Высоковольтный источник электропитания

Высоковольтный источник электропитания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ, содержаишй задающий генератору подклк1ченный к одному ,из входов широтно-импульсного ьюду:лятора , другой вход которогю соёдииеи с источником яюдулирУющего напряжения, ключевой каскад с резонансным повышающим трансформатором ; и выходным выпрямит елем, о т л ич а ю щ и. и с я тем, что, с целью повЕлиения КПД в даалазоне изменений величины модулирующего напряжения, введены однрвибратор и схема совпадеиий , О1ДИИ из входов которой подключён к выходу ишротно-импульсного модулятора , а другой: - к выходу одновибратора , вход которого соединен с одной из oOMOTfOK трансформатора, а выход схеьш совпгщения подключен к управляющему входу ключевого каскада . О N) О Oiiii

СОЮЗ СОЙЕЯКИХ

СОЦИАЛ СТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3,,5Ц Н ог М 3/ЗЗ5

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ COOP

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

- 21) 3396149/24-07" (22) 15. 02. 82 (46) 30.05.83, Бюл. В 20 (72} Л.Е.Хорин (7ff.) Главная астрономическая обсерватория АН Украинской ССР (53) 621..314.57(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Й 658678, кл. Н 12 М 3/335, 1977.

2. Патент США в 3515974, кл. Н 02 М 3/3.2, 1970.

3. "Электроника", f1969, М 16, с. 8, фнг.7. (54)(57) ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ИСТОЧНИК

ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ, содержащий задающий генератор, подключенный: к одному из входов широтно-импульсного модулятора, другой вход которого соединен с источником модулирующего напряжения, ключевой:-каскад с резонансным повышающим трансформатором и выходным выпрямителем; о т л и- ч а ю щ и и с.я тем, что, с целью повышения КПД в диапазоне изменений . величины мадулирующего -напряжения, введены одновибратор и схема совпадений, один из входов которой подклю. чен к выходу щиротно-импульсного мо дулятора, а другой - к.выходу одновнбратора, вхсщ которого соединен с одной из обмоток трансформатора, а выход схемы совпадейия подключен к управляющему входу ключевого каскада. е 1020941

Изобретение отноСИтая к нРеабраэователям низкого постоянного напряжений в высокое и может быть использовано для питания радиоэлектронных устройств, например анодов проекци- . онных ЭЛТ с шйроким диапазоном изменения токов нагрузки.

Нзвестны пвеобразователи напря-. жения, содержащие ключ с трансформаторной нагрузкой, управляемый импульс ными сигналами(1 и (2 3.

Йедостатком известных преобразователей является низкий КПД, объясняемый наличием цепей демпфирования колебательного процесса в трансфарматоре.

Наиболее близким к предлагаемому является высоковольтный истачник электропитания, содержащий задающий генератор, подключенный к одному из входов широтно-импульсного модулятора, другой вход которого соединен с источником модулирующего напряжения, а также ключевой элемент с резонансным повышающим трансформатором и выходным выпрямителем(3 3.

Недостатком известного ПрЕОбразователя является низкий средний КПД в диапазоне изменений величины моду1 ирующего напряжения.

Объясняется зто тем, что обеспечение высокого КИД преобразователя возможно для какого-то одного, Определенного соотношения Фаз импульсов управления работой ключевого каскада и колебательного процесса, возникающего в трансфорМаторе. в моменты эапирания ключевого каскада, а изме. нение величины модулнрующего напряжения и связанное с ним изменение длительности импульсов управления (пфи сохранении неизменной кх фазы ) приводит к изменению Фазы колебатель ного процесса, что исключает воэможность сохранения оптимального соотношеиия указанных .Фаз во всем диапазоне изменений величины модулирующего напряжения и, в. результате, снижает КПД.

Цель изобретения « увеличение кпД источника в диапазоне изменений величины модулирующего напряжении.

Поставленная цель достигается, тем, что в высоковольтный.мбтбчиик электропитания, содержащий эадващий . генератор, подключенный к сдиому иэ входов широтно-импульсногО моду. лятора, а другой вход которого соеди.нен-с йсточннком модулирующего на.пряжения, ключевой каскад с резонай6 ным повышающим- трансформатором и . выходййм выпрямителем,. ввейеиы:Одио-. вибратор и схема совпадения, Один

ИЗ ВХОДОВ 1COTOPOQ ПОДКЛЮЧЕН К ВЫХОДУ широтно-импульсного модулятора

@ ДРУгой - К выходу. ОДнОВИбратаРа, причем вход последнего соединен с одной:нэ обмоток.трансформатора, о а выход схемы совпадения подключен к управляющему входу ключевого каскада.

Суть .изобретения заключается в том, что импульсы управления работой э ключевого каскада Фазируются колебательным процессом в трансформаторе, а не сигналом задающего генератора, .как это имеет место в известном преобразователе.

10. На чертеже приведена структурная .схема высоковольтного источника электропитания.

Устройство содержит задающий генератор 1, выход которого подключен д к входу широтно-импульсного модулятора 2..К второму входу 3 последнего подключен источник- модулирующего напряжения. Выход модулятора соединен с одним из входов схемы 4 совпадения. Выход схемы совпадения соединен с управляющим входом ключевого каскада 5. Нагрузкой ключевого каскада является резонансный повышающий трансформатор 6. Высоковольтный выход трансформатора 6 подключен к выпрямителю.7, выход 8 которого является выходом преобразователя. Выход одной из обмоток трансформатора подключен к входу, запуска одновнбратора

9. Выход одновибратора соединен с вхо.

ЗО дам схемы совпадений.

Для обеспечения начального запуска в источник введен также клапаннрующий каскад 10, сигнальный вход которого соединен с выходам задающего генератора, а на управляющий вход 11 подается часть выходного напряжения источника. Выход клапанирую-. щего каскада 10 соединен с входом запуска одиовибратора 9.

40 Для получения линейности модуляционной характеристики источника с учетом возможной НЕСтабильности частоты задающего генератора 1, период Т сле@Фваиия егО импульсов выбирают

4$ рав @" Тэг 0,6+К) Т,@6,где Ъеэ резонансная частота трансформатора 6, " Парайетр, характеризующий дли-. тельность свободных колебаний в трансФорматоре 6. Параметр К выбирают иэ рида О, 1, 2, 3 ... ;.:и т.д. (выбор значения К определяется кампрами сом между получением высокого КПД

::преобразователя и Обеспечением его устойчивого запуска. Экспериментально установлено, что этим требованиям

5> удовлетворяет К 1 и выае,. причем увелйчевие К на единицу приводит ..к оиижвиию ЕпД преобраэователя примерно на- 10%. При М * 1 допустимая .нестабильность задающего генератоЩ ра достигает f 2©В) .

Диапазон длйтельностей выходных импульсов, модулятора выбирают равным (ОД Ц Т,е. Йодулирующее йапряжеиие, поступаю1 I, щее на вход 3 ьвдулятора по цепи обСоставитель И.Никитин

Техред Т.Фанта- . - КорректорС.ШЕкмар

Редактор: Е.Haaa..

Заказ 3912/42 .. - Жираж 687 . Подписное

ВВИИПИ Государственйого комитета СССР по делам изобретений к отк1итий

03 Москва Ж-35 .Ра окая наб. . 4 5

113 5р ° ю уш t д l

Филиал ИЙП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, .4

3 .:, 10 29941 ратной связи (не показано, должно ции ка;.входе 3. Широтно-модулкровакбыть .синфазным напряжению. Ка- выходи 8 .. кые импульсы со схемы 4 совпадений преобразователя, " -, -поступают иа вход.ключевого каскада

Для обеспечения минимальных требо-- -. 5 и управляют длительностью его отваний к стабильности одиовибратара 9 : крытого состояния. его запуск осуществляют резонансным- з Изменения величйны модулирующе максимумсхч напряжения ка трансформа-, - го найряжения О.;„„ на входе 3 -и. cssiторе 6. При этом длительность выход-, ванные с ними,изменения фазы коленых импульсов одковибратора 9 зыби- .батерьного процесса в трансформаторают для достижения максимального . ре 6 вызывают через одновибратор- 9

КПД преобразователя равной 0,5 Т э>. 10 и схему 4 совпадений соответствующие

Схема 4 совпадений реализуется изменения фазы.заднего фронта широт так, чтобы передний и задний фронты но-модулированных. импульсов "управлеее выходного скгнaла coвпадали с зад- . нкя работой ключевого каскада 5, ними фронтами импульсов, по- . : В результате соотношение укаэанных ступающих на -ее входы соответственно gg фаз подцерживается постояннйм .к ке с модулятора 2 и одновибратора 9. . зависит от величины модулкрующего

В зависимости от используемой- напряжения. элементной базй схема 4 совпадений .- ..Начальный запуск .одновибраторй 9j может быть:выполнена ка основе им- . а с.ним и всего источника, осуществ.пульсно-управляемох a RS-триггера, . о ляется задающим генератором 1 чйрез лкбо,-как показано на:чертеже, на клапанирующий каскад 10. По мере потенциальных элементах ИВ, И. нарастания выходного напряженкя О

Высоковольтйый источник электропи- источника и соответствующего увелйтания работает следующим образом. чения напряжения обратной свяэк 0©

В. установившемся режиме под воэ- на входе 11, клапакирующий:каскад действием импульсов запуска .с задаю- закрывается, а дальнейший запуск. щего генератора 1 и: в соответствии одновибратора 9 осуществляется капря., с величиной модулирующего напряжения жением, поступающим с трансформато- на входе 3 модулятор 2 вырабатывает, . ра 6. .широтно-модулированные импульсы с па- .- Обеспечение взаимйого аостоякстстоякной фазой переднего -фронта и .- :® sa фаз колебательного щнщесса в изменяющейся фазой заднего. Эти им- - трансформаторе и импульсов управпульсы, взаимодействуя в схеме 4 сов-- ления работой ключевого каскада падений с импульсами:однавибратора 9; позволяет поддермивать их оптималь. преобразуются в широтно-модулировая- . ное соотношение во всем диапазона ные импульсы с иэменяащимкся фазами . 35 изменений велнчикы модулирующего на-. обеих фронтрв, Причем фаза заднего, пряжения, и вследствие этого, уввли фронта задается через одновибратор 9 чивает средний КПД источника. максимумоМ резонансного напряжения на трансформаторе 6 (одиовкбратор Кроме увеличения среднего ЕЦД запускаетея до отпирания ключевого 4О предлагаеМое изобретение позволяет каскада 5 ), а фаза переднего Фрон- улуианть весо-габаритные характеркс-, та к, следовательно,. длительность ..тикФ источника. а также увеличить импульса устанавливаются в соответ- его надежность и устойчивость в ра-. .ствки с велйчиной напряжения модуля- *боте.