения тока в целом.3 з,п, ф-лы, 1 ил. тока с источником 37 электроэнергиии токозадаюшим резистором 38, конденсаторный блок 39 сравнения токов (посреднему значению), нелинейный эле мент 40 со стабилитроном 41 и шунтирующим резистором 42, компаратор 43,а также резистор 44 в цепи сигнального входа широтно-импульсного модулятора 3 и вывод 45 для подключения 10 первого питающего электрода (например, анода) электронно-лучевой трубки, второй питающий электрод которой(например, катод) подключается к выводу, связанному с шиной нулевого потенциала, и выходной потенциальныйвывод 46 источника вспомогательногоопорного напряжения (не показан).Преобразователь 1 постоянного напряжения в высокое переменное и высо ковольтный выпрямитель 2 включеныпоследовательно, Синхронизирующийвход широтно-импульсного модулятора3 соединен с выходом тактирующего генератора 4, а выход - с управляющимвходом преобразователя постоянногонапряжения в высокое переменное. Датчик 7 напряжения обратной связи включен между выводом 45 и одним иэ выходных выводов узла 15 Формирования 30 управляющего напряжения, другой выходной вывод которого соединен с шиной нулевого потенциала. Вход усили -теля 18 обратной связи подключен квыходу датчика 7 напряжения обратной 35 связи. Первые выводы источника 36опорного тока и блока 39 сравнениятоков соединены с шиной нулевого потенциала, а их вторые выводы - с общим выводом высоковольтного выпрями 40 теля 2 и цепью сигнального входа широтно-импульсного модулятора 3 (через резистор 44). Выходной потенциальный вывод высоковольтного выпрямителя 2 через нелинейный элемент 4025 30 35 40 45 50 венно и через резистор 35 между инвер тирующим входом и выходом операционсоединен с выводом 45 и первым выводом регулирующего органа 19, второйвывод которого через последовательно включенные токоограничивающий резистор 24 и развязывающий диод 25подключен к выходному потенциальномувыводу усилителя 18 обратной связи ипервому выводу порогового элемента26. Второй вывод последнего соединенс потенциальным выводом сигнальноговхода широтно-импульсного модулятора3 и первым выводом активного диода31, второй вывод которого подключенк выводу 5 тактирующего генератора 4.Один из входных потенциальных выводов компаратора 43 соединен с объединенными выводами токоограничивающего диода 25, другой - с выводом 46,а выход - со стробирующим входом широтно-импульсного модулятора 3,В регулирующем, органе 19 ламповый регулирующий элемент 20 и транзистор 21 включены последовательно, Коллектор транзистора 21 соединен с катодом регулирующего элемента 20, база подключена к шине нулевого потенциала непосредственно, а эмиттер - через резистор 23 смещения. Анод регулирующего элемента 20 и эмиттер транзистора 21 связаны соответственно спервым и вторым выводами регулирующего органа 19, В датчике 7 напряженияобратной связи входные выводы первого делителя напряжения на резисторах8 и 9 являются входными выводами датчика. Второй делитель напряжения нарезисторах 10 и 11 включен между низкопотенциальным выводом датчика и шиной нулевого потенциала. Конденсатор 13 соединен параллельно с резистором 9. Конденсатор 14 через повторитель 12 напряжения включен междупромежуточным выводом второго делителя напряжения и промежуточным выводом первого делителя напряжения, являющимся выходным потенциальным выводом датчика. В активном диоде 31 резистор 35 включен в цепь инвертирующего входа операционного усилителя32, связанную с первым выводом активного диода 31, Диоды 34 и 33 включены в разных направлениях непосредстного усилителя 32. Цепь неинвертирующего входа последнего связана со вторым выводом активного диода 31. 10 15 20 Стабилизатор построен по схеме параллельного стабилизатора напряжения,причем Функциональные элементы и узлы 1-4, 31,36,39 и 44 составляют всовокупности стабилизатор среднегозначения тока. Стабилизатор имеетдва режима работы, а именно: режимподдержания выходного напряжения назаданном уровне и режим переключенияс уровня на уровень,Режим работы стабилизатора в режиме стабилизации напряжения следующий.В этом режиме на выходе высоковольтного выпрямителя 2 имеет местоток с заданным средним значением,определяемым величиной опорного токаисточника 36, В процессе работы стабилизатора выходной ток высоковольтного выпрямителя 2 сравнивается вблоке 39 сравнения с опорным токомисточника 36, а образованное в результате сравнения напряжение подается на сигнальный вход широтно-импульсного модулятора 3. Напряженияна выходах 5 и 6 тактирующего генератора 4 определяют верхний и нижнийуровни амплитуды пилообразного напряжения и, следовательно, диапазон преобразования входного напряжения широтно-импульсного модулятора 3 в длительность импульсов.Стабилизированный выходной токвысоковольтного выпрямителя 2 распределяется между электронно в лучевтрубкой, регулирующим органом 19 идатчиком 7 напряжения обратной связи.Пусть, например, выходное напряжение стабилизатора увеличивается. Приэтом напряжение, снимаемое с выходадатчика 7, более положительно, чтоприводит к увеличению отрицательногбнапряжения на выходе усилителя 18,увеличению тока через резистор 24,увеличению тока регулирующего органа19 и уменьшению выходного напряжениястабилизатора.В режиме переключения, например, на увеличение выходного напряжения узел 15 Формирования управляющего напряжения формирует на своем выходе ступеньку более отрицательного напряжения. Последнее подается на конденсатор 14 через делитель на резисторах 10 и 11 и повторитель 12, реализующие функцию уменьшения тока конденсатора 14, что равноценно уменьшению его эквивалентной емкости. Это необходимо для подбора значения дан 43245ной емкости с целью выполнения условий компенсированности датчика 7. На входе усилителя 18 появляется отрицательное напряжение, а на его выходе - положительное напряжение. Диод 30 по 5 рогового элемента 26 открывается, что приводит к отпиранию транзистора 29 и резкому повышению напряжения на сигнальном входе широтно-импульсного модулятора 3. Ток высоковольтного выпрямителя 2 резко увеличивается, стабилитрон 41 нелинейного элемента 40 отпирается и происходит быстрый заряд емкости нагрузки. Одновременно при этом происходит заряд конденсаторов 13 и 14. Поэтому напряжение на выходе датчика 7 после окончания переходного процесса заряда емкости нагрузки приходит к установившемуся 20 значению, равному напряжению статизма усилителя 18, а на резисторе 24 устанавливается отрицательное напряжение, определяющее ток регулирующего органа 19. 25Нелинейный элемент 40, обеспечивая прохождение значительных токов заряда емкости нагрузки при переключении выходного напряжения, осуществляет также фильтрацию в режиме стабилизации выходного напряжения, что существенно уменьшает его пульсацию, Импульсный ток заряда выходной емкости проходит через блок 39 сравнения токов, заряжая его конденсатор. Для существенного уменьшения времени переходных процессов активный диод 31 подцерживает напряжение на конденсаторе блока 39 равным напряжению на выводе 5, что обеспечивает минимальное время (около 50 мкс) перехода напряжения на сигнальном входе широтно-импульсного регулятора 3 в уста,новившееся значение после прекращения тока через пороговый элемент 26. 4 При переключении в сторону уменьшения выходного напряжения узел 15 формирования управляющего напряжения формирует на своем выходе ступеньку более положительного напряжения, что 50 приводит к появлению отрицательного напряжения на входе усилителя 18, а следовательно, к резкому увеличению значения напряжения на резисторе 24 и значительному увеличению тока регу я лирующего органа 19, разряжающего емкость нагрузки. Для предотвращения работы высоковольтного выпрямителя в этом режиме во избежание увеличения времени переключения широтно-импульсный модулятор 3 отключается компаратором 43,Предлагаемый стабилизатор по сравнению с известными обеспечиваетуменьшение времени переключения выходного напряжения в 2-3 раза. Кроме того, он обладает всеми достоинствами параллельных стабилизаторов напряжения, а именно позволяет стабилизировать выходное напряжение при наличии втекающих токов (в случае работы электронно-лучевой трубки в условиях повышенной влажности).Формула изобретения1. Управляемый стабилизатор. напряжения на питающих электродах электронно-лучевой трубки, содержащий последовательно включенные преобразователь постоянного напряжения в высокое переменное и высоковольтный выпрямитель, широтно-импульсный модулятор, синхронизирующий вход которого соединен с выходом тактирующего генератора а выход - с управляющим входом преобра - зователя постоянного напряжения в вы - сокое переменное, датчик напряжения обратной связи, включенный между выводом для подключения первого питающего электрода электронно-лучевой трубки и одним из выходных выводов узла. формирования управляющего напряжения, другой выходной вывод которого соединен с шиной нулевого потенциала, связанной с выводом для подключения второго питающего электрода электронно-лучевой трубки, усилитель обратной связи, вход которого подключен к выходу датчика напряжения обратной связи, регулирующий орган, нелинейный элемент, пороговый элемент, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения времени переключения выходного напряжения при знакопеременном нагрузочном токе, в него введены источник опорного тока, источник вспомогательного опорного напряжения, блок сравнения токов, компаратор, активный диод, развязывающий диод и токоограничивающий резистор, причем первые выводы источника опорного тока и блока сравнения токов соединены с шиной нулевого потенциала, а их вторые выводы - с общим вы-, водом высоковольтного выпрямителя и цепью сигнального входа широтно-им1432479 Составитель Л.МорозовТехред, М,Дидык Корректор Л.Патай Редактор И.Горная Заказ 5439/40 Тираж 866 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 пульсного модулятора, выходной потенциальный вывод высоковольтного выпрямителя через нелинейный элемент соединен с выводом для подключения первого питающего электрода электроннолучевой трубки и первым выводом регулирующего органа, второй вывод которого через последовательно включенные токоограничивающий резистор иразвязывающий диод подключен к выходному потенциальному выводу усилителя обратной связи и, первому выводупорогового элемента, второй выводпорогового элемента соединен с потенциальным выводом сигнального входа широтно-импульсного модулятора и первым выводом активного диода, второй вывод которого подключен к соответст- Вующему входному выводу тактирующего 20 генератора, один из входных потенци - альных выводов компаратора соединен с объединенными выводами токоограничивающего резистора и развязывающего диода, другой - с выходным потенци альным выводом источника вспомога - тельного опорного напряжения, а выход - со стробирующим входом широтно- импульсного модулятора.2, Стабилизатор по п,1, о т л и- З 0 ч а ю щ и й с я тем, что регулирующий орган состоит из последовательно включенных лампового регулирующего элемента, анод которого служит первым выводом регулирующего органа, и транзистора, коллектор которого соединен с катодом лампового регулирующего элемента, база подключена к шине нулевого потенциала непосредственно, а эмиттер, служащий вторым выводом регулирующего органа, - через резистор смещения.3. Стабилизатор по п.1, о т л ич а .ю щ и й с я тем, что датчик нап" ряжения обратной связи содержит первый делитель напряжения, входные выводы которого являются входными выводами датчика, второй делитель напряжения, включенный между низкопотенциальным выводом первого делителя напряжения и шиной нулевого потенциала, два конденсатора, один из которых соединен параллельно с плечом первого делителя напряжения, расположенным со стороны высокого потенциала, а другой через повторитель напряжения включен между промежуточным вь водом второго делителя напряжения и промежуточным выводом первого делителя напряжения, являющимся выходным потенциальным выводом датчика. Стабилизатор по п,1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что активньп 1 диод содержит операционный усилитель, резистор, включенный в цепь инвертирующего входа операционного усилителя, являющегося первым выводом активного диода, и упомянутый резистор между инвертирующим входом и выходом операционного усилителя, цепь неинвертирующего входа которого является вторым выводом активного диода.